POZEMNÍ STAVITELSTVÍ II. DOC.ING.VLADIMÍR DAŇKOVSKÝ, CSc

Transkript

1 POZEMNÍ STAVITELSTVÍ II. DOC.ING.VLADIMÍR DAŇKOVSKÝ, CSc Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 1

2 ZÁKALADNÍ FUNKCE Přenos zatížení do základové půdy Eliminace nepřiměřeného sedání stavby Ochrana vnitřního prostoru před negativními vlivy podzákladí HLAVNÍ PROBLÉMY Únosnost základové spáry Deformace zemin v podzákladí Proměnnost fyzikálních parametrů zemin v základové spáře emise radonu ze zemin v okolí stavby působení zemní vlhkosti, podzemní vody na základové konstrukce a konstrukce podzemních podlaží působení chemických roztoků na obalové konstrukce budovy Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 2

3 KLASIFIKACE ZÁKLADOVÝCH KONSTRUKCÍ plošné základy o o o o základové patky základové pasy základové rošty základové desky Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 3

4 hlubinné základy o o o o o piloty velkoprůměrové (opřené, opření+smyk, plovoucí) piloty maloprůměrové /mikropiloty studně kesony milánské stěny Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 4

5 IG PRŮZKUMY A KLASIFIKACE ZÁKLDOVÝCH PŮD Hlavní cíle inženýrsko-geologického průzkumu skladba zemin v podzákladí klasifikace zeminy jemnozrnné zeminy zrnitost < 0,002 mm písky zrnitost < 2,0 mm štěrky zrnitost < 60,0 mm kamenité zrnitost < 200,0 mm skalní měrná hmotnost únosnost modul přetvárnosti Poissonovo číslo úhel vnitřního tření zrnitost geologický původ hloubka uložení a mocnost vrstvy hydrogeologické poměry hladina PV, propustnost zemin, rychlost proudění vody v geologických vrstvách chemický rozbor podzemní vody určení vhodné hloubky založení poloha základové spáry posouzení možnosti použít zeminu z výkopu na zásypy doporučení ohledně drenážního systému Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 5

6 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 6

7 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 7

8 ZÁKLADOVÁ PŮDA PRŮMĚRNÉ HODNOTY PÓROVITOSTI ZEMINA PÓROVITOST (%) písek jílovité zeminy Jíl bentonit až 70 PRŮMĚRNÉ HODNOTY VLHKOSTI ZEMINA VLHKOST (%) písek jílovité zeminy VNITŘNÍ SKLADBA ZEMIN Struktura zrnitá štěrky, písky Struktura voštinová soudržné zeminy jíly, hlíny Struktura koloidní směs vody a horniny zrna v tekutině neklesají Jíl bentonit až 80 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 8

9 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 9

10 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 10

11 KŘIVKA ZRNITOSTI příklad Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 11

12 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 12

13 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 13

14 ZATŘÍDĚNÍ ZÁKLADOVÝCH PŮD Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 14

15 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 15

16 INDEX KONZISTENCE WS = MEZ SMRŠTĚNÍ WL = MEZ TEKUTOSTI WP = MEZ PLASTICITY Ic = STUPEŇ KONZISTENCE Ip = INDEX PLASTICITY Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 16

17 ZKOUŠENÍ PEVNOSTI TLAKU V LABORATOŘI Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 17

18 ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI ZEMIN Kaiser J., Složka V., Dický J., Jurasov V.: Pružnosť a plasticita I. Alfa, Bratislava Modul pružnosti v tahu E, ve smyku G a Poissonovo číslo μ jsou charakteristikami chování materiálu. Platí mezi nimi vztah Poissonovo číslo [upraviť] μ - Poissonovo číslo m - Poissonova konštanta Hodnoty Poissonova čísla beton 0,20 ocel 0,27 až 0,30 guma 0,50 ε x - pomerná deformácia v pozdĺžnom smere (smer namáhani) ε y - pomerná deformácia v priečnom smere (kolmo na smer namáhani) Kromě Poissonova čísla se používá také Poissonova konštanta, která je definována jako převrácená hodnota Poissonova čísla, tzn. Poissonovo číslo je pre izotropné materiály nezávislé na smere zaťažovania. Pre anizotropné materiály ako napríklad dřevo, alebo kompozity je Poissonovo číslo iné podľa smeru zaťaženia voči štruktúre. Z vyššie uvedenej definície vyplýva, že Poissonove číslo je vždy kladné, pretože predstavuje absolútnu hodnotu podielu pomerných deformácií. R dt = kpa R dt = kpa R dt = kpa Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 18

19 Bridgewater Farm, Massachusetts, poloha ( N, -70, W). Foto: Rob Tunstead. Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 19

20 PLOŠNÉ ZÁKLADY Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 20

21 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 21

22 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 22

23 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 23

24 NAPĚTÍ V PODZÁKLADÍ deformace pružného poloprostoru NAPĚTÍ V ZÁKLADOVÉ SPÁŘE Distribuce tlaku do podzákladí Úhel vnitřního tření Fáze zatížení zeminy: Stlačení oddělení tuhého klínu Vznik trhlin ve smykových plochách Vytlačení okolní zeminy Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 24

25 ČASOVÝ PRŮBĚH SEDÁNÍ Průběh sedání základové spáry: Odlehčení odebráním výkopku Nárust deformace v době stavby Konsolidace zeminy po dokončení Odvození přípustného namáhání v základové spáře Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 25

