TECHNOLOGIE STAVEB I

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV TECHNOLOGIE, MECHANIZACE A ŘÍZENÍ STAVEB ING. RADKA KANTOVÁ TECHNOLOGIE STAVEB I MODUL 3 ZAKLÁDÁNÍ STAVEB 2005 STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

2 Technologie staveb I. Modul 3 Ing. Radka Kantová, Brno, (28) -

3 Technologie staveb I Modul 3 OBSAH 1 Úvod Cíle textu Požadované znalosti Doba potřebná ke studiu Klíčová slova Zakládání staveb Základní údaje Připravenost staveniště Inženýrsko-geologický průzkum (IGP) Geotechnická kategorie Měřičské práce Základová spára Požadavky na základovou spáru Plošné zakládání Hlubinné zakládání Piloty Vháněné piloty Vrtané piloty Dělení vrtaných pilot Mikropiloty Velkoprůměrové piloty - hloubené Podzemní stěny Podzemní stěny pažící a konstrukční Prefabrikované podzemní stěny Podzemní stěny těsnící Studny a kesony Kontrola kvality Pracovní četa, strojní vybavení Bezpečnost práce Závěr Studijní prameny Použité normy Seznam použité literatury Seznam doplňkové studijní literatury Odkazy na další studijní zdroje a prameny Kontrola znalostí Korespondenční úkol Autotest Klíč k autotestu (28) -

4 Technologie staveb I. Modul 3 1 Úvod 1.1 Cíle textu Cílem statí věnovaných problematice základů je seznámit studenty s rozdělením, specifiky a vhodnými technologickými postupy provádění základů plošných i hlubinných, a to s ohledem na požadavky bezpečnosti práce. Po nastudování dané problematiky by měl student závěrem v korespondenčním testu navrhnout vlastní řešení technologického postupu provedení základů konkrétního objektu. Měl by na základě nabytých vědomostí navrhnout vhodné materiály a postupy s ohledem na specifika konkrétní stavby, jejích základových poměrů a okolních vlivů. 1.2 Požadované znalosti Problematika technologického řešení základů úzce souvisí se znalostí konstrukčního řešení základů, druhů zatížení staveb, působení sil do podzákladí, volby nezámrzné hloubky, druhu a tvaru základu. Dále je potřebná základní znalost důvodů pro zakládání na základech plošných a hlubinných, výběr základů z hlediska materiálového i výrobního (základy monolitické a montované, armované a nearmované), a bednění tradičního či systémového. Předpokladem pro správné zpracování zadaného Technologického předpisu v praxi nebo v korespondenčním úkolu je znalost obecné osnovy technologických předpisů. 1.3 Doba potřebná ke studiu Doba potřebná k nastudování dané kapitoly je velmi odvislá od míry a kvality požadovaných znalostí a bude se pohybovat od 1 do 2 hodin. Více času budou muset věnovat studenti bez ucelených vědomostí z přípravných předmětů. Různou dobu může zabrat také následné řešení korespondenčního úkolu. Doba nutná k jeho vyřešení je závislá na složitosti zadané stavby a jejích základových poměrů, zásadní vliv bude mít množství a kvalita podkladů k zadání a v neposlední řadě osobní zkušenost studenta s tvorbou technologického předpisu a jeho příloh. Lze uvažovat dobu potřebnou k řešení korespondenčního úkolu také 1 2 hodiny. 1.4 Klíčová slova Základy, základová půda, únosnost, základová spára, zakládání plošné, zakládání hlubinné, inženýrsko-geologický průzkum, geotechnická kategorie, geodetické body, nezámrzná hloubka, pažení, autodomíchávač, kontejnerbadie, pracovní a dilatační spára, doprava a ošetřování betonové směsi, bednění tradiční, bednění systémové. - 4 (28) -

5 Technologie staveb I Modul 3 2 Zakládání staveb 2.1 Základní údaje Základy objektu přenášejí do základové půdy tíhu objektu, včetně sil jež na objekt působí. Spolu se základovou půdou musí základy zajistit stabilitu celé stavby. Lze je rozlišit dle různých hledisek. Dle tvaru a působení do podzákladí: zakládání plošné: na patkách, pasech, roštech, deskách zakládání hlubinné: na pilotách, podzemních stěnách, studních, kesonech Dle materiálu: z kamene z prostého betonu nebo železobetonu ocelové piloty Dle výrobního postupu: monolitické montované Dle vztahu k podzemní vodě: zakládání v suchých půdách zakládání v mírně nebo silně zvodnělých půdách zakládání pod vodou Pozor základy monolitické armované je nutné z důvodu krytí výztuže vždy bednit! Myslete na to v při zhotovení výkresu výkopů, výkopy je nutné rozšířit o prostor pro manipulaci s bedněním. 2.2 Připravenost staveniště Inženýrsko-geologický průzkum (IGP) Rozsah a podrobnosti informací v IGP musí být přiměřené typu a významu navrhovaného objektu. Zvláště pečlivě musí být proveden pro vysoké stavby. IGP představuje závazný podklad pro stavební projekt, který předepisuje způsob založení. Průzkumem se zjistí geotechnické poměry na staveništi a vlastnosti základových půd. Na základě těchto informací se stanoví způsob založení budoucího objektu. Průzkum má zjistit zejména: dovolené namáhání základové půdy úroveň hladiny podzemní vody a její chemické poměry - 5 (28) -

