Zakládání staveb 11. ZÁKLADOVÉ KONSTRUKCE PŘEDPOKLAD NÁVRHU

Transkript

1 S třední škola stavební Jihlava Zakládání staveb 11. ZÁKLADOVÉ KONSTRUKCE PŘEDPOKLAD NÁVRHU Digitální učební materiál projektu: SŠS Jihlava - šablony Ing. Jaroslava Lorencová 2012 Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

2 ZAKLÁDÁNÍ STAVEB Při navrhování základových konstrukcí vycházíme z výsledků inženýrsko geologického průzkumu (IGP); zohledňujeme konstrukční řešení objektu a jeho význam, technologie provozu v daném objektu, místní stavební podmínky (okolní zástavbu, provoz, komunikace, zakládání na hranici pozemku), zvláštní podmínky pro zakládaní (poddolované území, s organickými zeminami, prosedavé zeminy, sypaný zemní materiál, úložiště odpadu, seismické oblasti, zátopových oblasti). Součástí navrhování základových konstrukcí je způsob a hloubka založení, materiál, ochrana základových konstrukcí, zlepšení podmínek pro zakládání, odvodnění.

3 Základové konstrukce přenášejí zatížení z vrchní stavby do základového podloží. Základy musí přenést veškeré zatížení ze stavby na základovou půdu v základové spáře, tj. rovině ve které základ spočívá na základové půdě. Základové konstrukce jsou nedílnou součástí nosných konstrukcí všech typů stavebních objektů. Návrh základové konstrukce vyžaduje znalost základové půdy, její fyzikálně mechanické vlastnosti a reakce na zatížení vrchní stavbou. Při návrhu základových konstrukcí je třeba uvažovat nosné konstrukce objektu, vlastní základové konstrukce a základovou půdu komplexně.

4

5

6 Podle způsobu přenášení zatížení ze stavby do základové půdy rozeznáváme dva konstrukční typy základů: * Základy plošné * Základy hlubinné

7 Inženýrsko geologický průzkum Rozsah a podrobnost průzkumu staveniště závisí na druhu a velikosti zamýšlené stavby a na složitosti geologických a 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 - převážně pro zastavovací (urbanistický) plán - výsledkem je předběžný posudek - úkolem je - určení stability území jako celku - jeho vhodnost pro navrhovanou konstrukci Podkladem pro vypracování posudků o průzkumu 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 tak, abychom dostali jasný obraz o geologických poměrech a vlastnostech základové půdy vyšetřujeme pevnost, stlačitelnost základové půdy a provádíme výpočet únosnosti a sedání. Současně je třeba stanovit ochranu základové konstrukce proti agresivitě vody. Na základě předchozích poznatků a výpočtu navrhujeme založení, případně stavbu rozčleníme na dilatační celky a navrhujeme postup při zakládání. Současně z hlediska provádění zemních prací stanovujeme zabezpečení stavební jámy (nebo stavební rýhy či stavební šachty) proti účinkům vody a sesouvání. Průzkum během výstavby Tento průzkum někdy také nazýváme provozním průzkumem - je nutný v případě realizace rozsáhlé stavby (ověření poznatků podrobného průzkumu. 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 Průzkum se provádí například v případě, pokud se změní dokončení stavby nebo v průběhu následujících let se změní hladina podzemní vody. Dalším příkladem může být změna charakteru budovy, apod.

8 Sondy rozdělujeme na: 1.kopané 2.vrtané Kopané sondy:slouží k ohledání inženýrsko geologických poměrů na staveništi. Minimální rozměry kopaných sond jsou 1200x1800 mm, přičemž rozměry se zvětšují při hloubkách větších než 6000 mm nebo při nutnosti čerpání vody.

9 Vrtané sondy:mají zpravidla průměr mm, v zeminách, které neobsahují štěrk může být jejich průměr přibližně 50 mm; v hrubém štěrku jejich průměr bývá větší než 300 mm. V zeminách nesoudržných a nestabilních musí být vrty paženy ocelovými trubními výpažnicemi.

10 Průzkum základové půdy poskytuje podklady pro: posouzení vhodnosti staveniště zjištění vlastností základové půdy zhodnocení vlivu podzemní vody na zakládání návrh hloubky založení a způsob založení stanovení vlivu nově zakládané stavby na stávající okolní objekty.