26 Vývoj posunů základové spáry pod středem výškové budovy NBS v Bratislavě Plošně založené vysoké budovy ve Frankfurtu nad Mohanem sedají kolem 100 až 340 mm, v Bratislavě 55 až 65 mm. Millenium Tower, Vídeň Výška stavby 202 m (Brandl 2005). základová spára v terciérních hlinitých a jílovitých sedimentů pak vrstva štěrkovitých zemin 4 až 7 m. Po výkopu stavební jámy se tato vrstva zhutnila hloubkovou vibrací, potom bylo zabudováno 151 kontinuálně vrtaných pilot s průměrem 0,88 m a s délkou 13 až 16 m Prof. Ing. Jozef Hulla, DrSc. Foto a obrázky: autor Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 26

27 POVOLENÉ HODNOTY SEDÁNÍ ZÁKLADŮ podle konstrukce Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 27

28 TYPY ZÁKLADOVÝCH KONSTRUKCÍ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 28

29 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 29

30 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 30

31 VZÁJEMNÉ OVLIVNĚNÍ ZÁKLADŮ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 31

32 PRŮBĚH TEPLOT V SOKLU STAVBY nepodsklepený objekt Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 32

33 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 33

34 PODMRZÁNÍ ZÁKLADŮ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 34

35 ZALOŽENÍ STAVBY V ZÁMRZNÉ HLOUBCE Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 35

36 ZALOŽENÍ NEPODSKLEPENÉ BUDOVY NA PILOTÁCH Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 36

37 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 37

38 ZVÝŠENÍ ÚNOSNOSTI PODZÁKLADÍ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 38

39 ZLEPŠOVÁNÍ ZÁKADOVÝCH ZEMIN DYNAMICKÁ KONSOLIDACE Hutnění zemin v podzákladí údery břemenem t, volným pádem z výšky m účinnost do 12m redukce sedání v relaci 3-6 %, snížení objemu zeminy a zlepšení E - modulu násobkem 4 až 6. Hloubka ŠTĚRKOVÉ PILÍŘE Neúnosná zemina je hloubkově zhutněna a vyztužena pilíři ze štěrku o průměru cm, hloubky obvykle 8-12 m. Přenos zatížení využívá bočního odporu zeminy. Konsolidace zeminy je také urychlena možností filtrace. Pilíře ze štěrku o úhlu vnitřního tření zlepšují smykový odpor zeminy. SOIL - MIXING Metodou soil-mixing na stavbě se vytvoří zhutněné a stabilizované pilíře - technologie "COLMIX", se speciální několikavřetenovou soupravou, pro promíchání a proinjektování zeminy. VERTIKÁLNÍ DRÉNY Vertikální drény se používají pro odvodnění a urychlení konsolidace stlačitelných jílovitých zemin. Mohou být instalovány do hloubek m. Účinnost závisí na rozteči drénů. KOMPAKČNÍ INJEKTÁŽ Touto metodou dochází k bočnímu stlačení a zhutnění zeminy v dané hloubce, injektáží velmi husté maltové směsi. Vyžaduje pečlivý návrh a dobrý monitoring. VIBROFLOTACE Vibroflotací se zhutňují písčité, kypré zeminy ponorným vibrátorem, za podpory vody nebo vzduchu, až do hloubek m. Zhutněním se rovněž sníží propustnost v řádu Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 39

40 STAVEBNÍ JÁMA POUŽITY MATERIÁLY VUT BRNO DOC.NOVOTNÝ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 40

41 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 41

42 HNANÉ PAŽENÍ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 42

43 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 43

44 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 44

45 ZACHYCENÍ VODOROVNÝCH SIL Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 45

46 STAVEBNÍ JÁMA NA MALOVANCE Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 46

47 MILÁNSKÉ STĚNY Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 47

48 ODVODNĚNÍ STAVEBNÍ JÁMY Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 48

49 ZPEVŇOVÁNÍ STĚN STAVEBÍNÍ JÁMY Zemní hřebíky Zemní hřebíky se nejčastěji používají pro stabilizaci svahů, kotvení opěrných stěn. Hřebíky jsou dodávány o průměrech 20 mm - 68 mm a se zatížením na mezi pevnosti 175 kn kn. Jsou vyráběny ve dvou provedeních, s jednoduchou antikorozní ochranou nebo s dvojitou antikorozní ochranou. Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 49

50 Zemní kotvy Tyčové zemní se kotvy se nejčastěji používají pro kotvení opěrných zdí, zajištění hlubokých výkopů, kotvení věžových jeřábů, ukotvení táhel. Kotvy jsou dodávány s tyčemi o průměrech 21 mm - 44 mm a se zatížením na mezi pevnosti 270 kn kn. Antikorozní ochrana tyčové zemní kotvy závisí na tom, zda se kotva uvažuje jako trvalá nebo dočasná. Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 50

51 Skalní trny Skalní trny se používají k zajištění galerií během hloubení, zajištění nestabilních skal a zemin. Dodávány jsou s různými kotevními systémy, injektované, s pryskyřičnou nebo mechanickou kotvou. Skalní trny jsou dodávány o průměrech 20 mm - 36 mm a se zatížením na mezi pevnosti 175 kn kn. Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 51

52 Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc zs Str. 52