ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA ICS 91.040 březen 2014 Navrhování objektů na poddolovaném území ČSN 73 0039 Design of constructions on the mining subsidence areas Nahrazení předchozích norem Touto normou se nahrazuje ČSN 73 0039 z října 1989. Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2014 XXXXX Podle zákona č. 22/1997 Sb. smějí být české technické normy rozmnožovány a rozšiřovány jen se souhlasem Úřadu pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví.
Obsah Předmluva... 4 1Předmět normy... 6 2Citované dokumenty... 6 3Názvosloví a značky... 7 3.1Termíny a definice... 7 3.1.1Základní pojmy... 7 3.1.2Názvosloví poklesové kotliny... 8 3.2Značky... 11 4Obecně... 13 4.1Zajištění objektu proti účinkům poddolování...13 4.2Báňské podmínky... 14 4.3Průzkumné práce... 15 4.4Staveniště na poddolovaném území... 15 5Zásady navrhování stavebních objektů na poddolovaném území... 17 5.1Zásady navrhování, stanovení zatížení a jejich účinků... 17 5.2Základní požadavky na konstrukce... 22 5.3Rektifikace... 26 5.4Strojně technologická vybavení... 27 5.5Zajištění existujících stavebních objektů... 27 6Požadavky na jednotlivé druhy objektů... 28 6.1Objekty zděné a panelové... 28 6.2Skeletové objekty... 29 6.3Halové objekty a jeřábové dráhy... 30 6.4Věžové objekty... 31 6.5Mostní objekty a objekty mostům podobné... 32 6.6 Pozemní komunikace... 35 6.6.1 Silnice a dálnice... 35 6.6.3 Společná ustanovení pro pozemní komunikace... 35 6.7Celostátní dráhy, regionální dráhy a vlečky... 36 6.7.2 Prostorová úprava a provozní podmínky... 36 6.7.3 Geometrická poloha koleje... 36 6.7.4 Železniční svršek... 36 6.7.5 Železniční spodek... 37 6.8 Stoky a stokové sítě... 37 6.8.1 Obecně... 37 6.8.2Opatření proti nepříznivým vlivům změn sklonu stok... 38 6.8.3 Opatření proti porušování trubního materiálu a potrubí... 39 6.9Tlaková potrubí... 39 6.9.1 Obecně... 39 6.9.2 Vodovody... 42 2
6.9.3 Plynovody... 43 6.9.4Ostatní tlaková potrubí... 44 6.10 Hydrotechnické stavby... 44 6.11Stožárová a kabelová vedení... 45 6.11.1Stožárová vedení... 45 6.11.2Kabelová vedení... 46 6.12Podzemní objekty... 46 6.13Povrchové objekty těžebních organizací... 47 Příloha A (normativní)... 48 Posouzení základových konstrukcí na vodorovná přetvoření a zakřivení terénu... 48 A.1Posouzení základových konstrukcí na účinky vodorovných poměrných přetvoření terénu... 48 A.2Posouzení základových konstrukcí na účinky zakřivení terénu... 58 Příloha B (normativní)... 60 Návrh rektifikace... 60 B.2.1Obecně... 60 B.2.2Směrný obsah návrhu rektifikace... 60 Příloha C (normativní)... 62 Celostátní dráhy a vlečky... 62 C.1Obecně... 62 C.2Železniční svršek... 62 C.3Železniční spodek... 62 C.4Energetická drážní zařízení trakční vedení... 63 C.5Osvětlení a nadzemní kabelová vedení... 63 C.6 Zařízení sdělovací a zabezpečovací techniky... 63 C.7Podzemní kabelová vedení... 63 C.8Návěstidla... 64 C.9Přestavníky... 64 C.10Traťové a staniční zabezpečovací zařízení... 64 Bibliografie... 65 3
Předmluva Změny proti předchozím normám Tato norma je technickou revizí ČSN 73 0039:1989. Ustanovení normy byla dána do souladu s evropskými normami pro navrhování Eurokódy, dalšími platnými normami a zákonnými předpisy. Vybrané pokyny příloh pro stoky a tlaková potrubí se převedly do kapitoly 6. Souvisící ČSN ČSN 13 0108 Potrubí. Provoz a údržba potrubí. Technické předpisy ČSN 73 0405 Měření posunů stavebních objektů ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic ČSN 73 6110 Projektování místních komunikací ČSN 73 6114 Vozovky pozemních komunikací. Základní ustanovení pro navrhování ČSN 73 6244 Přechody mostů pozemních komunikací ČSN 73 6320 Průjezdné průřezy na dráhách celostátních, dráhách regionálních a vlečkách normálního rozchodu ČSN 75 2410 Malé vodní nádrže ČSN EN 12007-1 (38 