Úvod do studia předmětu

Transkript

1 Mechanika zemin a zakládání staveb, 2 ročník bakalářského studia Úvod do studia předmětu Katedra geotechniky a podzemního stavitelství Fakulta stavební, VŠB-TU Ostrava

2 Mechanika zemin a zakládání staveb přednášející Doc. Dr. Ing. Hynek Lahuta Katedra geotechniky a podzemního stavitelství (224) Místnost LPC 310 Tel.: (+420) Fax: (+420) : hynek.lahuta@vsb.cz www: Úvod do studia předmětu Zakládání staveb na Fakultě stavební, VŠB-TU Ostrava 2 /40

3 Prerekvizity Vstupní požadavky: inženýrská geologie, hydrogeologie Doplňkové znalosti: stavební mechanika, pružnost a pevnost, dynamika, hydraulika, stavební konstrukce Požadavky pro udělení zápočtu: min. 70% aktivní účast na cvičení, případná neúčast omluvená zpracování příkladů s individuálním zadáním a jejich uznání vedoucím cvičení prokázání znalostí procvičované látky formou písemek Požadavky na složení zkoušky: zápočet úspěšná písemná zkouška ústní zkouška prokazující znalosti probírané látky Úvod do studia předmětu Zakládání staveb na Fakultě stavební, VŠB-TU Ostrava 3 /40

4 Bodové hodnocení Zkouška: výsledná známka/odpovídající počet bodů 4/ / / / nevyhověl dobře velmi dobře výborně hodnocení dle ECTS FX/18-50 E/51-60 D/61-70 C/71-80 B/81-90 A/ Maximální bodové hodnocení u zkoušky: (písemná/ústní část) 65 (35/30) NUTNOST 50% z obou částí 18/15 bodů Zápočet: bodové ohodnocení ve cvičeních Nutná podmínka: 70% procentní účast odevzdání správně vyhotovených programů Úvod do studia předmětu Zakládání staveb na Fakultě stavební, VŠB-TU Ostrava 4 /40

5 Bodové hodnocení ve cvičeních Písemky testy 2x: 2 písemky s ohodnocením 0 až 9 bodů 1. písemka prověření znalostí z učiva programů písemka prověření znalostí z učiva programů 5-9 Programy 9x: odevzdání programů do 14 dnů od data zadání náhradní program odevzdání správně vyhotovených programů, příp. i náhradních 18 bodů. Úvod do studia předmětu Zakládání staveb na Fakultě stavební, VŠB-TU Ostrava 5 /40

6 Doporučená literatura Úvod do studia předmětu Zakládání staveb na Fakultě stavební, VŠB-TU Ostrava 6 /40

7 Doporučená literatura Úvod do studia předmětu Zakládání staveb na Fakultě stavební, VŠB-TU Ostrava 7 /40

8 Podklady ke studiu - www kliknout Úvod do studia předmětu Zakládání staveb na Fakultě stavební, VŠB-TU Ostrava 8 /40

9 Podklady ke studiu - www deska1 rost2 pilota3 inje4 patka5 pas6 free Úvod do studia předmětu Zakládání staveb na Fakultě stavební, VŠB-TU Ostrava 9 /40

10 Zakládání staveb, 3 ročník bakalářského studia Úvod Charakteristika oboru Vývoj a pojmy Katedra geotechniky a podzemního stavitelství Fakulta stavební, VŠB-TU Ostrava

11 Charakteristika oboru Teoretický základ: inženýrská geologie, hydrogeologie, mechanika zemin a hornin. Doplňkové znalosti: stavební mechanika, pružnost a pevnost, dynamika, hydraulika, stavební konstrukce i ekonomika. Dnes: zvýšené požadavky Náplň ZS je řešit 2 úlohy: návrh a vytvoření základu základ (plošný, hloubkový) základová půda návrh stavební jámy Charakteristika oboru, vývoj, pojmy 11 /40

12 Vývoj historie Významné osobnosti Charles Augustine COULOMB ( ) teorie pevnosti, stability a tlak zemin na konstrukce Karl von TERZAGHI ( ) pražský rodák nazýván též FATHER OF SOIL MECHANICS položil v r základy moderní mechaniky zemin publikací Erdbaumechanik Charakteristika oboru, vývoj, pojmy 12 /40

