ZÁKLADY. Obecné konstrukční a technologické informace. Základy plošné. III. Základy hlubinné. IV. Speciální technologie pro spodní stavbu

Transkript

1 ZÁKLADY I. II. Obecné konstrukční a technologické informace Základy plošné III. Základy hlubinné IV. Speciální technologie pro spodní stavbu 1

2 I. Obecné konstrukční a technologické informace Obecné konstrukční a technologické informace Klíčová slova Definice konstrukce Rozdělení dle tvaru a působení do podzákladí Rozdělení dle materiálu Rozdělení dle výrobního postupu Rozdělení dle vztahu k podzemní vodě Připravenost staveniště Měřičské práce Základová spára Způsob betonáže základu ČSN www. literatura 2

3 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 Definice konstrukce Základy objektu přenášejí do základové půdy tíhu objektu, včetně sil jež na objekt působí. Spolu se základovou půdou musí základy zajistit stabilitu celé stavby Etapa realizace základových konstrukcí navazuje na etapu zemních prací a spadá do provádění hrubé spodní stavby 3

4 Rozdělení dle tvaru a působení do podzákladí zakládání plošné: na patkách pasech roštech deskách zakládání hlubinné: na pilotách podzemních stěnách studních kesonech Rozdělení dle materiálu z kamene z prostého betonu železobetonu ocelové ( piloty ) vyzdívaný základ 4

5 Rozdělení dle výrobního postupu monolitické montované 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. Rozdělení dle vztahu k podzemní vodě zakládání v suchých půdách zakládání v mírně nebo silně zvodnělých půdách zakládání pod vodou 5

6 Připravenost staveniště Inženýrsko-geologický průzkum (IGP) Průzkum má zjistit zejména: dovolené namáhání základové půdy úroveň hladiny podzemní vody a její chemické poměry přítok vody do ní jámy chování zeminy ve stěnách ní jámy těžitelnost zeminy ve ní jámě stabilitu staveniště jako celku vliv nově zakládané stavby na stavby stávající Připravenost staveniště Inženýrsko-geologický průzkum (IGP) přiměřeně typu a významu navrhovaného objektu Zvláště pečlivě musí být proveden pro vysoké stavby IGP představuje závazný podklad pro ní 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 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 6

7 Připravenost staveniště Inženýrsko-geologický průzkum (IGP) Kontrola vzorků geologem Připravenost staveniště Inženýrsko-geologický průzkum (IGP) Kontrola vzorků geologem Vzorkovnice s jádrem a průzkumný vrt 7

8 Připravenost staveniště Geotechnická kategorie Ovlivní rozhodnutí o způsobu založení Norma ČSN [1] - Zakládání. 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. Připravenost staveniště Geotechnická kategorie 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. 8

9 Připravenost staveniště 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. 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 ních objektů. 9

10 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 ních 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 Měřičské práce 10

11 Roh domu přenesený na teren označený hřebíkem, provázek nebo drát vyznačuje vnější strany budoucího zdiva Měřičské práce Měřičské značky 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. 11

12 Předání základové spáry Základovou spáru má předávat stavbyvedoucí ke kontrole: čistou, suchou, pečlivě srovnanou a zaměřenou o kontrole a převzetí učiní zápis do ního deníku 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. Požadavky na základovou spáru A) Nezámrzná hloubka Základová spára musí být minimálně 80cm pod terénem, u soudržných zemin 1,2-1,5m. 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. 12

13 Požadavky na základovou spáru B) Únosnost Únosnost základové spáry posuzuje odpovědný statik, jenž navrhl základ, zjištěná únosnost musí být v souladu s projektem Požadavky na základovou spáru C) 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. 13