6 Technologie staveb I. Modul 3 přítok vody do stavební jámy chování zeminy ve stěnách stavební jámy těžitelnost zeminy ve stavební jámě stabilitu staveniště jako celku vliv nově zakládané stavby na stavby stávající Širší geologické vztahy se posuzují ze stávajících materiálů již realizovaných průzkumů, případně ze zkušenosti se založením okolních objektů. Tyto informace se doplní o sondy přímo v místě staveniště, buď kopané nebo vrtané. Výsledkem by měly být alespoň dva geologické profily Geotechnická kategorie Dalšími podklady ovlivňující rozhodnutí o způsobu založení je stanovení geotechnické kategorie (dále GK). Norma ČSN [1] Zakládání staveb. Základová půda pod plošnými základy rozlišuje tři kategorie dle základových poměrů a náročnosti stavby. Pro určení těchto kategorií je nutné rozlišit jednoduché a složité základové poměry a náročnou a nenáročnou stavbu. Jednoduché základové poměry jsou ty poměry, kde se v rozsahu staveniště nemění jednotlivé vrstvy hornin a tyto vrstvy jsou uloženy v přibližně vodorovných vrstvách. Podzemní voda neovlivňuje založení stavby. Složité základové poměry jsou poměry, kde se mění základová půda pod objektem a jednotlivé vrstvy nejsou vodorovně uloženy. Podzemní voda ovlivňuje založení objektu. Nenáročná stavba není citlivá na nestejnoměrné sedání, je to stavba do dvou podlaží, rodinné domky, objekty zařízení staveniště, garáže apod.. Náročnou stavbou pak rozumíme stavbu nesplňující některý z výše jmenovaných požadavků. Norma ČSN [1] rozlišuje tyto tři základní GK. GK nenáročná stavba a jednoduché základové poměry, únosnost horniny se stanoví dle tabulek ČSN. GK náročná stavba v jednoduchých základových poměrech nebo nenáročná stavba ve složitých základových poměrech. V této kategorii se stanoví únosnost půdy dle směrných normových charakteristik nebo podle místních normových charakteristik. GK náročná stavba ve složitých základových poměrech. Vlastnosti základových půd se zjišťují pomocí normových charakteristik, určených zkouškami vzorků odebraných na staveništi. - 6 (28) -

7 Technologie staveb I Modul 3 Na základě vyhodnocení informací z těchto podkladů se stanoví způsob založení objektu Měřičské práce Měřičským pracím pro založení stavby předcházejí hrubé terénní úpravy staveniště. Staveniště je prostor, který je k dispozici pro realizaci stavby, jeho obvod musí být řádně vyznačen. Staveniště předává investor hlavnímu dodavateli stavby s přesným vyznačením veřejných sítí, komunikací, potrubních a kabelových rozvodů, pokud staveništěm procházejí. Současně se staveništěm předává investor dodavateli tzv. hlavní polohovou čáru a hlavní výškové body. Vytyčení hlavních objektů se zahajuje od předané hlavní polohové čáry (vytýčené osy). Nad jeden z jejích bodů se ustaví teodolit a určí se polohy všech bodů, kterými jsou dány půdorysné obrysy stavebních objektů. Při měřičských pracích vycházíme ze základních geodetických bodů, jež byly na staveništi teodolitem vyznačeny, a veškeré geodetické značení je nutné zachovat až do ukončení stavby. Podrobným vytyčením stavebních objektů se rozumí vytyčení rozměrů a tvaru ve směru vodorovném i svislém. Všechny tyto významné body na staveništi obvykle geodet vyznačí strojem, do kterého je vsunuta disketa se souřadnicemi (obr. 2.1). K zajištění kontroly jednotlivých bodů během stavby slouží měřičské značky. Pro vyznačení polohy, směrů a výšek se používá jednoduchých kolíků, laťových křížů, profilových a rohových laviček. Umisťují se do takových vzdáleností od budoucího objektu, aby nebyly zničeny postupem prací. Tvary jednotlivých prvků jsou na obr Z hlavní polohové čáry se na lavičky přenesou všechny důležité míry charakterizující objekt. Značí se obvykle hřeby, ryskami nebo zářezy na lavičkách. Lavičky jsou umístěny tak, že vytváří vodorovnou rovinu. Použití laviček je patrné z obr Výšková úroveň se také přenáší z hlavních výškových bodů teodolitem, od roviny laviček se odměřuje laťovým křížem. Z laviček se přenesou rohy domu na terén olovnicí. Tyto body se vyznačí obvykle velkými hřebíky. Jakmile je zřetelně stanovena poloha domu, lze vyznačit bedněním tvar základu. - 7 (28) -

8 Technologie staveb I. Modul 3 Obr.2.1 Geodet vytyčuje strojem základní obrysy budoucí stavby Obr.2.2 Měřičské značky : a) kolík, b) laťový kříž, c) dvojitý kříž pro vyznačení nulové čáry, d) rohová lavička, e) profilová lavička Obr. 2.3 Roh domu přenesený na teren označený hřebíkem, provázek nebo drát vyznačuje vnější strany budoucího zdiva - 8 (28) -