11 Podle výhodnosti pro zakládání rozlišujeme tři základní typy staveniště: staveniště vhodné: to je takové staveniště, jehož základová půda je únosná, málo stlačitelná, hladina podzemní vody leží pod úrovni základů a základové poměry neovlivňují celkové uspořádání objektů a návrh její konstrukce; staveniště podmínečně vhodné: základová půda je únosná nebo neúnosná, silně nebo nestejnoměrně stlačitelná a hladina podzemní vody vyžaduje čerpání během výkopů a provedení hydroizolace základů; staveniště nevhodné: únosná půda se nachází ve velkých hloubkách, podzemní voda je agresivní a dosahuje téměř povrchu území, staveniště je ohroženo sesuvem poddolováním, aj.

12

13 ČSN rozděluje základové poměry staveniště na: jednoduché: základová půda v rozsahu celého objektu nemění, jednotlivé vrstvy mají zhruba stálou mocnost a jsou uloženy vodorovně, hladina podzemní vody neovlivňuje koncepční uspořádání objektu a návrh konstrukce objektu; složité: základová půda se v rozsahu objektu mění, vrstvy mají proměnlivou mocnost, hladina podzemní vody je zvýšená a ovlivňuje koncepční uspořádání objektu. Kromě složitosti základových poměrů má na rozsah průzkumu vliv náročnost konstrukcí objektů (nadzákladové konstrukce).

14

15 Symbo l Stupe ň pevnosti Pevn ost s c (MPa) Znaky pro terénní hodnocení pevnosti Příklady hornin R0 extré mně vysoký > 250 horninu téměř nelze otloukat geologickým kladívkem zdravé: bazalty, eklogity, kvarcity, amfibolity R1 velmi vysoký horninu lze těžce otloukat geologickým kladívkem zdravé: granitoidy, diority, gabra, migmatity, granulity, prokřemenělé ruly, silicity R2 vysok ý horninu lze kladívkem těžce rozbíjet zdravé: vápence, dolomity, slepence, pískovce, droby, pevné prachovce, pararuly, svory. fylity navětralé: horniny velmi vysoké pevnosti R3 střední R4 nízký 5-15 horninu lze kladívkem lehce rozbíjet horninu lze rýpat nožem zdravé: jílovce, slínovce navětralé: horniny velké pevnosti mírně navětralé: horniny velké až velmi vysoké pevnosti zdravé: slabě zpevněné jílovce, prachovce, pískovce, chloritické a grafitické břidlice, ultramylonity navětralé: horniny střední pevnosti zvětralé: horniny velké až velmi velké pevnosti zdravé: velmi slabě zpevněné jílovce, prachovce, pískovce R5 velmi nízký 1,5-15 rukou horninu lze rozdrobit navětralé a mírně zvětralé: horniny nízké pevnosti silně zvětralé: horniny střední pevnosti zcela zvětralé: horniny velké až velmi velké pevnosti R6 extré mně nízký 0,5-1,5 horninu lze rýpat nehtem silně zvětralé jílovce a prachovce

16 Tab Klasifikace štěrkovitých zemin (ČSN ) Třída ČSN Název typu zeminy Sym bol obsa h f (%) Kvalitativní znaky C u C c Poloha vůči čáře A na diagramu plasticity G1 štěrk dobře zrněný GW < 5 > G2 štěrk špatně zrněný GP G3 štěrk s příměsí jemnozrnné 5 G-F zeminy 15 G4 štěrk hlinitý GM G5 štěrk jílovitý GC < 5 < 4 < 1 - > POD - - NAD

17 Tab Klasifikace písčitých zemin (ČSN ) Třída Kvalitativní znaky Poloha vůči ČSN 73 Název typu zeminy Symbol obsa čáře A na C 1001 h f (%) u C c diagramu plasticity S1 písek dobře zrněný SW < 5 > S2 písek špatně zrněný SP S3 písek s příměsí jemnozrnné zeminy S-F S4 písek hlinitý SM S5 písek jílovitý SC < 5 < 4 < 1 - > POD NAD

18 Tab Klasifikace jemnozrnných zemin (ČSN ) Třída ČSN F1 Název typu zeminy štěrkovitá hlína Sy mbol F2 jíl štěrkovitý CG F3 hlína písčitá MS F4 jíl písčitý CS F5 F6 F7 F8 hlína s nízkou plasticitou hlína se střední plasticitou jíl s nízkou plasticitou jíl se střední plasticitou hlína s vysokou plasticitou hlína s velmi vysokou plasticitou hlína s extrémně vysokou plasticitou jíl s vysokou plasticitou jíl s velmi vysokou plasticitou jíl s extrémně vysokou plasticitou G H V M ML MI CL CI M M ME CH CV CE ob sah f (%) > 65 > 65 > 65 > 65 > 65 > 65 > 65 > 65 > 65 > 65 Kvalitativní znaky Poloh a vůči čáře A g : s na diagramu plasticity w L (%) g > s POD - g > s NAD - g > s POD - g > s NAD - - POD < 35 - POD NAD < 35 - NAD POD POD POD > 90 - NAD NAD NAD > 90