14 Požadavky na základovou spáru D) 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 200mm k ručnímu odtěžení krátce před betonáží. Odvodnění základové spáry odvedení srážkových, povrchových a podzemních vod Rozlišujeme odvodnění povrchové rýhami či drenážemi po obvodu dna ní jámy, štětovými stěnami a jímkami při vyšší úrovni hladiny podzemní vody a odvodnění hloubkové vrtané hloubkové studně nebo čerpací jehly. Základová spára plošných základů má být nad hladinou podzemní vody, zakládání na spáře pod vodou připouštíme pouze u některých hlubinných základů 14

15 Odvodnění základové spáry Povrchové odvodnění ní jámy Provádění odvodňovacího vrtu 15

16 Podíl ceny 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 V současnosti již není tak velký rozdíl mezi finančním nárokem založení hlubinného oproti plošnému, jako v minulosti Způsob betonáže základu Při betonování základů lze zvolit buď čerpání betonové směsi čerpadlem autodomíchávače nebo kontejnerem zavěšeným na autojeřábu Betonování kontejnerem je levnější, ale trvá déle. 16

17 Způsob betonáže základu Čerpání betonové směsi do nedostupných míst z autodomíchávače pumpou do základů Způsob betonáže základu Kontejner na přepravu betonové směsi jeřábem 17

18 ČSN ČSN Zakládání. Základová půda pod plošnými základy ČSN Pilotové základy ČSN Kamenivo pro ní účely. ČSN Zakládání. Geologický průzkum pro ní účely ČSN Pomenovanie a opis hornín v inžinierskej geológii ČSN Zemné práce. ČSN Stavební, zemní stroje a rýpadla. Provoz a údržba. Bezpečnost práce a ochrana zdraví ČSN Spolehlivost ních konstrukcí a základových půd ČSN Zatížení ních konstrukcí ČSN Zakládání ních objektů ČSN ČSN EN 1536 Provádění speciálních geotechnických prací Vrtané piloty ČSN EN Provádění speciálních geotechnických prací Ražené piloty ČSN EN Provádění speciálních geotechnických prací Štětové stěny ČSN PENV Navrhování ocelových konstrukcí-část 5- Ocelové piloty a štětové stěny ČSN P ENV Navrhování betonových konstrukcí část 3: Betonové základy ČSN EN 474 Stroje pro zemní práce - bezpečnost Vyhláška324/1990 Sb. Zákon č.125/1994 Sb. - Zákoník práce Zákon č. 222/1994 Sb. Vyhláška č. 213/1991 Sb. 18

19 odkazy www Literatura Kočí, B. a kol. - Skripta Technologie Pozemních I, Maceková V., Vlček M.: Zakládání, ERA Brno 2004 Šimek, Eichler, J., Jesenák, J., Vaníček,I.: Mechanika zemin, 2 vydání celostátní učebnice, SNTL 1999 Eichler,J., Maceková, V.: Mechanika zemin a zakládání, CERM Brno, skripta, 1996 Eichler,J., Maceková, V.: Atelierová tvorba, základové konstrukce, Ediční středisko VUT Brno, skripta 1991 Matoušková,D.: Pozemní stavitelství I, Nakl. VUT Brno, 1993 Matoušková,D.: Pozemní stavitelství II, Nakl. VUT Brno, 1994 Bradáč,J.: Základové konstrukce, CERM Brno, 1995 Eichler,J., Maceková, V., Bradáč.J.: Rukovět znalce oboru nictví, diagnostika vad a poruch, díl Zakládání, Expert Ostrava, 1994 Petrůj, S.: Konstrukce pozemních pro obor S, ediční středisko VUT Brno, 1989 Turček, P.: Geotechnické problémy při zakladaní stavieb, JAGA Bratislava, 19

20 II. PLOŠNÉ ZÁKLADY Plošné zakládání Do základové půdy přenášejí základy zatížení svou dosedací plochou 20

21 Rozdělení plošných základů Patky Pasy Desky Rošt Prostorové základy Technologické zásady 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. 21

22 Technologické zásady U monolitických železobetonových základů musíme vždy pamatovat při výkopových pracích na rozšíření prostoru kolem základu o min. 600 mm na provedení bednění Technologické zásady Betonáž vyztužených základů přímo do rýhy bez bednění je nepřípustné. (krytí výztuže) Betonáž základu z prostého betonu přímo do rýhy, tak jak vidíme na obr. je možné v případě soudržných zemin. 22

