ZEMNÍ PRÁCE + průzkumy
ROZDĚLENÍ HORNIN
Horniny je možné dělit z mnoha hledisek. Pro základní představu je však nejvýhodnější členění na základě geologického prostředí a podmínek, ve kterých horniny vznikaly. Tomuto se říká genetické hledisko, podle kterého se horniny rozdělují do tří základních skupin. Horniny • vyvřelé (magmatické) • usazené (sedimentární) • přeměněné (metamorfované).
I. HORNINY MAGMATICKÉ (VYVŘELÉ) • hlubinné (intruzívní, plutonické) • žilné • výlevné (vulkanické) - paleovulkanity - neovulkanity
III. HORNINY METAMORFOVANÉ (PŘEMĚNĚNÉ) • kontaktně metamorfované • regionálně metamorfované (krystalické břidlice) - ortobřidlice - parabřidlice
II. HORNINY SEDIMENTÁRNÍ (USAZENÉ) klastické (úlomkovité) - nezpevněné - sypké podle velikosti převládajících úlomků - soudržné dělíme úlomkovité sedimenty na: - zpevněné - psefity (> 2 mm) - psamity (2 - 0,06 mm) - aleurity (0,06 - 0,002 mm) - pelity (< 0,002 mm) biochemické - organogenní - chemogenní Zvláštní postavení v systému hornin mají: • vulkanoklastické horniny • reziduální horniny
JAK MŮŽE VYPADAT
„ROSTLÝ“ TERÉN ?????
Schematické podrobné zobrazení jednotlivých vrstev provedeného vrtu V3
Pažení a cementace Pažením a cementací se zamezuje vzájemnému spojení (komunikaci) propustných vrstev v různých hloubkách a také otvor ochraňuje proti zavalení stěn. Zapažený a zacementovaný vrt umožňuje hloubení hlubších částí nebo další dlouhodobé využití vrtu. Pažnice se zapouštějí a sešroubovávají a po jejich usazení se prostor mezi trubkou a horninou zacementuje. Cementační směs se načerpává do vrtu cementačním agregátem. Před zapouštěním pažnic do vrtu se otvor musí prošablonovat přibíracím nářadím (rozšiřovač, při-bírač) a propláchnout. Pažnicové kolony jsou zpravidla zapaženy až po ústí vrtu, ale se používají tzv. linery – ztracené kolony, která překrývají patu poslední pažnicové kolony asi jen o 100m. Při pažení se na vnější povrch pažnicových rour montují vodítka– centrátory, které udržují pažnice tak, aby mezi pažnicemi a stěnou vrtu zůstávala co nejrovnoměrnější mezera. Další částí pažnicové kolony je pata (vodící zaoblený betonový nátrubek ke snazšímu zavádění kolony pažnic do vrtu, zpětný ventil, který je montován nad patou a brání náratu cementové suspenze při tuhnutí a nárazová deska montovaná nad zpětným ventilem, která slouží k zastavení cementační zátky (mechanické oddělení cementové suspense a výplachu) při ukončení cementace. Po vyplnění mezikruží musí během cementační přestávky cementová suspenze utuhnout. Na závěr se provádí kontrola hermetičnosti kolony. Cementaci ve vrtu je možno provádět vícestupňově, oknem s použitím cementační objímky a zapažnicového pakru.