9 Technologie staveb I Modul Základová spára Základová spára je plocha, kterou konstrukce základu přenáší zatížení stavby do základové půdy. Nutno rozlišit zakládání plošné a hlubinné. U plošných základů se jedná o plochu mezi tělesem základu a základovou půdou, u hlubinných o paty opřených konstrukcí, u plovoucích pilot není základová spára definována. Základovou spáru má předávat stavbyvedoucí ke kontrole čistou, suchou, pečlivě srovnanou a zaměřenou, o kontrole a převzetí učiní zápis do stavebního deníku Požadavky na základovou spáru nezámrzná hloubka Základová spára musí být minimálně 80cm pod terénem, u soudržných zemin 1,2 1,5 m. Výjimku lze učinit u vnitřních zdí (60cm) při temperování stavby v zimě, nikoli však u předložených schodišť objektů a podobných částí stavby, kde by se mohlo podloží vlivem mrazu nadzdvihnout a porušit konstrukci. únosnost Únosnost základové spáry posuzuje odpovědný statik, jenž navrhl základ, zjištěná únosnost musí být v souladu s projektem. stejnorodost Ověřujeme ji sondami již v průběhu přípravy stavby. Po vyhloubení jámy míru stejnorodosti ověřujeme a zjištěné rozdíly vyrovnáváme tak, že např. dutiny a trhliny ve skalnatém podloží vyčistíme od naplavenin a vyplníme hubeným betonem, osamělá hnízda naplavenin odstraníme a nahradíme vhodnou zeminou tak, aby rozdíly v únosnosti byly co nejmenší. Rychlá a účinná konsolidace štěrkopískem nebo drceným štěrkem zhutněným po vrstvách předpokládá snížení výškové úrovně základové spáry o tuto vrstvu. Zhutněná vrstva štěrku přeruší kapilární vzlínání. Někdy je možné pro ochranu spáry použít plastovou folii (tl.0,3 0,6 mm), případně profilované membrány, které se používají i jako boční hydroizolace na vnějších stranách podsklepených objektů. rovinnost, suchost, ochrana proti vlivům povětrnosti Je nutné při pracích na stavbě dbát na to, aby základová spára nepromrzla, nerozmáčela se nebo nebyla mechanicky poškozena. Stane-li se tak, poškozenou vrstvu odstraníme. Pokud dopředu neuvažujeme s konsolidací štěrkopískem, můžeme při strojním těžení výkopu ponechat vrstvu cca 200 mm k ručnímu odtěžení krátce před betonáží. Základová spára musí být vždy vodorovná, šikmá se může vyskytnout jen ve specifických případech při namáhání konstrukce vodorovnými silami nebo při spojení částí budovy založené v různých hloubkách. - 9 (28) -

10 Technologie staveb I. Modul 3 Vždy musí být spolehlivě zabezpečeno odvedení srážkových, povrchových a podzemních vod. Rozlišujeme odvodnění povrchové rýhami či drenážemi po obvodu dna stavební jámy, štětovými stěnami a jímkami při vyšší úrovni hladiny podzemní vody a odvodnění hloubkové vrtané hloubkové studně nebo čerpací jehly. Způsob odvodnění dna stavební jámy je patrný z obr Základová spára plošných základů má být nad hladinou podzemní vody, zakládání na spáře pod vodou připouštíme pouze u některých hlubinných základů. Obr. 2.4 Povrchové odvodnění stavební jámy 2.4 Plošné zakládání Do základové půdy přenášejí základy zatížení svou dosedací plochou. Rozdělení plošných základů: Patky mají pravidelný geometrický tvar, obvykle bývají čtvercové, jsou-li obdélníkové, poměr stran max. 2:3. Používají se jako základy pod sloupy. Mohou být z prostého ale i železového betonu, monolitické i montované. Pro sloupy monolitické jsou z patek obvykle vyvedeny kotevní pruty ocelové výztuže. Pasy pod nosnými i nenosnými stěnami nebo řadami sloupů, v případě použití pod řadu sloupů musí být vyztuženy jako spojité nosníky. Srovnáme-li náročnost - 10 (28) -

11 Technologie staveb I Modul 3 provedení pasů a desky, lze konstatovat, že při použití pasů spotřebujeme zpravidla méně betonu a výztuže, proces však klade vyšší nároky na hloubení výkopů. V případě nepodsklepených objektů je nutné vždy volit okolo budovy průběžný základový pás v nezámrzné hloubce, tedy 100 cm pod rostlý terén. Pokud je vyloučeno poškození mrazem (např. u podsklepených domů), můžeme volit základy hluboké pouze cm. Desky souvislý plošný základ, obvykle volíme v případě málo nebo nerovnoměrně únosného podloží, pro náročnější objekty, při zakládání pod hladinou podzemní vody. Příklad betonáže základové desky s vytažením výztuže pro svislé konstrukce stěn a sloupů je na obr. 2.5 a obr Zvýšenou pozornost je nutné věnovat vyvázání výztuže pod sloupy, aby nedošlo k tzv. propíchnutí desky. Detail navázání výztuže pro sloupy je patrný z obr Desky velkých rozměrů je z důvodu smršťování betonu nutné betonovat po předem stanovených polích. Realizace pracovní spáry základové desky je na obr Rošt soustava křižujících se pasů, narůstá zde složitost realizace bednění a ukládání výztuže. Prostorové základy v podobě skříňových základů nebo tlusté desky se vzhůru vybetonovanými žebry se navrhují tehdy, jestliže ani značně tlustá základová deska nezabezpečí stabilitu objektu. Obr. 2.5 Stav před betonáží základové desky. Výztuž osazená na podkladní beton, lze vidět vytažení prutů pro svislé konstrukce - 11 (28) -

12 Technologie staveb I. Modul 3 Obr. 2.6 Detail navázání výztuže pro svislé konstrukce Obr. 2.7 Vybetonovaná základová deska s navázáním výztuže pro monolitické stěny Obr. 2.8 Pracovní spára základové desky - 12 (28) -

13 Technologie staveb I Modul 3 Tvar základů je dán projektem, za vhodný tvar monolitického základu je považován základ s jedním vodorovným úskokem. U mnohostupňových základů je nevýhodou přerušování betonáže po stupních, u šikmých ploch složitost zabedňování a zhutňování. Vždy je třeba dbát, aby vyprojektovaný tvar základu byl přesně dodržen. U monolitických železobetonových základů musíme vždy pamatovat při výkopových pracích na rozšíření prostoru kolem základu o min. 600 mm na provedení bednění. Tradiční bednění z řeziva je nahrazováno používáním prvků systémových bednění. Betonáž základového pasu do systémového bednění je na obr Je nutné pečlivé uložení výztuže, aby se při betonáži neposunula. Betonáž vyztužených základů přímo do rýhy bez bednění je nepřípustné. Betonáž základu z prostého betonu přímo do rýhy, tak jak vidíme na obr je možné v případě soudržných zemin. Obr. 2.9 Betonáž základových pasů do bednění Obr Základový pas betonovaný přímo do rýhy - 13 (28) -