23 Technologické zásady 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. Plošné základy 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. 23

24 Plošné základy Pasy pod nosnými i nenosnými stěnami nebo řadami sloupů, v případě použití pod řadu sloupů musí být vyztuženy jako spojité nosníky. Srovnáme-li náročnost 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 100cm pod rostlý terén. Pokud je vyloučeno poškození mrazem (např. u podsklepených domů), můžeme volit základy hluboké pouze 40-50cm. Plošné základy 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

25 Plošné základy Rošt soustava křižujících se pasů, narůstá zde složitost realizace bednění a ukládání výztuže. Plošné základy 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. 25

26 Bezpečnost práce Bezpečnost práce a ochrana zdraví, provoz a údržba pro ní, 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. III. HLUBINNÉ ZÁKLADY 26

27 Hlubinné základy přenášejí tíhu stavby do hloubky prostřednictvím vertikálních prvků. Hlubinné zakládání se používá při nedostatečné únosnosti povrchových vrstev, nachází-li se únosná půda ve větší hloubce pod základem. PILOTY STUDNY KESONY MIKROPILOTY MILÁNSKÉ STĚNY Šachtové pilíře 27

28 Při 28

29 Jsou to základové konstrukce, které přenášejí zatížení únosností na patě piloty nebo únosností v tření na plášti piloty Je to tyčová -sloupová konstrukce, kruhového nebo čtvercového průřezu zapuštěná na celou délku nebo část délky do základové zeminy nebo horniny. 29

30 dřevěné železobetonové (prefabrikované nebo zhotovované na místě) ocelové z předpjatého betonu štěrkopískové A) -jsou provedeny na místě do vyhloubených otvorů 30

31 31

32 B) neboli provedené zarážením, vtlačováním, vibrováním, šroubováním, apod.) 32

33 33

34 34

35 maloprůměrové-0,2 m do maximálně 0,6 m, popř. 0,5 m velkoprůměrové-o průměru větším než 0,6 m mikropiloty-o rozměru maximálně 0,25m kořenové piloty -o průměru od 0,08 m do 0,25 m 35

36 -Používají se všude tam, kde jiné typy pilot již nelze z různých důvodů provést. -Výztuž mikropilotytvoří většinou bezešvá ocelová trubka Rozměr max. 0,25 m 36

37 -Milánské stěny jsou podzemní stěny tvořené průběžnou rýhou tloušťky 400 až 1500 mm a hloubku do 40 m. -Stěny tohoto typu mohou sloužit nejen jako zajištění stěn výkopů, ale také tvoří i obvodové zdivo budoucí spodní stavby. Studny se obvykle navrhují při hloubce základové spáry větší než 5 m pod terénem. Studny se spouštějí nejčastěji jako prefabrikáty, které se postaví do vyhloubené jámy Prefabrikované skružovéstudny se při spouštění nastavují, betonované studny postupně nadbetonovávají. 37

38 jsou hlubinné základové konstrukce, které se od studny liší zejména uzavřenou stropní konstrukcí umožňující provádět ní práce pod hladinou vody nebo v zeminách nasycených podzemní vodou. Kesony se navrhují : z hutného železobetonu ze svařovaného ocelového pláště 38

39 Hlubinné základy Piloty Podzemní stěny Studny a kesony Používá se při zakládání do nevyhovujících základových půd, při velkém zatížení ních konstrukcí nebo při velkých nárocích na sedání konstrukce. Patří do skupiny zvláštního zakládání Hlubinné základy Vháněné piloty Vrtané piloty Mikropiloty Velkoprůměrové piloty - hloubené Podzemní stěny Studny a kesony 39