Třídy rozpojitelnosti Ve smyslu ČSN 73 3050 (Zemní práce) řadíme jednotlivé typy zemin a hornin ověřeného vrstevního sledu do následujících tříd rozpojitelnosti: navážky : tř. 2 - 3 sprašové a deluviální hlíny : tř. 3 miocénní jílovité hlíny: tř. 3 miocénní jíly: tř. 4
Geotechnická charakteristika hornin Na základě makroskopického popisu a laboratorních analýz byly jednotlivé horniny vrstevního sledu zatřízeny dle ČSN 73 1001 (Základová půda pod plošnými základy) do následujících tříd, s níže uvedenými průkaznými, příp. směrnými hodnotami fyzikálně - mechanických vlastností: Glacigenní hlíny - granulometricky jsou převážně prachovité, místy jílovité, s nepravidelnými písčitými laminami, řadíme do tř. F6 (CI – jíl se střední plasticitou). n = 18,7 kN/m3 • Objemová hmotnost Efektivní = 18 o • úhel vnitřního tření Efektivní soudržnost c = 19 kPa • = 0.40 Poissonovo číslo • průkazná hodnota dle lab. zkoušky
Inženýrsko - geologický průzkum
Rozsah a podrobnost průzkumu staveniště závisí na • druhu a velikosti zamýšlené stavby • složitosti geologických poměrů území • hydrogeologických poměrů území
Geologický a hydrogeologický průzkum a výsledky tohoto průzkumu jsou důležitým podkladem pro návrh a provádění základových konstrukcí a současně i zemních prací a také pro volbu konstrukčního systému staveb.
Průzkum pro stavební účely rozlišujeme na:
předběžný průzkum podrobný průzkum průzkum během výstavby průzkum během existence stavby
Předběžný průzkum provádí se převážně pro zastavovací (urbanistický) plán výsledkem je předběžný posudek. úkolem je - zejména určení stability území jako celku a jeho vhodnost pro navrhovanou konstrukci podkladem jsou geologické mapy, prohlídka (rekognoskace) staveniště a sondovací práce. Při předběžném průzkumu určujeme alespoň odhadem dovolená namáhání (únosnost) a stlačitelnost základové půdy.
Podrobný průzkum upřesňuje předběžný průzkum - jasný obraz o geologických poměrech a vlastnostech základové půdy. vyšetřuje se pevnost, stlačitelnost základové půdy výpočet únosnosti a sedání ochrana základové konstrukce proti agresivitě vody ……NÁVRH ZPŮSOBU ZALOŽENÍ ( alt. Rozdělení na dilatační celky) …….NÁVRH ZPŮSOBU ZALOŽENÍ ……..NÁVRH ZABEZPEČENÍ STAVEBNÍ JÁMY (nebo stavební rýhy či stavební šachty) proti účinkům vody a sesouvání.
Průzkum během výstavby tento průzkum někdy také nazýváme provozním průzkumem (v případě realizace rozsáhlé stavby) je nutný také v případech, narazí-li se při zemních pracích na zeminu jiného složení a jiných vlastností, než bylo zjištěno předchozími průzkumy
Průzkum během existence stavby provádí se tehdy, pokud se změní po dokončení stavby nebo v průběhu následujících let hladina podzemní vody dalším příkladem může být změna charakteru budovy, apod.
Tř
charakteristika
příkladně
Obj.hmotn.
1.
Soudržné měkké konzistence, neulehlé rypné nesoudržné, štěrková zrna do 5cm
Ornice, hlína, písčitá hlína, hlinitý písek, písek, suť
1610 kg/m3
2.
Lehce rozpojitelné, soudržné, nesoudržné středně ulehlé do zrn 10cm
Dtto, spraš
1610 kg/m3
3.
Středně rozpojitelné soudržné,nesudr.ulehlé s kameny max.25mm
Jílovitá hlína, písčitý štěrk,silně zvětralé břidlice a sklalní horn.
1770 kg/m3
4.
Těžko rozpoj.soudržné převážně tvrdé konz., nesoudržné, silně rozpukané a zvětralé, kašovité konzistence až tekoucí
Tuhý jíl, písčitý jíl, jílovitá hlína, hrubý 1830 kg/m3 štěrk, kameny nad 25mm, naplaveniny
5.
Lehce trhatelné, silně rozpukané a zvětralé, nesoudržné s kameny do objemu 0,1m3
Skalní a poloskalní horniny s vrstvami do tloušťky do 15cm, hrubý štěrk s kameny,opuka,zmrzlá zemina
1950 kg/m3
6.
Dtto 5.třída, mohutné vrstvy, dále horniny ze sedmé třídy popraskané s trhlinami
Dolomit, vápenec, pórovitý čedič, křemitá břidlice, rula s trhlinami
2250 kg/m3
7.