14 Technologie staveb I. Modul 3 Obr Kladení ležaté domovní kanalizace do prostoru mezi vybetonovanými základovými pasy Montované základy nelze tak snadno přizpůsobit proměnnému zatížení stavbou a přípustnému namáhání základové půdy jako základy monolitické, ale bývají obvykle dokonaleji vyráběny, vylehčovány dutinami a vzhledem k možnosti mechanizace se velmi snižuje pracnost základových prací. Odpadají technologické přestávky a tím se zkracuje doba realizace spodní stavby. Lze je osazovat i v zimě a pokud jsou ve výrobě prvky ošetřeny vodotěsným nátěrem a z betonu s vodotěsnou přísadou, mohou se použít tam, kde nelze efektivně snížit hladinu spodní vody na staveništi. 2.5 Hlubinné zakládání Používá se při zakládání do nevyhovujících základových půd, při velkém zatížení stavebních konstrukcí nebo při velkých nárocích na sedání konstrukce. Patří do skupiny zvláštního zakládání. Jedná se finančně a technologicky o náročnější způsob založení objektu, proto je dobré mít k takovému kroku vážné důvody a kvalitní podklady. Moderní způsob speciálního zakládání sestává ze spousty technologií i z různých druhů použitého materiálu Piloty Způsob hlubinného zakládání prochází v posledních letech a desetiletích bouřlivým vývojem. Nutnost zakládat v prolukách, zakládání objektů s podzemními garážemi případně nutnost podchycení stávajících objektů je hlavním motorem tohoto vývoje (28) -

15 Technologie staveb I Modul 3 Piloty v zásadě rozdělujeme na vháněné, vrtané a hloubené. Schematické dělení včetně používaných průřezů je zřejmé z obr Obr Zakládání staveb na pilotách je nejrozšířenější metodou hlubinného zakládání průmyslových, inženýrských a obytných staveb, což je dáno jejich univerzálností z hlediska geologické rozmanitosti stavenišť Vháněné piloty Jsou to prefabrikované železobetonové piloty, které se vpravují do základové půdy beraněním, vplachováním, zatláčením nebo vibrováním. Jejich průřez je obvykle 300 mm x 300 mm nebo 400 mm x 400 mm a délka až 12 m. Ve výrobnách se pro jejich výrobu použije beton hutný, vodotěsný, odolný proti agresivnímu prostředí. Důraz se klade na přesnost umístění a krytí výztuže, na její zesílení ve zhlaví a hrotu piloty a na souměrnost v ose. Pro vlastní ražení se pilota může použít až po dosažení normové pevnosti betonu, tedy po 4 týdnech od zhotovení. Razí se pomocí beranidel a to buď rovně nebo šikmo. Hlava piloty se beraněním poškozuje, musí být proto opatřena čepcem z tvrdého dřeva nebo pryže. Při vlastním beranění můžeme piloty nastavovat nebo krátit. Vplachováním se vhání pilota do podloží tak, že se zemina pod jejím hrotem rozplavuje proudem tlakové vody. Pilota tak zapadá do zeminy vlastní vahou, případně se přitom i beraní. Vplachování se nepoužívá při začáteční a konečné fázi vhánění piloty z důvodu stabilizace. Zatlačované piloty jsou z krátkých kusů vtlačované do podloží hydraulickým lisem. Zavibrování pilot využíváme u nesoudržných stejnorodých zemin. Používá se i pro zesilování podloží u již stávajících budov. {PRIVATE "TYPE=PICT;ALT= Ob"} - 15 (28) -

