WEBFLOOR PATENTOVANÁ TECHNOLOGIE PRO ZAKLÁDÁNÍ PODLAHOVÝCH KONSTRUKCÍ

Transkript

1 WEBFLOOR PATENTOVANÁ TECHNOLOGIE PRO ZAKLÁDÁNÍ PODLAHOVÝCH KONSTRUKCÍ WEBFLOOR

2 WEBFLOOR PATENTOVANÁ TECHNOLOGIE PRO ZAKLÁDÁNÍ PODLAHOVÝCH KONSTRUKCÍ Na kvalitě a životnosti každé podlahy se rozhodujícím způsobem podílí její založení. Špatné technické parametry základové konstrukce mohou být příčinou vážných poruch. Může docházet k nadměrnému sedání (obr. 1a,1b), 1a 1b nerovnoměrnému sedání nebo-li denivelaci (obr. 2), což vede k trvalému porušení podlahy (obr. 3). Vynucené investice do opravy či výměny tak způsobí nemalé provozní ztráty. 2 3

3 PRAKTICKÉ UKÁZKY PORUCH PODLAHOVÉ KONSTRUKCE

4 Naše společnost BENDA TRADE s.r.o., zabývající se problematikou zakládání podlah, vyvinula pokrokovou technologii způsobu založení WEBFLOOR, určenou jak pro běžné geologické prostředí, tak pro složité základové geotechnické podmínky. Tato technologie je prověřena mnoha zátěžovými simulacemi s modelováním extrémních geotechnických podmínek skutečných staveb v softwarovém prostředí PLAXIS. Výsledky těchto simulací byly následně vždy s úspěchem aplikovány v praxi. Při realizaci technologie WEBFLOOR jsou jednotlivé sanační a konstrukční vrstvy kladeny horizontálně na sebe tak, že vytvářejí sendvičovou konstrukci (obr. 4). Hlavním stabilizačním prvkem této skladby je buněčný zpevňovací materiál, takzvaná geobuňka (obr. 5). Díky vrstvě geobuněk a její štěrkové výplni dochází k výraznému zvýšení tuhosti celé sendvičové konstrukce. Zvyšují se přetvárné a pevnostní charakteristiky a současně se zatížení roznáší na větší plochu (obr. 4, 5). 4 5

5 K hlavním výhodám použití technologie WEBFLOOR patří výrazná redukce tloušťky štěrkového polštáře, tedy plošného základu umístěného pod podlahou (obr. 6a, 6b). 6a 6b Technologie WEBFLOOR zvyšuje kvalitu základové spáry, což umožňuje použití úspornější konstrukce vlastní betonové podlahy (obr. 7). 7

6 Díky vyšší spolehlivosti je možné také snížení rozsahu hlubinného založení (obr. 8a, 8b) 8a 8b a za určitých geotechnických podmínek lze dokonce hlubinné založení zcela vyloučit (obr. 9). Je zřejmé, že tyto výhody přinášejí kromě zlepšení technických parametrů konstrukce především výrazné úspory nákladů výstavby. 9

7 Technologie WEBFLOOR nalézá široké uplatnění při zakládání podlah hypermarketů, skladových hal, mrazíren, nákupních středisek, obytných domů a dalších. Naše společnost v České republice doposud realizovala již několik velkých staveb viz. vybrané referenční stavby.

8 V roce 2006 získala technologie WEBFLOOR podporu z fondů Evropské unie. Je chráněna průmyslovým patentem a užitnými vzory pro Českou republiku, Slovenskou republiku a od roku 2008 i pro celé území Spojených států amerických. USA PATENT US 7,431,536 B2 ČR PATENT č.: OSVĚDČENÍ O ZÁPISU OSVEDČENIE O ZÁPISE UŽITNÉHO VZORU ČR č.:13384 UŽITKOVÉHO VZORU SR č.:3775

9 ZALOŽENÍ PODLAHY MRAZÍRENSKÉ HALY TECHNOLOGIÍ WEBFLOOR ÚČEL STAVBY, TECHNICKÉ ŘEŠENÍ: GEOLOGICKÁ STAVBA PODZÁKLADÍ Na základě výsledků provedeného geotechnického průzkumu zájmové lokality byl z hlediska únosnosti a přetváření podzákladí, ve vztahu k podlahové konstrukci, specifikován největší význam v přítomnosti měkkých poloh nízko až středně plastických jílů měkké až tuhé konzistence ve vrstvě deluviálních uloženin, která je současně i aktivní vrstvou podzákladí podlahy. Nízká hodnota jejich přetvárných vlastností E def,2 = 3 5 MPa vyžaduje realizovat relativně tuhý sendvičový roznášecí štěrkový polštář, zajišťující splnění deformačních kritérií pro samotnou podlahovou konstrukci. WEBFLOOR Stěžejním je i ta skutečnost, že část podlahové plochy bude nutné realizovat ve výkopu a část na vyrovnávacím náspu, jehož tloušťka dosáhne mocnosti až 1 metr. Vzhledem k tomu, že vrstvy deluviálních pelitických zemin jsou v prostoru vyrovnávacího náspu mocnější a nižší konzistence (dle IG průzkumu vyšší HPV v tomto prostoru) a v důsledku toho vznikají ve vyšších úrovních vyrovnávacího náspu rozsáhlé oblasti čerpání smykové pevnosti, bylo naprojektováno hlubinné konsolidační zpevnění deluvií pomocí předražených štěrkopískových pilířů a to všude tam, kde výška vyrovnávacího náspu přesahuje 40 cm. KONSTRUKCE ROZNÁŠECÍ VRSTVY POD- ZÁKLADÍ A PODLAHY MRAZÍRENSKÉ HALY Na podkladě znalosti geologické stavby podzákladí a nutnosti splnění požadavků na kvalitu základové spáry před založením samotné konstrukce podlahy byl v rámci projektové dokumentace předložen tento způsob založení:

10 I. fáze konstrukční vrstvy technologie WEBFLOOR zaválcování 15 cm mocné vrstvy psefitického materiálu frakce 32/63 mm 2 položení separační geotextílie (gramáž 300 g/m ) na horizont zemní pláně drenážní vrstva z hutněného psefitického materiálu frakce 32/63 mm o mocnosti 25 cm konstrukční vrstva z buněčného zpevňovacího materiálu výšky 200 mm se vsypem frakce 32/63 mm s mocností vrstvy 20 cm přesyp vrstvy buněčného zpevňovacího materiálu výšky 200 mm kamenivem frakce 32/63 mm o mocnosti 10 cm konstrukční vrstva z kameniva frakce 0/63 mm mocnosti 20 cm hutněno ve dvou vrstvách po mocnostech 10 cm shora uzavírací vrstva frakce 0/4 mm mocnosti 5 cm na úroveň základové spáry II. fáze konstrukce samotné podlahy shora vrstva drátkobetonu B30, tloušťky 20 cm tepelná izolace JAKODUR 35/500 tloušťky 20 cm vyztužený beton ( KARI sítí ) B30 tloušťky 15 cm s osazeným trubkovým vytápěním Uvedené podlahové vrstvy jsou uloženy na roznášecí konstrukční vrstvě podzákladí, jejímž hlavním prvkem je buněčný zpevňovací materiál výšky 200 mm, vyplněný hutněným ostrohranným drceným lomovým kamenivem frakce 32/63 mm. Mechanický účinek bočního sevření štěrkové výplně buňkového systému výrazným způsobem zvyšuje tuhost vrstvy, její přetvárné a pevnostní vlastnosti a přispívá k roznášení zatížení v podloží armované vrstvy. Tahová pevnost geobuňkového systému determinuje i jeho částečné membránové působení a tím eliminaci tahových napětí, plynoucích z rozdílných deformací podloží v půdorysu stavby. Po provedení roznášecí konstrukční vrstvy podzákladí s buněčným zpevňovacím materiálem výšky 200 mm bude kvalitativně prověřeno splnění nutného kritéria minimálního modulu přetvárnosti na základové spáře E def,2 > 80 MPa a poměr hodnot mezi 2. a 1. zatěžovací větví n < 2,5 pomocí průkazných statických zatěžovacích zkoušek. GEOTECHNICKÉ POSOUZENÍ PROJEKTOVANÉHO ZPŮSOBU ZALOŽENÍ PODLAHY Takto projektovaná konstrukce plošného založení včetně geologické stavby podzákladí, konstrukce podlahy a výsledného provozního zatížení podlahové konstrukce byla zapracována do numerického simulačního modelu MKP (metoda konečných prvků) pomocí softwarového programu PLAXIS Provedené posouzení a výsledky simulačního modelu prokázaly, že úprava podloží a konstrukce roznášecí vrstvy s použitím technologie WEBFLOOR splňuje všechna nutná kritéria spolehlivosti podlahy.

11 Kritéria spolehlivosti Winklerovo kritérium spolehlivosti Podlaha bude zatížena regály šířky b = 2,4 m (délka 19,6 m). Jedna regálová sekce délky 2,8 m přenáší do podlahy celkové zatížení 300 kn. b tvarový součinitel ( cca 0,87 pro pásový základ ) šířka zatěžovacího pásu, b = 2,4 m ols kontaktní napětí, s45 ol = kpa u Poissonovo číslo, u= 0,3 Z toho vyplývá plošné pásové zatížení: Pro zatěžovací pás šířky b = 2,4 m lze pro velikost sednutí psát vztah (Gorbunov): z toho Pro E = 100 MPa (podzákladí podlahy): def Požadované kritérium minimální velikosti součinitele pružného odporu (koeficient ložnosti) k by mělo být 3 v intervalu k = 0,003 0,07 N/mm. Tento požadavek byl splněn. Kritérium únosnosti zeminového podloží Šířka pásu: b = 2,4 m Výška násypových vrstev celkem: 1,3 m Roznášecí úhel: = 63 Kontaktní napětí: Únosnost zeminového podloží vyhovuje