Horniny velmi těžko trhatelné
Slepence s křemičitým tmelem, křemence, rohovce, žula, čedič, andezit, rula, granulit
2570 kg/m3
• Před započetím zemních prací jsou potřeba provést průzkumy – Hydrologický, geologický popř. další (Archeologický, radonový…)
• Zahrnují všechna opatření a práce, která je třeba na staveništi provést, aby hlavní zemní práce mohly nerušeně pokračovat. Patří sem zejména bourání objektů, odstranění drnů, sejmutí ornice nebo lesní půdy (dozery nebo skrejpry), odstranění stromů, křovin a pařezů.
Výkopové práce a rozpojování hornin • Tyto práce se uskutečňují cca z 90 % zemními stroji různých druhů..
Ruční výkop - většinou jen doplňující prací po strojním výkopu (např. začišťováni) nebo přichází v úvahu jen u staveb s velmi malým objemem zemních práci
Rozpojování skalních hornin
• Častěji než stroji se provádí pomocí průmyslově vyráběných trhavin, které se umísťují v těsněných komorách (vrtech) a rozněcují se rozbuškami. Trhací práce jsou velmi náročné na zajištění bezpečnosti pracujících, proto se svěřují jen kvalifikovaným pracovníkům. Horniny se třídí podle charakteristických vlastností do sedmi tříd. Podle nich se vybírají vhodné mechanismy k rozpojování základových hornin.
Rozvoz zemin • Rozpojováním zemin ve výkopech (ve stavební jámě, v šachtě, v rýze apod.) vzniká výkopek (hornina rozpojená vykopávkou), který je třeba přemístit (svisle či vodorovně) mimo staveniště a buď uložit na skládce, nebo, je-li vhodný, použít přímo na násypy, obsypy a zásypy.
Skládky
• • •
- zemní tělesa nasypaná s výkopky na povrch území - skládky se zřizuji trvalé nebo dočasné - výkopek se ukládá zpravidla v nakypřeném, tj. v neulehlém stavu.
Přeprava výkopku (vodorovná a svislá) na skládky nebo na místo jeho použiti je jen výjimečně ruční. Volba dopravních prostředků závisí na objemu zemních práci a na způsobu jejich prováděni.
Hutnění zemin • Před ukládáním výkopku • • • • • •
odstranit porost (traviny, křoviny, stromy i pařezy) sejmout ornici … nebo se odstraňuje i nevhodná zemina (bahno, rašelina apod.) - která se nahradí vhodnější sypaninou hutněný násyp - po tenkých vrstvách (150 až 700 mm) zhutňovací prostředky se voli podle vlastnosti sypaniny a podle stanovené míry zhutnění, a to podle účelu, jemuž má násyp sloužit Vrstvy zeminy se zhutňuji pěchováním (ručním, pneumatickými pechy apod.), válcováním (hladkými, rýhovanými, ježkovými nebo pneumatickými válci) a vibrováním (vibračními deskami, vibračními válci apod.).
•
nejlepší násypový materiál - štěrkopísek s malým procentem jílovitých přimíšenin.
•
pro každý druh sypaniny se podle druhu použitého zhutňovacího prostředku před zahájením práce na násypech stanoví nejvhodnější tloušťka zhutňované vrstvy.
• Nakonec je potřeba uvést okolí do přijatelného stavu
Zatěžovací zkoušky
Předmětem provedení prací speciálního zakládání je realizace záporového pažení v rozsahu cca 6 800 m2, zemních kotev v délce cca 10 100 m a mikrozáporového pažení ve stavební jámě v délce 6 000 m.
zajištění stávající opěrné stěny a stavební jámy pro výstavbu polyfunkčních objektů určených pro bydlení, obchody a restaurace. Opěrná stěna byla zajištěna pomocí zemních kotev a trnů o celkové délce cca 1 500 m. Pro zajištění stavební jámy bylo zvoleno mikrozáporové a záporové pažení, jehož plocha je 1 400 m2. Povrch konstrukcí speciálního zakládání byl ošetřen stříkaným betonem o celkové ploše cca 1 400 m2.