16 Technologie staveb I. Modul Vrtané piloty Vrtané piloty se betonují do předem zhotoveného vrtu. Tyto piloty jsou vhodné zejména v oblasti, kde není možno použít beranidlo (zastavěné oblasti), u staveb kam by se nevyplatilo beranidlo dopravovat. Další jejich předností, je možnost změny délky piloty přímo při provádění, nemusíme tudíž znát jejich délku předem. Je tak možné provádět tyto piloty jako opřené. Vrtané piloty mají velkou únosnost, umožňují použít jedné piloty na místo skupiny pilot a lze je monoliticky snadno spojit s vrchní základovou konstrukcí. Většina prací je nahrazena výkonnými mechanizmy a tím odpadá nutnost velkého množství pracovníků. Tito pracovníci však musí mít příslušnou kvalifikaci a musí být pod zkušeným vedením. Proces pažení vyloučíme použitím ocelových výpažnic (obr. 2.22) v případě nutnosti pažení vrtu. Tím dosáhneme zvýšení kvality vrtu a pak i následně celé piloty, neboť nedochází ke znečišťování základové spáry piloty napadávkou ani k výpadkům zeminy ze stěn vrtu při betonáži. Je dosaženo i zvýšení přesnosti vrtu a tím i piloty. Tato technologie klade minimální nároky na zařízení staveniště a proti dříve používaným způsobům i menší nároky na počet doprovodných strojů a služeb a tím i menší nároky na počet pracovníků v četě. Moderní vrtné soupravy mají dostatečně únosný a dobře vybavený vrátek, kterým je možno osazovat armokoše. Je tedy možné ušetřit za nasazení mobilních jeřábů, které by bylo finančně náročné. Vrtné soupravy mají také jisté nevýhody. Jde o finanční náročnost strojního vybavení a ocelových výpažnic, které rychle snižují svou životnost, hlavně při nasazení v písčitých materiálech, kde jsou obrušovány i na vnitřním plášti. Cestou ke kompenzaci těchto nevýhod je dokonalé zapracování a stabilizace posádky, což umožní snížení počtu pracovníků v četě a další zlepšení v organizaci a řízení prací. Postup prací při vrtání se volí se zřetelem na minimalizaci přesunů pilotovací soupravy,tak je možné provést co nejvíce vrtů z jednoho stanoviště. Pilotovací souprava se ustaví do pracovní polohy a vrták se nastaví nad vytyčovací kolík. V průběhu vrtání se zaznamenává postup prací a sleduje se vytěžený materiál. V případě veliké odlišnosti vytěžené zeminy od předpokládané zeminy projektem se musí provést odběry k případným laboratorním zkouškám. Při navrtání pevného podkladu, což se projeví pomalejším zahlubováním vrtáku, jeho zahříváním, případně zvukovou odezvou, se zapíše délka vrtu a vrtací práce se ukončí. Vytěžená zemina se ukládá stranou, tak aby nepřekážela dalšímu postupu prací. Nejdéle do 8 hodin od ukončení vrtných prací se musí začít s výplní piloty. Provede se kontrola celkové délky vrtu a jeho neporušenost. Pokud si oprávněná osoba přeje zkontrolovat patu piloty, učiní tak pomocí speciální kamery, která je do vrtu spouštěna vrátkem ve speciálním ochranném koši, za dodržení podmínek bezpečnosti práce. Betonová směs je do vrtu dopravována dopravníkem betonové směsi. Pokud je zvýšená hladina podzemní vody, je betonáž usměrňována speciální betonovací troubou, která je po dobu betonáže zavěšena na vrátku vrtné soupravy. Zasouvá se do vrtu pod hladinu spodní vody a začne se s betonováním. Je potřeba - 16 (28) -

17 Technologie staveb I Modul 3 zajistit, aby konec této trubky byl neustále ponořen do betonu a to nejméně 50 cm. Vnikající beton do vrtu vytlačuje přebytečnou vodu a ta je buď odčerpána, nebo volně vyteče na povrch. Hlavu piloty je nutno přebetonovat minimálně o 0,3 m, aby tak došlo k úplnému vytlačení rozplaveného betonu a vody z vrtu. Cyklus jednoho vrtu včetně výplně je ukončen přesunem pilotovací soupravy nad místo jiného vrtu. Zaznamenává se čas jednotlivých prací. Pokud došlo k přerušení práce, je nutné zaznamenat tuto skutečnost do zápisu a uvést důvod přerušení. Po ukončení výplně piloty se zřídí bednění patky, její výztuž a provede se její dobetonování. Tato činnost musí bezprostředně navazovat na konec betonáže piloty. Zápis se provádí zpravidla ve třech vyhotoveních a je přílohou stavebního deníku Dělení vrtaných pilot Vrtané piloty můžeme dále ještě rozdělit dle následujících kritérií: dle průměru: maloprůměrové ( mm) velkoprůměrové (nad 600 mm) dle statického působení: opřené jsou takové piloty, které mají patu opřenou o únosné podloží vetknuté jsou takové piloty, které mají patu vetknutou do únosného podloží plovoucí jsou takové piloty, které jsou celé umístěny do nesoudržné zeminy a síly od horní stavby přenášejí do zeminy třením stěny piloty o zeminu dle vyztužení: prosté vyztužené dle pažení: nepažené pažené ocelovými výpažnicemi nebo jílovou suspenzí dle polohy osamělé skupinové dle sklonu svislé šikmé dle způsobu, kterým na ně působí vnější zatížení tlačené tažené namáhané ohybem namáhané kroucením - 17 (28) -

18 Technologie staveb I. Modul Mikropiloty Mikropilota (obr. 2.13) je štíhlý stavební prvek, schopný přenášet především osové zatížení (tlakové a tahové) do hlubších vrstev základové půdy. V podstatě jsou to vrtané piloty malého průměru cca 200 mm, které jsou upnuty do okolní horniny v kořenové části injektáží. Mikropiloty se používají ve stísněných prostorách. Významné uplatnění mají v oblasti podchycování staveb (obr. 2.14). Mikropilota má hlavu což je její horní část, která přichází do styku s konstrukcí stavby a přejímá od ní zatížení, dále dřík, což je její neinjektovaná část procházející obyčejně neúnosnými vrstvami zeminy a kořen mikropiloty, který je injektáží upnut do okolní zeminy. Vlastní dřík mikropiloty bývá vytvořen silnostěnnou ocelovou trubkou běžných profilů nebo železobetonovým kruhovým průřezem (armokošové mikropiloty). Injektáž kořenové části je v prvním případě prováděna přímo přes výztužné trubky, v druhém případě je armokoš piloty opatřen manžetovou trubkou z PVC profilu. Injektáž kořenové části se provádí obyčejně vzestupným způsobem pomocí dvojitého obturátoru, čímž je umožněna vícenásobná reinjektáž. Podle přenosu zatížení do podloží se mikropiloty dělí na plovoucí a opřené. Obr Příklad použití mikropilot v konstrukci Obr Typický řez pilotou - 18 (28) -