19 SCHÉMA KLASIFIKAČNÍHO SYSTÉMU HORNIN

20 Základní formy použití hornin a zemin ve stavební praxi Nejvíce těženými nerostnými surovinami na světě jsou suroviny stavební. Lze je rozdělit na stavební kámen a dekorační kámen. Tabulka ukazuje základní formy využití hornin ve stavební praxi. Tab Základní formy použití hornin a zemin ve stavební praxi (Čabalová, Baliak, Kopecký, 1999) Stavební kámen stavební kámen dekorační kámen stavební materiál (soudržné, nesoudržné zeminy) výroba stavebních látek lomový kámen kamenivo hrubě opracované kamenické výrobky jemně opracované kamenické výrobky tesané dekorační formy kamene cestářské účely zemní konstrukce při budování vodních děl pozemní stavby cihlářské suroviny cementářské suroviny žáruvzdorné suroviny lehké stavební suroviny čedič na petrurgické účely upravený neupravený rigolový, regulační, soklový základový, kyklopský tříděný (přímé použití), netříděný (na drcení) drobné, hrubé, těžené štěrkopísek drobné, hrubé, drcené štěrková drť dlažební kostky, schody, dlažební kvádry, kvádry, bloky obkladové desky, okenní rámy, schodiště portály, klenby, pomníky, zábradlí, hlavice, části vnitřního vybavení ochrana vrstev vozovky, podkladové vrstvy vozovky, kryty vozovky, násypy do těsnící, stabilizační části hráze, do filtračních vrstev do betonu, omítek, malt

21 Tab Klasifikace hornin podle tříd těžitelnosti (ČSN ) ída Tř 1 Hornina jemnozrnné zeminy, měkké konzistence I C = 0,05-0,75, I P < 17; např. ornice, hlína, písčitá hlína; písčité a štěrkovité zeminy: kypré I D < 0,33 se zrny do 20 mm, se zrny nad 20 mm v objemu do 10%, např. písek, písek se štěrkem, drobno a střednězrnný štěrk, stavební odpad a navážka podobného charakteru Nakypření přechodné, trvalé (%) 10-15, 1-2 sypké zeminy, lze je nabírat lopatou, nakladačem 2 3 jemnozrnné zeminy, tuhé konzistence IC = 0,75-1,00, IP > 17; např. ornice, hlína, prachovitá hlína (spraš), písčitá hlína, rašelina; písčité a štěrkovité zeminy: středně ulehlé, ID = 0,33-0,67 se zrny do 20 mm, se zrny mm nad 10% objemu a se zrny nad 50 mm do 10 % objemu, např. písčitý štěrk, středně a hrubozrnný štěrk, popř. s kameny; stavební odpad a navážka podobného charakteru jemnozrnné zeminy pevné a tvrdé konzistence IC > 1,0, IP < 17 a měkké a tuhé, IC = 0,0-0,1, IP 17; např. hlína, spraš, jílovitá hlína, písčitý jíl, jíl; písčité a štěrkovité ulehlé, ID > 0,67 nebo se zrny mm nad 10% objemu, se zrny nad 100 mm do 10%, např. hrubý písčitý štěrk, hrubý štěrk s kameny; skalní horniny intenzívně alterované nebo rozrušené, zvětraliny, eluvia; stavební odpad a navážka podobného charakteru 10-15, 2-4 rypné zeminy, rozpojitelné rýčem, nakládačem 15-20, 4-6 kopné horniny, rozpojitelné krumpáčem, rýpadlem jemnozrnné, pevné a tvrdé konzistence, IC > 1,0, IP 17, jíl, písčitý jíl, jílovitá zemina, písčitá hlína; písčité a štěrkovité se zrny mm do 50%, se zrny nad 250 mm do 10% objemu, např. kameny, štěrk s balvany, hrubý štěrk, drobný a střednězrnný štěrk s jílovitým nebo hlinitým tmelem; 15-20, horniny navětralé až zvětralé, jako navětralé jílovce, prachovce, tufy, tufity, zvětralé pískovce a břidlice, zvětralé vápence a opuky; skalní rozrušené, zvětralé, rozpukané; zeminy kašovité a tekuté konzistence, IC < 0,05 jako bahnitý náplav, tekutý písek; stavební odpad a navážka podobného charakteru drobivé pevné horniny, rozpojitelné klínem, rýpadlem 5 zeminy písčité a štěrkovité se zrny mm nad 50%, se zrny nad 250 mm do 0,1 m3 v objemu 10-50%, popř. spojené jemnozrnným tmelem; hrubý štěrk s kameny a balvany, středně a hrubozrnný štěrk s jílovitým nebo hlinitým tmelem; horniny pevné, zdravé, ve vrstvách do 15 cm, např. slepenec s jílovitým tmelem, jílovec, jílovité břidlice, písčité břidlice, travertin, pískovec s jílovitým tmelem, fylity, chloritové břidlice, opuka; skalní, porušené, navětralé, rozpukané s diskontinuitami vzdálenými od sebe do 15 cm; navážka podobného charakteru; zmrzlé zeminy 20-30, 6-10 lehce trhatelné, rozpojitelné rozrývačem, těžkým rýpadlem, trhavinami zeminy písčité a štěrkovité s balvany do 0,1 m3 nad 50% objemu, s balvany nad 0,1 m3 do 50%; 30-40, pískovce skalní zdravé, s hustotou diskontinuit do 1 m, jako granitoidy, diority, pórovité bazaltoidy, fylitické břidlice, hrubé slepence, aglomeráty, vápence, droby, těžko trhatelné, rozpojitelné těžkým rozrývačem, trhavinami 7 zeminy písčité a štěrkovité se zrny nad 0,1 m3 nad 50% objemu; skalní zdravé, masivní s hustotou diskontinuit větší než 25 cm, např. křemence, slepence s křemitým tmelem, rohovcové vápence, křemenné diority, andezity, fonolity, hrubě sloupcovité bazaltoidy, diabasy, granulity, amfibolity 40-90, velmi těžko trhatelné, rozpojitelné trhavinami