Pro zajištění stavebních jam byly provedeny podzemní milánské stěny a kotvené převrtávané pilotové stěny. Dále bylo provedeno pilotové založení s hlavicemi. Práce byly provedeny v celkovém objemu: Piloty průměrů 630 mm, 900 mm, 1 020 mm a 1 200 mm – cca 24 430 m Podzemní stěny tloušťky 630 mm – cca 2 430 m2 Horninové kotvy a mikropiloty – cca 2 760 m Trysková injektáž průměru 1 000 mm – cca 994 m
Pažení stěn výkopu musí být vždy navrženo a provedeno tak, aby spolehlivě zachytilo boční tlak zeminy, bránilo poklesu okolního terénu a sesouvání stěn výkopů. Strojně hloubené výkopy s nezajištěnými svislými stěnami mohou zůstat po určitou dobu nezapažené (tab. 1). Tab. 1: Orientační lhůta pro instalaci pažení při strojní vykopávce
Minimální pracovní prostor ve výkopu musí být široký 0,8 m (obr. 1). Tato šířka je dostatečná pro provádění nátěrů za studena, pro zhotovování natavovaných izolací a fóliových izolací.
Sklony svahů výkopů
Sklon svahu se vyjadřuje poměrem výšky svahu k jeho půdorysné délce. Někdy se uvádí přímo úhel sevřený plochou svahu s vodorovnou rovinou (případně vyjádřený tangentou tohoto úhlu). Sklony svahů předepisuje zhotovitel s ohledem na zjištěné geologické podmínky a provoz. Přibližné sklony svahů výkopů do hloubky 3 m jsou stanoveny požadavky uvedenými v tab. 2. Platí to pro svahy, které budou po dokončení prací opět zasypány. Současně je v blízkosti svahu zakázán pohyb strojů a zařízení.
BOZP Pokud má svah přiléhající k výkopu sklon větší než 1 : 1 a výšku větší než 3 m, je třeba realizovat opatření proti sklouznutí zaměstnanců stavby nebo proti sesutí materiálu. Svahy výkopů, které jsou hlubší než 5 m nebo jsou v úrovni, kde se střídají dvě horniny s odlišnými vlastnostmi, se navrhují se sklonem v dolní části méně strmým, případně se přeruší vodorovnou terénní lavičkou, širokou minimálně 0,5 m. Svahy se nesmějí podkopávat. Pracovat na několika stupních svahu nad sebou lze pouze tehdy, pokud jsou v technologickém postupu vytvořeny takové podmínky, že fyzické osoby zdržující se na nižších stupních nejsou ohroženy.
Tab. 2: Příklady přibližných sklonů svahů dočasných výkopů s maximální hloubkou 3 m
Ochrana okolí výkopu Před pádem do výkopu můžeme ostatní osoby pohybující se po staveništi chránit například materiálem z výkopu navršeným do výšky minimálně 0,6 m ve vzdálenosti minimálně 1,5 m od hrany výkopu. Na staveništi, kam není povolen přístup nepovolaným osobám, musejí být okraje výkopů v místech , kde se vnější okraj dopravní komunikace přibližuje k okraji výkopu na vzdálenost menší než 1,5 m, zajištěny proti pádu osob do hloubky. Pokud by se ještě vyskytla na staveništi jáma na vápno, což je dnes velmi vzácný případ, musí být okolo ní dvoutyčové zábradlí vysoké minimálně 1,1 m. Zatěžování okrajů výkopů Okraje výkopů nesmějí být ničím zatěžovány do vzdálenosti 0,5 m od hrany výkopu. Povrch terénu od hrany výkopu nebo vykopané jámy až po hranici smykového klínu, která je stanovena v projektové dokumentaci, nesmí být zatížen materiálem, stroji, stavbami zařízení staveniště a stavebním provozem, aby se předešlo usmyknutí. Výjimkou jsou pouze případy, kdy je stabilita stěn výkopů zajištěna speciálním způsobem uvedeným v projektové dokumentaci. Mechanické zhutňování zeminy pomocí pěchů, válců a jiných zhutňovacích mechanismů se musí provést tak, aby se neohrozila stabilita stěny výkopů.