19 Technologie staveb I Modul 3 Velkoprůměrové piloty hloubené Jako velkoprůměrové se nazývají piloty s průměrem nad 600 mm. Šachty pro ně hloubíme vrtnými soupravami s talířovými nebo šnekovými vrtáky (obr. 2.21) nebo rypadly s drapákem. Hloubí se v soudržných zeminách jako nepažené až do 12m hloubky. Do vyhloubeného prostoru se spustí armokoš a zabetonuje se. Postup práce je zřejmý z obr Obr Realizace velkoprůměrové piloty a) hloubení šachty drapákem, b) zřízení ochranného límce, c) spouštění armokoše, d) betonáž piloty, e) úprava zhlaví Podzemní stěny Podle účelu a použitého materiálu dělíme podzemní stěny na železobetonové s funkcí pažicí nebo konstrukční (eventuálně mohou plnit obě funkce současně) a těsnicí, jejichž výplňovým materiálem může být libovolná těsnicí hmota. Zvláštním typem konstrukčních podzemních stěn jsou prefabrikované stěny. Tloušťka podzemních stěn bývá 400, 600, 800, 1000 mm Podzemní stěny pažící a konstrukční Rýha pro podzemní stěny je hloubena převážně rypadly s drapáky pod ochranou jílové pažící suspenze, jejíž hladina je udržována v požadované úrovni mezi vodícími zídkami, které zabezpečují při hloubení přesné vedení drapáku v požadovaném směru. Zídky jsou betonové s výztužnou sítí hloubky 1,0 1,2 m (viz obr. 2.16). Rýha je hloubena po jednom či více záběrových úsecích. Svislost rýhy při hloubení je zajišťována monitorovacím zařízením osazeným na drapáku a umožňujícím obsluze korigovat případnou odchylku. Ve vyhloubeném úseku je do rýhy osazena betonářská výztuž ve formě předem vyrobeného armokoše a celý úsek je zabetonován, čímž se vytvoří tzv. lamela podzemní stěny. Betonová směs je ukládána do rýhy litím do betonářských trub 250 mm. V lamele mohou být předem osazeny průchodky pro kotvy či prostupy inž. sítí a vložky pro budoucí drážky a výklenky (vše fixováním na armokoš) a může - 19 (28) -

20 Technologie staveb I. Modul 3 být vytažena i výztuž pro statické spojení stěny s navazujícími konstrukcemi. Vodotěsnost svislých stykových spár mezi jednotlivými lamelami je zajištěna vkládáním pryžových těsnicích profilů do zámků lamel. Pro vodotěsné napojení stěny a základové desky je používán typový detail ukončení vodorovné izolace základové desky. Pro standardní podzemní stěny je používán vodostavební beton C 20/25 v konzistenci tekuté o sednutí kužele 140 až 180 mm a betonářská ocel Po dokončení stěny lze pohledovou plochu stěn lze podle požadavků odběratele vhodně upravit nátěry, nástřiky, omítkami či přizdívkami. Železobetonové podzemní stěny jsou používány jako pažicí konstrukce hlubokých stavebních jam, zejména v případech, kdy dno stavební jámy je pod hladinou podzemní vody. Mohou být pouze vetknuté do podloží, kotvené jednou či více řadami zemních kotev nebo rozepřené. Svislé únosnosti podzemních stěn je možno využít jak v jejich začlenění do konstrukčního systému budov (obvodových základových zdí suterénů) tak i v různých seskupeních lamel k vytváření velkoprofilových základových prvků pilířů. Obr Provádění podzemních konstrukcí Prefabrikované podzemní stěny Prefabrikované podzemní stěny jsou sestavovány ze železobetonových panelů, vyrobených na celou výšku budoucí stěny a osazovaných do rýhy pažené samotvrdnoucí suspenzí.(obr. 2.17). Těžení rýhy je kontinuální a panely jsou osazovány v určeném odstupu za těžbou. Panely mohou být osazovány do rýhy buď na sraz, nebo i s určitým natočením a přesahem, čímž se vytvoří pohledově členitá stěna tak, jako vidíme na obr Těsnost svislých spár mezi prefabrikáty je zajištěna gumovou hadicí, vloženou do spáry (zámku) a zainjektovanou stabilizovanou cementovou směsí. Prefabrikované podzemní stěny lze kotvit zemními kotvami nebo rozpírat. Použití je stejné jako u klasických podzemních stěn, přednostně tam, kde je požadován hladký pohledový líc stěny (opěrné stěny, podchody atd.) (28) -

21 Technologie staveb I Modul 3 Obr Podzemní stěna provádění Obr Podzemní stěna hotová část Podzemní stěny těsnící Postup provádění je stejný jako u pažících a konstrukčních stěn v případě, že výplň je ukládána, podobně jako beton, do rýhy zapažené jílovou suspenzí. Další, běžnější variantou provedení je použití samotvrdnoucí těsnicí suspenze, která při hloubení rýhy plní funkci pažení a po zatvrdnutí vytváří těsnicí výplň rýhy, takže odpadá její výměna a těžba probíhá kontinuálně. Kontinuálními stěnami jsou utěsňována podloží přehrad, hráze rybníků a řada dalších objektů vodního stavitelství. Slouží i jako ochranné clony zamezující kontaminaci podzemních vod a ohrožení životního prostředí při likvidaci ekologických zátěží. Do tohoto typu konstrukcí patří i novější technologie tenkých těsnicích stěn, zhotovovaných postupným zarážením ocelového razícího profilu a vyplňováním dutiny, vzniklé při jeho vytahování, nízkotlakou injektáží. Zaberaněním, případně zavibrováním jednotlivých profilů s přesahy je pak vytvořena souvislá těsnicí membrána. Tloušťka tenkých podzemních stěn je mm. Tato technologie, urychlující a zlevňující výstavbu těsnicích clon, nachází široké uplatnění při utěsňování stavebních jam proti podzemní vodě a při zřizování těsnicích clon, zejména pro ochranu čistoty podzemních vod Studny a kesony Na pozemních stavbách se vyskytují zřídka, patří k nejdražším a nejobtížnějším způsobům zakládání, lze je použít pro zakládání v silně zvodnělých horninách. Konstrukce klesá vlastní vahou až k pevnému podloží postupným vytěžováním zeminy rypadlem nebo drapákem. Pracovní komora v kesonu je zabezpečena proti vnikání vody přetlakem vnitřního vzduchu, - 21 (28) -