13 Vývoj historie Významné osobnosti Thomas YOUNG ( ) anglický génius (v 15 letech hovořil 12 jazyky), zabýval se fyzikou a medicínou Ludwig PRANDTL ( ) německý fyzik, působil na katedře aplikované mechaniky v Göttingenu Charakteristika oboru, vývoj, pojmy 13 /40

14 Vývoj historie Významné osobnosti Joseph Valentin BOUSSINESQ ( ) francouzský matematik a fyzik zabývající se hydrotechnikou, vibracemi, světlem a teplem Blaise PASCAL ( ) francouzský matematik, fyzik, spisovatel, teolog, filozof; geometrie (pascalův trojúhelník), teorie pravděpodobnosti, pascalův princip (všesměrný tlak v kapalině), zakladatel experimentů a měření Charakteristika oboru, vývoj, pojmy 14 /40

15 Vývoj historie Významné osobnosti ČR a SK Vojtěch MENCL, Quido ZÁRUBA, Jaroslav EICHLER, Ján JESENÁK autoři zabývající se mechanikou zemin Zdeněk BAŽANT, Josef HULLA, Ivan VANÍČEK, Ivan TRÁVNÍČEK autoři zabývající se zakládáním staveb Charakteristika oboru, vývoj, pojmy 15 /40

16 Vývoj historie společnost ISSMGE president: prof. Pedro Seco e Pinto portugalský geotechnik působící na univerzitě v Coimbře VIDEO Charakteristika oboru, vývoj, pojmy 16 /40

17 Zemina jako pracovní prostředí Geotechnické třídění (charakter a podstata pevnosti): hornina Podstata pevnosti u zemin: soudržných pevná (skalní a poloskalní) soudržná (jílovitá) zemina nesoudržná nesoudržných síly H 2 O a částicemi cementace částic tření dilatance nepravá soudržnost vnitřní tření dilatance Zemina jako pracovní prostředí 17 /40

18 Vliv struktury σ mas = σ hor K s K s součinitel strukturního oslabení Zemina jako pracovní prostředí 18 /40

19 Popisné vlastnosti zemin Zrnitost a názvy zemin % zastoupení zrn -graficky jako křivka zrnitosti zrna < 0,06 mm suspenze; 0,06 mm < zrna < 60 mm síta Obr. 1. Křivky zrnitosti s příklady pojmenování zemin Vlastnosti zemin 19 /40

20 Popisné vlastnosti zemin Hustoměrná metoda Stokesův zákon pro klesání kulové částice průměru 0,2 až 0,002 mm ve vodě: v η = γ γ s 18η w d -dynamická viskozita /Pas/ 0,001 voda Pro stálou teplotu a měrnou tíhu: ν = C d 2 Pro teplotu vody 20 C bude C= Pro známé v dostaneme průměr zrna d 0, s t Používáme Cassagrandův hustoměr, měření 24 hodin. Vlastnosti zemin 20 /40

21 Popisné vlastnosti zemin Základ názvu - podstatné jméno Složka - přídavné jméno (15-35 %) Příměs % Zkratky: první symbol - základ druhý symbol - přídavná část příměs - pomlčka Číslo křivosti Číslo nestejnozrnitosti C c = d ( d ) d 2 60 C d u = 60 d 10 Obr. 2. Trojúhelníkový diagram pro zatřídění zemin se zrny do 60 mm Vlastnosti zemin 21 /40

22 Popisné vlastnosti zemin Objemová a měrná tíha 3 fázový systém po vysušení 2 fáze. Obr. 3. Zemina jako 3fázový systém, resp. 2fázový Vlastnosti zemin 22 /40

23 Popisné vlastnosti zemin Objemová a měrná tíha Objemová tíha: γ = G V Objemová tíha po vysušení: Objemová tíha (efektivní) pod hladinou vody: Měrná tíha: γ s = V γ γ d = G d Vlastnosti zemin 23 /40 V ( ) ( ) = 1 n γ γ SU s G d V p w