40 Hlubinné základy Vháněné piloty Jsou to prefabrikované železobetonové piloty, které se vpravují do základové půdy beraněním, vplachováním, zatláčením nebo vibrováním. Jejich průřez je obvykle 300mm x 300mm nebo 400mm x 400mm a délka až 12m. 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. 40

41 Vháněné piloty 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. 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 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. 41

42 Dělení vrtaných pilot dle průměru: maloprůměrové (Æ mm) velkoprůměrové (nad Æ600 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 Dělení vrtaných pilot 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 42

43 Vrtná souprava pro provádění vrtaných pilot - BAUER BG 15H Odbourávání hlav pilot 43

44 Mikropiloty Mikropilota je štíhlý ní prvek, schopný přenášet především osové zatížení (tlakové a tahové) do hlubších vrstev základové půdy. V podstatě jsou to vrtané piloty malého průměru cca 200mm, které jsou upnuty do okolní horniny v kořenové části injektáží. Mikropiloty se používají ve stísněných prostorách. Významné uplatnění mají v oblasti podchycování Mikropiloty 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. 44

45 Mikropiloty Příklad použití mikropilot v konstrukci Mikropiloty - pažení jámy + podchycení objektu 45

46 Mikropiloty, podchycení objektu, Prostějov, Národní dům Mikropiloty příklad provedení 46

47 Mikropiloty-postup zhotovení Vrtná souprava pro provádění mikropilot,mikrozápor, kotev apod. KLEMM KR (TOPGEO) 47

48 Velkoprůměrové piloty - hloubené Jako velkoprůměrové se nazývají piloty s průměrem nad 600mm. Šachty pro ně hloubíme vrtnými soupravami s talířovými nebo šnekovými vrtáky nebo rypadly s drapákem. Hloubí se v soudržných zeminách jako nepažené až do 12m hloubky. Do vyhloubeného prostoru se spustí armokoš a zabetonuje se. Velkoprůměrové piloty - hloubené Realizace velkoprůměrové piloty a) hloubení šachty drapákem, b) zřízení ochranného límce, c) spouštění armokoše, d) betonáž piloty, e) úprava zhlaví 48

49 Velkoprůměrové piloty-realizace Ukázka zakládání na pilotách 49

50 Podzemní stěny Podzemní stěny pažící a konstrukční Prefabrikované podzemní stěny Podzemní stěny těsnící 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. 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 50

51 Podzemní stěny pažící a konstrukční drapák BAUER DHG-D 2600 na nosiči BS670 pro provádění podzemních stěn ( TOPGEO) Prefabrikované podzemní stěny Prefabrikované podzemní stěny jsou sestavovány ze železobetonových panelů, vyrobených na celou výšku budoucí stěny a osazovaných do rýhy pažené samotvrdnoucí suspenzí Těžení rýhy je kontinuální a panely jsou osazovány v určeném odstupu za těžbou 51

52 Prefabrikované podzemní stěny Panely mohou být osazovány do rýhy buď na sraz, nebo i s určitým natočením a přesahem, čímž se vytvoří pohledově členitá stěna 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.). 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 ních jam proti podzemní vodě a při zřizování těsnicích clon, zejména pro ochranu čistoty podzemních vod. 52

53 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, práce v této komoře je velmi namáhavá a vyžaduje zvláštní podmínky. Přístup do komory je stropem kesonu s vyrovnávací tlakovou komorou. Hlubinné zakládání - studny Příklad vrtání studní vrtací zařízení WIRTH B1A na podvozku Tatra průměr vrtu 360mm výstroj PVC zárubnicí do průměru 250mm 53

54 Pracovní četa pro pilotáž Při provádění hlubinných základů vrtnou soupravou jsou v četě: vrtmistr, který provádí veškeré práce s vrtnou soupravou vrtač, vazač břemen navádí soupravu na jednotlivé vrty, měří, vytyčuje údržbář vrtné soupravy pomocný dělník pro obsluhu vrtné soupravy Kontrola kvality provádění pilot 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 0,05d, popřípadě 5% nejmenší délky vrtu, nejvýše však 100mm 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 54

