Základové konstrukce (3)

ČVUT v Praze Fakulta stavební KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB 2 - K Základové konstrukce (3) Ing. Jiří Pazderka, Ph.D. Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 Zpracováno v návaznosti na přednášky Prof. Ing. Petra Hájka, CSc. LS 2011/12

Základové konstrukce Hlubinné základy

Konstrukce hlubinných základů Základní rozdělení hlubinných základů: Piloty Základové studně Kesony Milánské stěny Zlepšování vlastností základové půdy

Piloty Základní rozdělení pilot: (minimální délka 2,0 m) Dřevěné piloty (tvrdé dřevo nejčastěji dub) - průměr: 300 400 mm - celou svoji délkou musí být pod hladinou podzemní vody - použití především v historii, dnes pouze výjimečně Ocelové piloty (nutná ochrana proti korozi, málo časté) Betonové a železobetonové piloty (nejčastější typ pilot) Nutná ochrana proti agresivitě prostředí a podzemní vody Mikropiloty: d = 150-200 mm, délka do 12-22 m Maloprůměrové: d = 200-600 mm - nejmenší osová vzdálenost 2,5 d - vibrotlakové, předrážené, vrtané Velkoprůměrové: d > 600 mm - nejmenší osová vzdálenost 1,5 d; min. d + 0,5 m

Statické působení pilot Tlačené piloty Opřené Plovoucí Vetknuté - přenos svislého zatížení (tlaku) především patou piloty, - přenos svislého zatížení pláštěm je 25 % celkové svislé síly - přenos svislého zatížení (tlaku) především pláštěm, - přenos svislého zatížení patou piloty je 25 % celkové svislé síly - přenos svislého zatížení (tlaku) patou i pláštěm Tahové piloty - Obvykle u výškových staveb nebo lehkých (ocelových) halových objektů - Přenos tahu do základové půdy je realizován kořenem (rozšířenou patou) nebo pláštěm piloty Piloty namáhané ohybem - Horizontální síly působící na pilotu se přenášejí pláštěm

Konstrukční řešení pilot

Piloty - příklady realizací

Únosnost pilot Stanovení návrhové únosnosti: Ze zatěžovací zkoušky Výpočtem podle 1. skupiny mezních stavů s použitím pevnostních parametrů základové půdy Výpočtem podle 2. skupiny mezních stavů na základě maximálně přípustné deformace Z tabulek hodnot návrhové únosnosti (pouze pro studie, úvodní projekty a některé staticky určité stavby podle ČSN 73 1002) Výpočet podle 1. skupiny mezních stavů R = R cd bd + R sd R cd - návrhová únosnost piloty v tlačeném směru R bd - návrhová únosnost paty piloty R sd - návrhová únosnost pláště piloty

Únosnost pilot Orientační dimenze a únosnosti pilot: Typ piloty Typický průměr [m] Délka [m] Orientační únosnost [kn] dřevěná pilota 0,3 a více 15 24 250-450 betonová prefabrikovaná plný průřez 0,2 0,3 9-18 250-450 dutý průřez 0,4 0,9 až do 60 m 350-900 betonová monolitická 0,35 0,9 12-30 250-650 ocelová pilota H - průřez 0,2 0,36 až do 90 m 350 1700 trubka 0,25 0,9 až do 60 m 450-1700

Konstrukční zásady Minimální osové vzdálenosti: d - průměr piloty (největší rozměr) b - osová vzdálenost Osamělé piloty - vzájemně se neovlivňují pro maloprůměrové piloty: Skupinové piloty - vzájemně se ovlivňují nebo platí b 6d b < 6d pro maloprůměrové vháněné piloty: - opřené b 2,5d - plovoucí b 3,5d pro maloprůměrové vrtané piloty: - opřené b 3,5d pro maloprůměrové piloty: - plovoucí b 4,5d pro velkoprůměrové piloty: b 1,5d, nebo d + 0,5 m

Konstrukční řešení pilot Uspořádání pilot pod základovou patkou:

Konstrukční řešení pilot Základový pas na pilotách

Konstrukční řešení pilot Základový rošt na pilotách Bezroštové založení na pilotách

Provádění pilot Velkoprůměrové a maloprůměrové piloty - systém bez výpažnice (pomocí bentonitu)

Provádění pilot Velkoprůměrové a maloprůměrové piloty - systém se zavibrovanou výpažnicí

Provádění pilot Velkoprůměrové a maloprůměrové piloty - systém rotačního spirálového vrtání s betonáží v ose vrtáku

Provádění pilot Mikropiloty Princip provádění: 1. Ustavení stroje a vrtání 2. Vrtání (s výpažnicí, nebo pod bentonitovou suspenzí) 3. Osazení výztužné trubky s manžetami 4. Injektáž kořene 5. Odříznutí přečnívající části a navaření hlavy piloty

Provádění pilot Základový pas podporovaný mikropilotami:

Základové studně Princip: Železobetonový plášť slouží jako pažení, pod jehož ochranou se těží zemina z vnitřníčásti. Plášť postupně klesá, v horní části se neustále nastavuje.

Základové studně

Kesony Používaly se při zakládání pod hladinou podzemní vody, nebo pod vodou. Voda se z kesonu vytlačuje tlakovým vzduchem Možno použít až do hlouby 25 m pod hladinou Kesony se používaly zejména dříve, dnes v oblasti zakládání pod hladinou vody převažují štetovnicové stěny

Kesony

Milánské stěny Používají se jako suterénní stěny nebo jako zemní stěny

Milánské stěny Příklad použití milánských stěn

Zlepšování vlastností základové půdy Způsoby zvyšování únosnosti základové půdy: Trysková injektáž Mechanické hutnění (po vrstvách 200-250 mm) Výměna základové půdy (po záběrech, pouze pro malé hloubky) Odvodnění základové půdy

Trysková injektáž Princip provádění tryskové injektáže

Trysková injektáž Příklady realizací

Výměna základové půdy Principem je výměna stávajícího neúnosného nebo málo únosného podloží za stabilizovanou štěrkopískovou vrstvu (hutněnou po vrstvách) Mocnost vrstvy bývá obvykle cca 1-2 m, pro větší hloubky lze použít štěrkopískové pilíře.

Sanace základů starších staveb Podchytávání základů pomocí mikropilot Mikropiloty se vrtají skrz původní základ Lze provádět i z interiéru (malé soupravy)

Sanace základů starších staveb Podchytávání základů pomocí mikropilot

Děkuji za pozornost Literatura použitá v prezentaci: [1] Hájek P.: Přednášky KP20, ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Praha 2004 [2] Zlesák J.: Přednášky KP2, ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Praha 2008