24 n Popisné vlastnosti zemin Pórovitost a číslo pórovitosti Vp = = 1 γ V γ Pro nesoudržnou zeminu - relativní hutnost d s n e = 1+e Hutnost e I = V D = V p V e e max p max γ = d γ s e e min kypré středně hutné hutné < 0,33 0,33-0,67 > 0,67 1 Vlastnosti zemin 24 /40

25 Popisné vlastnosti zemin Vlhkost, redukovaná vlhkost a stupeň nasycení w = G z S Gw d w r 100 w Z w = 100 Z r = V V pw p suché zavlhnuté vlhké mokré velmi mokré nasycené 0 0,01-0,25 0,25-0,5 0,5-0,75 0,75-0,99 1 Zaoblení Tvar zrn ostrohranná poloostrohranná polozaoblená zaoblená (angulární) (subangulární) Zakulacení (sféricita) -stejnorozměrná -plochá -ploše protáhlá -protáhlá Vlastnosti zemin 25 /40

26 Okruhy problémů k ústní části zkoušky 1. Zemina jako pracovní prostředí 2. Popisné vlastnosti zemin (zrnitost, objemová a měrná hmotnost, vlhkost) Vybrané příklady ve fázi založení stavby 26 /40

27 Vybrané příklady ve fázi založení stavby

28 Obchodní centrum Myslbek (1995) Stavební jáma, hluboká m, je zajištěna kotvenými konstrukčními podzemními stěnami. Okolní objekty a komunikace byly zabezpečeny tryskovou injektáží a mikropilotovými stěnami Vybrané příklady ve fázi založení stavby 28 /40

29 Silniční most Ústí n/labem (1998) Jediný pylon mostu je založen v jímce z podzemních stěn vyhloubené až na pevný skalní podklad Vybrané příklady ve fázi založení stavby 29 /40

30 Most přes nádrž Skalka u Chebu (1994) Opěry i pilíře mostu mezinárodní silnice E48 jsou založeny na elementech železobetonových podzemních stěn Vybrané příklady ve fázi založení stavby 30 /40

31 Famírova ulice Praha ( ) Úprava komunikace prefabrikovanými podzemními stěnami Vybrané příklady ve fázi založení stavby 31 /20

32 Podzemní garáže na nám. J.Palacha (1991) Konstrukční monolitické podzemní stěny, kotvené pramencovými kotvami, sloužily jako pažení stavební jámy i jako definitivní obvodová konstrukce vestavěného objektu podzemních garáží Vybrané příklady ve fázi založení stavby 32 /40

33 Železniční trať Děčín-Hřensko Zajištění skalních svahů nad železniční tratí Děčín-Hřensko ocelovými trny a tyčovými kotvami Vybrané příklady ve fázi založení stavby 33 /40

34 Hloubená část metra B Kotvené svahy na trase metra IIIb tyčovými zemními kotvami Vybrané příklady ve fázi založení stavby 34 /40

35 Mrazírny Litoměřice (1989) Založení objektu bylo na velkoprofilových vrtaných pilotách s kalichy Vybrané příklady ve fázi založení stavby 35 /40

36 Metro IIC, stanice Háje ( ) Stavební jáma pažená pilotovými stěnami a mikrozáporovou stěnou Vybrané příklady ve fázi založení stavby 36 /40

37 Strahov ( ) Kotvení severního portálu tunelu, tvořeného pilotovou stěnou, reinjektabilními pramencovými kotvami v délkách m Vybrané příklady ve fázi založení stavby 37 /40

38 Hotel Renaissance ( ) Stavební jáma zajištěná kotvenými podzemními stěnami a tryskovou injektáží Vybrané příklady ve fázi založení stavby 38 /40

39 JE Temelín ( ) Předepnutí ochranných obálek reaktorů na JE Temelín kabely upnutými silou 10 MN Vybrané příklady ve fázi založení stavby 39 /40

40 Elektrárna Mělník (1994) Elektrárna Mělník, výklopník vápence - zapažení stavební jámy Vybrané příklady ve fázi založení stavby 40 /40