55 Certifikáty Bezpečnost práce hlubinné zakládání 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. Pracovníci musí používat předepsané osobní ochranné pomůcky. 55

56 Bezpečnost práce hlubinné zakládání Pokud se souprava pohybuje ve směru kolmém na vrstevnice je stabilita zajištěna, pokud se pohybuje po vrstevnici je nutné zvýšit stabilitu nakloněním věže viz.obrázek. IV. Speciální technologie pro spodní stavbu Vysvětlení pojmů 56

57 Trysková injektáž Trysková injektáž vylepšuje vlastnosti základové půdy, její pevnost a nepropustnost. Při tryskové injektáži je okolní zemina řezána injekčním paprskem a současně smíchána s injekční směsí. Podél injekčního vrtu se tak otáčením trysek při plynulém vytahování vrtného soutyčí vytváří sloup injektáží zpevněné zeminy. V blízkosti sloupu dochází ke stlačení zeminy. Paprsek injekční směsi lze usměrnit případně i podpořit proudem vzduchu nebo vody, vznikají tak pilíře nebo stěny z pilířů injektované zeminy průměru až 2 m. Efektivně se trysková injektáž používá při podchytávání základů, vytváření nepropustných clon, vytváření obálek ražených podzemních objektů. Horninové kotvy Horninové kotvy slouží k přenosu tahových sil do základové půdy, ve které jsou upnuty pomocí injekční směsi. Přenesou zemní tlaky u pažících konstrukcí různého typu, slouží pro zajištění stability svahů, skalních stěn a zářezů, pro kotvení ních konstrukcí proti vztlaku. Horninové kotvy se skládají z kotevní hlavy, volné délky kotvy a kořenové délky kotvy. Kořen kotvy je pomocí injektáže upnut v horninovém prostředí. Podle návrhové životnosti dělíme kotvy na dočasné a trvalé s návrhovou životností více než 2 roky. Tyčové, drátové nebo pramencové horninové kotvy přenášejí běžně zatížení do 600 kn, zatížení až do 1,5 MN není výjimkou. 57

58 Zemní kotvy Zemní a horninové kotvy se využívají při kotvení ních konstrukcí (záporové, pilotové, mikropilotové stěny), zajišťování sesuvných území, kotvení skalních stěn apod. Kotva přenáší tahové síly působící na konstrukci prostřednictvím injektovaného kořene do horninového okolí. Kotvy mohou být lanové (1 12 pramencové, únosnost kn) nebo tyčové ( únosnost do 420 kn). Napínání zemních kotev Pro napínání lanových kotev se používají speciální hydraulické napínací pistole, každá kotva je při předpínání zkoušena na 1,4 násobek předepsané únosnosti 58

59 Mikrozápory 'Mikrozápory jsou štíhlé prvky pažící konstrukce, které se vkládají do cementové zálivky ve vrtu průměru do 300 mm. Mikrozáporové pažení navrhujeme především ve stísněných poměrech ( prolukách) pro svislé pažení stěn ních jam.výztuž mikrozápor tvoří buď ocelové trubky menšího průměru nebo válcované profily. Pažení mezi mikrozáporami je tvořeno nejčastěji stříkaným betonem. Zápory Zápora je pažící prvek z ocelového válcovaného profilu, který je vložen do vrtu, nebo je zaberaněn či zavibrován. Zemina mezi záporami je zapažena dřevěnými pažinami uchycenými za příruby. Toto pažení se nazývá Berlínské pažení.jedná se o nejefektivnější pažení stěn ní jámy, hloubka je omezena pouze výskytem podzemní vody. Zemní tlaky při hlubších výkopech jsou zachyceny zemními kotvami, které podpírají stěnu pomocí vodorovných nosníků. 59