6413) Zařízení pro zásobování plynem plynovody s vyšším provozním tlakem do 16 bar včetně Část 1: obecné funkční požadavky ČSN EN 14161 (45 0024) Naftový a plynárenský průmysl Potrubní přepravní systémy ČSN EN 15001-1 (38 6420) Zásobování plynem Plynovody s provozním tlakem vyšším než 0,5 bar pro průmyslové využití a plynovody s provozním tlakem vyšším než 5 bar pro průmyslové a neprůmyslové využití Část 1: Podrobné funkční požadavky pro projektování, materiály, stavbu, kontrolu a zkoušení ČSN EN 1594 (38 6410) Zásobování plynem Plynovody s nejvyšším provozním tlakem nad 16 bar Funkční požadavky ČSN EN 1610 (75 6114) Provádění stok a kanalizačních přípojek a jejich zkoušení Souvisící právní předpisy Vyhláška ČBÚ č. 104/1988 Sb., o racionálním využívání výhradních ložisek, o povolování a ohlašování hornické činnosti a ohlašování činnosti prováděné hornickým způsobem Zákon č. 44/1988 Sb., o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon) Zákon č. 350/2012 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon) Zákon č. 266/1994 Sb., o drahách Zákon č. 13/1997 Sb., o pozemních komunikacích Vyhláška č. 177/1995 Sb., kterou se vydává stavební a technický řád drah Patentová práva Upozorňuje se na možnost, že některé prvky tohoto dokumentu mohou být předmětem patentových práv. ÚNMZ nelze činit odpovědným za identifikaci jakéhokoliv nebo všech patentových práv. Vypracování normy Zpracovatel: ČVUT v Praze, IČ 68407700, Kloknerův ústav, doc. Ing. Jana Marková, Ph.D., prof. Ing. Milan Holický, DrSc., ve spolupráci s Fakultou stavební, prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc., Ing. Karel Mikeš, Ph.D. (6.1 až 6.5 a příloha B), doc. Ing. Ludvík Vébr, CSc. (6.6), Ing. Martin Lidmila, Ph.D. (6.7 a příloha C), se Sweco Hydroprojekt, a.s., Ing. Richard Schejbal (6.8,6.9,6.10), s VŠB TU Ostrava, Fakultou stavební, prof. Ing. Radim Čajka, CSc.(příloha A) a ve spolupráci s Arcadis CZ, a.s., Ing. Vítězslav Herle Technická normalizační komise: TNK 38 Spolehlivost stavebních konstrukcí 4
Pracovník Úřadu pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví: Ing. Ilona Bařinová 5
1 Předmět normy Tato norma platí pro navrhování nových objektů, obnov staveb existujících objektů a pro hodnocení existujících objektů na poddolovaném území. POZNÁMKA Pro hodnocení existujících konstrukcí viz ČSN ISO 13822 a ČSN 73 0038. Návrh normy se nevztahuje na objekty situované v dosahu účinků: 1) stavebních podzemních dutin (sklepy, protlaky, kolektory, podpovrchové trasy metra, podchody, tunely, apod.), 2) krasových dutin v rozpustných horninách (vápenec, sádrovec), 3) sufózních dutin přirozených i umělých, 4) poklesů povrchu v důsledku výrazného snížení hladiny podzemní vody, popř. tlaku plynů. V těchto případech se dovoluje využití požadavků této normy jen na základě odborného posouzení. Tato norma obsahuje 6 kapitol a přílohy A až C. 2 Citované dokumenty V tomto dokumentu jsou normativní odkazy na následující citované dokumenty (celé nebo jejich části), které jsou nezbytné pro jeho použití. U datovaných citovaných dokumentů se používají pouze datované citované dokumenty. U nedatovaných citovaných dokumentů se používá pouze nejnovější vydání citovaného dokumentu (včetně všech změn). ČSN EN 1990 (73 0002) Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí ČSN EN 1991 (soubor) (73 0035) Eurokód 1: Zatížení konstrukcí ČSN EN 1992 (soubor) (73 1201) Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí ČSN EN 1993 (soubor) (73 1401) Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí ČSN EN 1994 (soubor) (73 1470) Eurokód 4: Navrhování ocelobetonových konstrukcí ČSN EN 1995 (soubor) (73 1701) Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí ČSN EN 1996 (soubor) (73 1101) Eurokód 6: Navrhování zděných konstrukcí ČSN EN 1997 (soubor) (73 