22 Zdroje a použitá literatura A.Erben, Petrůj, Medek Stavitelství II, kniha 1první VUT Brno Hans Nestle a kolektiv Moderní stavitelství pro školu a praxi, Europa-Sobotáles cz., Praha 2005 J. Toman, Technické kreslení podle ČSN a mezinárodních norem, díl II. Pravidla tvorby výkresů ve stavitelství, Vyd. Montanex a.s, 1995, ISBN V. Hájek a kol., Pozemní stavitelství II: pro 2. ročník SPŠ stavebních, Vyd. Sobotáles Praha, 2002, ISBN X. M. Hanák, Pozemní stavitelství: cvičení 1, Vyd. ČVUT Praha, 2002, ISBN D. Matoušková, Pozemní stavitelství 1, Vyd. CERM Brno, 1994, ISBN X. D. Matoušková, Pozemní stavitelství 2, Vyd. CERM Brno, 1994, ISBN V. Hájek, L. Novák, Šmejcký J., Konstrukce pozemních staveb 30: Kompletační konstrukce, Vyd. ČVUT Praha, 1996, ISBN M. Hanák, Pozemní stavitelství: cvičení 2, Vyd. ČVUT Praha, 2002, ISBN F. Rambousek a kol., Stavební konstrukce I: pro 2. ročník SPŠ stavebních, Vyd. Snakladatelství techn. Praha, J. Kos a kol., Konstrukce pozemních staveb III: návody pro cvičení, Vyd. CERM Brno, 1997, ISBN J. Witzany a kol., Konstrukce pozemních staveb 20, Vyd. ČVUT Praha, 2001, ISBN D. Skulinová, I. Skotnicová, Vodorovné konstrukce, Vyd. Ediční VŠB-TUO, 1998, ISBN F. Pšenička, Pozemní stavitelství: nosné konstrukce zastřešení, Vyd. ČVUT Praha, 2003, ISBN J. Michálek, Konstrukce pozemních staveb 15: pomůcka pro cvičení, Vyd. ČVUT Praha, 2002, ISBN Verlag-Dashofer technické požadavky na výstavbu Verlag-Dashofer Stavební zákon Profesní informační systém ČKAIT rok 2009,2010,2011 Normalizační institut ČSN platné

23 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je : ing.jaroslava Lorencová Při tvorbě byly použity volně přístupné internetové zdroje. Autor souhlasí se sdílením vytvořených materiálů a jejich umístěním na Tvorba materiálů byla financována z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Střední školou stavební Jihlava.