60 Záporové stěny Štětovnice Jednotlivé štětovnice vytvářejí spojením do zámků štětovnicové stěny, které se s úspěchem používají pro pažení ních jam již dlouhou dobu. Stěny se kotví nebo rozpírají. Štětovnice se beraní pomocí těžkých beranidel, montovaných na pásovém nosiči nebo se vibrují vysokofrekvenčními vibrátory, které se zavěsí na pásový jeřáb nebo autojeřáb. Štětovnicové stěny slouží většinou jako dočasné konstrukce pro stavbu jímek, po vybudování vnitřní konstrukce se vytáhnou. Na trhu existuje velké množství nejen ocelových profilů štětovnic, ale jsou i štětovnice z umělých hmot, které se používají v agresivním prostředí. Bezrezonanční vibrátory umožňují zhotovení štětovnicových stěn i v zastavěném území. 60

61 Pažící konstrukce Záporové pažení představuje jeden z nejekonomičtějších způsobů pažení stěn ních jam. Záporové pažení se navrhuje pro dočasná pažení ních jam, po vybudování podzemní části stavby je možné pažicí konstrukci odstranit. Pažící stěny vytvořené z převrtávaných pilot tvoří tužší pažení, nevýhodou je nutnost úpravy pohledové plochy. Pažení vytvořené podzemní stěnou, která zároveň tvoří základovou stěnu novostavby, je vysoce efektivním řešením při hlubších podzemních podlažích, zejména pod hladinou podzemní vody. Klasická injektáž Klasická injektáž je technologie známá již téměř 200 let. Podstatou injektáže je vyplňování pórů a dutin injekční směsí. Smícháním injekční směsi s původním materiálem vznikne materiál, který má nové fyzikální vlastnosti. Injektáží se upravují vlastnosti skalních hornin, nesoudržných zemin, někdy i zemin soudržných, injektují se také různé ní konstrukce. Nejčastěji se upravuje pevnost a nepropustnost. Injektáží lze úspěšně zajistit trvalou polohu nestabilních objektů. 61

62 Vibroberanění Aplikace poznatků o vysokofrekvenčních vibracích a jejích vplyvu na okolí v praxi využívá technologie vibroberanění. Vibrátory s měničem a usměrňovačem vibrací s navolí tak, aby nedošlo k rezonanci s vlastním kmitáním objektu, čímž se zabrání poškození objektu. Vibroberaněním lze účinně hutnit, nebo rychle pronikat do zemního prostředí. Vibroberaněním lze osadit nebo vytáhnout štětovnice, ocelovou jehlou předrážet injekční vrty, vhánět ocelové pažnice vrtů, nebo zasunovat a vytahovat speciální kovové profily a tak vytvořit pažící prvky nebo kontinuální tenké těsnící stěny. Milánské stěny Podzemní stěny veřejnosti známé jako Milánské stěny se nejčastěji používají k zapažení hlubokých výkopů, prostorných ných jam, mohou být součástí budoucí konstrukce podzemních podlaží nebo pouze pažit stěny výkopu. Podzemní stěny vznikají vyplněním vytěžené rýhy prostým betonem, železobetonem, prefabrikátem nebo různými suspenzemi podle požadovaného účelu stěny. Typy podzemních stěn, monolitické, prefabrikované a těsnicí lze vhodně kombinovat. Rýhy podzemní stěny se těží pod ochranou pažící suspenze. Rýha se hloubí pro tloušťky podzemní stěny 40, 60, 80 až 100 cm do požadované hloubky, většinou nepřesahující 30 m po lamelách. Vodotěsnost spojů mezi lamelami je zajištěna instalací těsnicích pásů do spár. Povrch monolitické stěny je možné upravit stříkaným betonem, omítkou nebo pouze frézováním. Výhodou prefabrikované podzemní stěny je kvalitnější povrch stěny, který bez úpravy vytváří pohledovou plochu. 62

63 Hřebíkování Hřebíkování zemin slouží pro zajištění stability strmých svahů soustavou krátkých vrtaných kotevních prvků-hřebíků. Hřebíky z betonářské oceli se fixují cementovou zálivkou do vrtů o průměru mm. KONEC 63