12 Kritérium sedání a naklonění Pro stanovení parametrů sedání a naklonění regálových konstrukcí a celkového obrazu interakce podlahy a jejího podzákladí byl realizován numerický simulační model MKP pomocí softwarového programu PLAXIS 7.2. Z výsledků matematického modelování, při kterém bylo uvažováno se všemi typy zatěžovacích stavů, lze dedukovat tyto relevantní závěry: pro všechny modelované zatěžovací stavy nebylo překročeno kritérium maximálního dovoleného naklonění i = 0,001 max maximální velikost sedání podlahy činí cca 12 mm přechod mezi pilotovaným a nepilotovaným podložím nezpůsobuje žádné změny ve velikosti diferenčního sedání a křivka sedání má plynulý průběh zatížení povrchu jílového podloží mezi pilotami dosahuje max. velikosti R = 50 kpa. V žádném zatěžovacím dt stavu není zeminové podloží porušeno smykem maximální hodnota normálového napětí v železobetonové desce podlahy je cca 130 kpa a napětí je ve všech zatěžovacích stavech tlakové Výstup programu PLAXIS čerpání pevnosti materiálů plné provozní zatížení (jeden ze zatěžovacích stavů) Provedené posouzení a výsledky simulačního matematického modelu prokazují, že navržená konstrukce úpravy podloží a konstrukce roznášecí vrstvy s využitím technologie WEBFLOOR splňuje všechna nutná kritéria spolehlivosti podlahy. Na základě výsledků matematického modelu a závěrů jeho autorů byla projektantem zapracována skladba plošného štěrkového polštáře do projektové dokumentace v plném rozsahu.

13 STRUČNÝ POPIS PRŮBĚHU VÝSTAVBY: Při realizaci plošného zakládání bylo postupováno podle projektové dokumentace, kde na takto sanovanou kontaktní spáru byla rozprostřena a zahutněna tzv. drenážní vrstva mocnosti 250 mm, tvořená drceným lomovým kamenivem frakce 32/63 mm s hutněním staticko-vibračně. Nad drenážní vrstvou byl pracovníky firmy BENDA TRADE s. r.o. roztažen buněčný zpevňovací materiál výšky 200 mm s následným postupným zasypáváním drceným lomovým kamenivem frakce 32/63 mm včetně 100 mm mocného přesypu kamenivem stejné frakce. Hutnění úrovně nad buněčným zpevňovacím materiálem výšky 200 mm bylo prováděno staticky. Pokládání a spojování jednotlivých pásů buněčného zpevňovacího materiálu výšky 200 mm (ISO 9002) pracovníky firmy BENDA TRADE s. r.o. Zásyp a přesyp buněčného zpevňovacího materiálu výšky 200 mm (ISO 9002) lomovým drceným kamenivem frakce 32/63 mm. Správnost položení buněčného zpevňovacího materiálu výšky 200 mm byla prokázána značně nízkým poměrem n hodnot modulů přetvárnosti 2. a 1. zatěžovací větve s k výrazném kvalitativním zlepšením úrovně po zavezení konstrukční vrstvou nad ním. Na vrstvu, armovanou buněčným zpevňovacím materiálem výšky 200 mm, byla rozprostřena svrchní konstrukční vrstva štěrkového polštáře z drceného lomového kameniva frakce 0/63 mm a to ve dvou dílčích vrstvách v mocnostech shodně 100 mm s celkovou mocností 200 mm. Provedení takto založené svrchní vrstvy štěrkového polštáře bylo kvalitativně prověřeno průkaznými statickými dynamickými zatěžovacími zkouškami náhodně v celé ploše haly s nutností splnění známých kritérií E > 80 MPa, n < 2,5. def,2

14 Dosažené hodnoty modulu přetvárnosti při prováděných statických zatěžovacích zkouškách byly v intervalu E = 103,5 138,4 MPa, které výrazně převýšily uváděné požadavky projektanta. Poměr hodnot mezi 2. a 1. zadef,2 těžovací větví se pohyboval v intervalu n = 1,96 2,6. Z malých rozdílů naměřených hodnot modulů přetvárnosti E při provádění statických zatěžovacích zkoušek def,2 v celé ploše stavby lze konstatovat, že provedenou konstrukci polštáře lze považovat za homogenní s minimálními rozdíly v kvalitě v rámci objektu. Dosažené hodnoty bezezbytku splňují i značně převyšují požadavky na kvalitu základové spáry pro založení samotné podlahové konstrukce mrazírenské haly. Zaválcování psefitického materiálu do buněčného zpevňovacího materiálu výšky 200 mm (ISO 9002) (použit statický válec VV 200) V závěru lze tedy doporučit, že při zakládání náročných staveb, především ve složitých podmínkách (dle ČSN geotechnické kategorie), je nutné v rámci projektové dokumentace provést i celkové geotechnické posouzení, tak jako tomu bylo v tomto případě, kdy na podkladě návrhu skladby, výsledků matematického modelu MKP a statických výpočtů byl následně realizován představený způsob založení plošným armovaným štěrkovým polštářem technologií WEBFLOOR, která ve všech bodech splnila i kvalitativně značně překročila požadovaná kritéria.