22 Technologie staveb I. Modul 3 práce v této komoře je velmi namáhavá a vyžaduje zvláštní podmínky. Přístup do komory je stropem kesonu s vyrovnávací tlakovou komorou. 2.6 Kontrola kvality Průběh prací na zakládání musí být vždy jasně a průkazně dokumentován. Pro plošné základy je z hlediska kvality základových konstrukcí důležité splnění požadavků kladených na základovou spáru, tvar a poloha vlastního základu musí odpovídat projektu, zhotoveno musí být řádné bednění a v něm zajištěna poloha, tvar a kompletnost výztuže. Kvalita betonu musí být ověřena. Před započetím prací na hloubkovém zakládání je potřeba provést kontrolu stavební připravenosti. O jejím výsledku je pořízen záznam do stavebního deníku. Při provádění pilot se porovnávají inženýrsko-geologické poměry, zjištěné při hloubení vrtu a s výsledkem inženýrsko-geologického průzkumu, který byl podkladem projektové dokumentace. Zjišťuje se složení a vrstvení hornin po délce prováděné piloty a druh základové půdy v její patě. Jsou-li skutečnosti zjištěné při provádění vrtných prací odlišné od předpokladu průzkumu, dohodnou se na dalším postupu pilotovacích prací mezi projektant, dodavatel a objednatel. Při realizaci hlubinných základů se rovněž kontroluje: mezní odchylka osy vrtu vůči projektové dokumentaci, která smí být nejvýše 0,05*d, popřípadě 5% nejmenší délky vrtu, nejvýše však 100 mm svislost vrtu, dovolená mezní vodorovná odchylka osy od svislice je 2 % z délky vrtu zavalování vrtu, vznik kavern, čistota dna vrtu, průsak podzemní vody do vrtu popř. její úplné vyčerpání Při betonování piloty se kontroluje zejména: jakost betonové směsi a plynulost betonáže po celé délce piloty ukládání betonové směsi pod hladinou vody, aby nedošlo k přetržení dříku piloty znečištění betonové směsi v pilotě zeminou V případě pochybností je třeba zkontrolovat délku hotové piloty, kontinuitu dříku, případně jakost betonu. Ověření se provádí zatěžovacími zkouškami. 2.7 Pracovní četa, strojní vybavení Čety 8 12 pracovníků jsou smíšené, obvykle: 1 2 kopáči 2 3 tesaři 1 2 železáři 4 5 betonářů a pomocných sil Při provádění hlubinných základů vrtnou soupravou jsou v četě: vrtmistr, který provádí veškeré práce s vrtnou soupravou - 22 (28) -

23 Technologie staveb I Modul 3 vrtač, vazač břemen navádí soupravu na jednotlivé vrty, měří, vytyčuje údržbář vrtné soupravy pomocný dělník pro obsluhu vrtné soupravy Každá pracovní četa musí mít vedoucího, který řídí činnost čety, organizuje práci ve směně, vede příslušnou dokumentaci a jedná s hlavním dodavatelem stavby. Z celkových nákladů na realizaci objektu vyžadují základy okolo 5 % finančního objemu, ke zvýšení až na 10 % dochází v složitých podmínkách, při zvláštním zakládání, rekonstrukcích. Při betonování základů lze zvolit buď čerpání betonové směsi čerpadlem autodomíchávače (obr. 2.18) nebo kontejnerem zavěšeným na autojeřábu (obr. 2.19). Betonování kontejnerem je levnější, ale trvá déle. Obr Čerpání betonové směsi do nedostupných míst z autodomíchávače pumpou do základů Obr Kontejner na přepravu bet. směsi jeřábem - 23 (28) -

24 Technologie staveb I. Modul 3 Obr Vrtná souprava možnosti náklonů věže Obr Oklepání zeminy ze šneku Obr Pilotáž s výpažnicí vrtné soupravy 2.8 Bezpečnost práce Bezpečnost práce a ochrana zdraví, provoz a údržba pro stavební, zemní stroje a rýpadla je dána normou ČSN [7]. Při zřizování základových konstrukcí je třeba dbát zejména na bezpečné zajištění stěn výkopů a dodržování zásad bezpečnosti při práci se stroji. Elektrické vibrátory se mohou připojovat pouze na zdroj napětí uvedeného na štítku. Pohyblivé přívody musí být vedeny tak, aby nemohly být při práci poškozeny (28) -

25 Technologie staveb I Modul 3 U hlubinného zakládání je zvýšené riziko při práci s beranidly. Při beranění štětovnic nebo pilot se nesmí v okruhu 1,5 násobku výšky stroje vykonávat jiné práce. Prvky se připravují ve vzdálenosti rovné alespoň dvojnásobku výšky stroje. Vrtné soupravy a beranidla musí být ustaveny bezpečně, během přestávek v práci musí být beran uložen v nejnižší poloze a nesmí se pod ním nikdo zdržovat. Všechny vrty většího průměru než 20cm musí být při přerušení prací pevně zakryty. Jakákoliv manipulace s vrtnou soupravou musí odpovídat podmínkám stability, zvláště při pohybu v šikmém terénu. Pokud se souprava pohybuje ve směru kolmém na vrstevnice, je stabilita zajištěna. Pokud se pohybuje po vrstevnici, je nutné zvýšit stabilitu nakloněním věže (obr. 2.20). Pracovníci musí používat předepsané osobní ochranné pomůcky. 3 Závěr 3.1 Studijní prameny Použité normy [1] ČSN Zakládání staveb. Základová půda pod plošnými základy [2] ČSN Pilotové základy [3] ČSN Kamenivo pro stavební účely. [4] ČSN Zakládání staveb. Geologický průzkum pro stavební účely [5] ČSN Pomenovanie a opis hornín v inžinierskej geológii [6] ČSN Zemné práce. [7] ČSN Stavební, zemní stroje a rýpadla. Provoz a údržba. Bezpečnost práce a ochrana zdraví [8] ČSN Spolehlivost stavebních konstrukcí a základových půd [9] ČSN Zatížení stavebních konstrukcí [10] ČSN Zakládání stavebních objektů [11] ČSN EN 1536 Provádění speciálních geotechnických prací Vrtané piloty [12] ČSN EN Provádění speciálních geotechnických prací Ražené piloty [13] ČSN EN Provádění speciálních geotechnických prací Štětové stěny [14] ČSN PENV Navrhování ocelových konstrukcí část 5: Ocelové piloty a štětové stěny [15] ČSN P ENV Navrhování betonových konstrukcí část 3: Betonové základy [16] ČSN EN 474 Stroje pro zemní práce bezpečnost [17] Vyhláška324/1990 Sb. [18] Zákon č.125/1994 Sb. Zákoník práce [19] Zákon č. 222/1994 Sb. [20] Vyhláška č. 213/1991 Sb (28) -

26 Technologie staveb I. Modul Seznam použité literatury [21] Kočí, B. a kol. Skripta Technologie Pozemních staveb I, Seznam doplňkové studijní literatury [22] Maceková V., Vlček M. Zakládání staveb, ERA Brno 2004 [23] Šimek, Eichler, J., Jesenák, J., Vaníček, I. Mechanika zemin, 2 vydání celostátní učebnice, SNTL 1999 [24] Eichler, J., Maceková, V.: Mechanika zemin a zakládání staveb, CERM Brno, skripta, 1996 [25] Eichler, J., Maceková, V.: Atelierová tvorba, základové konstrukce, Ediční středisko VUT Brno, skripta 1991 [26] Matoušková, D.: Pozemní stavitelství I, Nakl. VUT Brno, 1993 [27] Matoušková, D.: Pozemní stavitelství II, Nakl. VUT Brno, 1994 [28] Bradáč, J.: Základové konstrukce, CERM Brno, 1995 [29] Eichler, J., Maceková, V., Bradáč. J.: Rukovět znalce oboru stavebnictví, diagnostika vad a poruch, díl Zakládání staveb, Expert Ostrava, 1994 [30] Petrůj, S.: Konstrukce pozemních staveb pro obor S, ediční středisko VUT Brno, 1989 [31] Turček, P.: Geotechnické problémy při zakladaní stavieb, JAGA Bratislava, Odkazy na další studijní zdroje a prameny [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] 4 Kontrola znalostí 4.1 Korespondenční úkol Vyřešte způsob založení zvoleného objektu ročníkové práce (28) -

27 Technologie staveb I Modul 3 Přílohy k řešení: Výkresy základů (půdorys + řez) zvoleného objektu v měřítku 1:50, případně 1:100 Podrobný řez základem s vyznačením tradičního nebo systémového bednění v měřítku 1:25 Technologický předpis pro provedení základů na daném objektu 4.2 Autotest 1) Základy přenášejí do základové půdy: a) tíhu spodní stavby b) tíhu celého objektu bez ohledu na síly na objekt působící c) tíhu celého objektu včetně sil které na objekt působí 2) Inženýrsko-geologický průzkum: a) předepisuje způsob založení b) je závazným podkladem pro stavební projekt, který předepisuje způsob založení c) je nezávazným podkladem pro stavební projekt, který předepisuje způsob založení 3) Pojem lavička značí: a) dřevěnou konstrukci určenou k pažení zemin b) měřičskou značku c) dřevěnou konstrukci určenou k odkládání nářadí 4) Při realizaci výkopů pro monolitické železobetonové základy: a) je nutné rozšířit prostor kolem budoucího základu o 5cm b) je nutné rozšířit prostor kolem budoucího základu o 60cm c) není nutné rozšiřovat prostor kolem základu 5) Monolitické základy lze vybetonovat přímým litím betonové směsi do výkopu: a) v případě železobetonových základů b) v případě základů z prostého betonu vždy c) v případě základů z prostého betonu v případě nenáročných staveb, soudržné zeminy a betonáže pod úroveň terénu - 27 (28) -

28 Technologie staveb I. Modul 3 6) Staveniště je: a) prostor, ohraničený vnějším pláštěm budoucího objektu b) parcela, jejíž číslo je uvedeno ve stavebním povolení pro danou stavbu c) konkrétně vyznačený prostor, který je k dispozici pro realizaci stavby 7) Geodetické značení objektů je nutné zachovat: a) do ukončení výkopových prací b) do ukončení základových prácí c) do ukončení celé stavby 8) Měřičskou značkou rozumíme: a) teodolit b) dvoumetr c) kolíky, laťové kříže, profilové a rohové lavičky 9) Nezámrzná hloubka u základů obvodových stěn činí minimálně: a) 30cm b) 80cm c) 50cm 10) Poměr stran základu, aby byl ještě považován za základovou patku je max.: a) 2:3 b) 1:1 c) 2:4 4.3 Klíč k autotestu 1c, 2b, 3b, 4b, 5c, 6c, 7c, 8c, 9b, 10a - 28 (28) -