1000) Eurokód 7: Navrhování geotechnických konstrukcí ČSN EN 1998 (soubor) (73 0036) Eurokód 8: Navrhování konstrukcí odolných proti zemětřesení ČSN EN 1999 (soubor) (73 1501) Eurokód 9: Navrhování hliníkových konstrukcí ČSN EN 13450 (72 1506) Kamenivo pro kolejové lože ČSN EN 206-1 (73 2403) Beton Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda ČSN EN 805 (75 5011) Vodárenství Požadavky na vnější sítě a jejich součásti ČSN EN 1295-1 (75 0210) Statický návrh potrubí uloženého v zemi pro různé zatěžovací podmínky Část 1: Všeobecné požadavky ČSN EN 1775 (38 6441) Zásobování plynem Plynovody v budovách Nejvyšší provozní tlak <= 5 bar Provozní požadavky ČSN EN 12007-1 (38 6413) Zařízení pro zásobování plynem Plynovody s nejvyšším provozním tlakem do 16 bar včetně Část 1: Obecné funkční požadavky ČSN EN 12007-4 (38 6413) Zařízení pro zásobování plynem Plynovody s nejvyšším provozním tlakem do 16 bar včetně Část 4: Specifické funkční požadavky pro rekonstrukce ČSN EN 13450 (72 1506) Kamenivo pro kolejové lože ČSN EN 60077 (soubor) (34 1510) Drážní zařízení Elektrická zařízení drážních vozidel 6
ČSN ISO 13822 (73 0038) Zásady navrhování konstrukcí Hodnocení existujících konstrukcí ČSN 34 2600 ed. 2 Drážní zařízení Železniční zabezpečovací zařízení ČSN 73 0037 Zemní tlak na stavební konstrukce ČSN 73 0038 Navrhování konstrukcí Doplňující ustanovení pro hodnocení existujících konstrukcí ČSN 73 0040 Zatížení stavebních objektů technickou seizmicitou a jejich odezva ČSN 72 1006 Kontrola zhutnění zemin a sypanin ČSN 73 1201 Navrhování betonových konstrukcí pozemních staveb ČSN 73 1208 Navrhování betonových konstrukcí vodohospodářských objektů ČSN 73 5130 Jeřábové dráhy ČSN 73 6133 Návrh a provádění zemního tělesa pozemních komunikací ČSN 73 6201 Projektování mostních objektů ČSN 73 6301 Projektování železničních drah ČSN 73 6320 Průjezdné profily na drahách celostátních, drahách regionálních a vlečkách normálního rozchodu ČSN 73 6360-1 Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha Část 1: Projektování ČSN 73 6360-2 Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha Část 2: Stavba a přejímka, provoz a údržba ČSN 73 7505 ČSN 75 2310 Sypané hráze Sdružené trasy městských vedení technického vybavení ČSN 75 2340 Navrhování přehrad Hlavní parametry a vybavení ČSN 75 5401 Navrhování vodovodního potrubí ČSN 75 5630 Podchody vodovodního potrubí pod železnicí a silniční komunikací ČSN 75 6101 Stokové sítě a kanalizační přípojky ČSN 75 6230 Podchody stok a kanalizačních přípojek pod dráhou a pozemní komunikací ČSN 73 7505 Sdružené trasy městských vedení technického vybavení 3 Názvosloví a značky Pro účely této normy platí uvedené termíny a definice: 3.1 Termíny a definice 3.1.1 Základní pojmy 3.1.1.1 objekt zahrnuje pro účely této normy stavební a technologickou část stavby 3.1.1.2 poddolované území území v dosahu účinků hlubinného dobývání 3.1.1.3 báňské podmínky podmínky pro zajištění objektu na poddolovaném území podle 4.2 3.1.1.4 poklesová kotlina část zemského povrchu mísovitého nebo nálevkovitého tvaru, která vznikla poklesem nadložních vrstev do vyrubaného prostoru podle obrázku 3.1 - podrobněji viz 3.1.2 7
3.1.1.5 důlní škoda poškození, popř. znehodnocení povrchových objektů, půdy apod., které vzniká vlivem důlní činnosti 3.1.1.6 nepřímá důlní škoda škoda, která vzniká jako důsledek důlní škody, např. při omezení nebo přerušení výroby 3.1.1.7 nedůlní škoda poškození objektu, nasvědčující podle zevního charakteru důlní škodě, avšak nezpůsobené důlní činností 3.1.1.8 ochranný pilíř část horninového masívu, určená pro ochranu povrchu nebo důlních děl, ve které lze provádět důlní činnost jen při dodržení zvláštních opatření; dělí se na pilíř plně chránící a zmenšený 3.1.1.9 chráněná plocha určená plocha na povrchu těžebního závodu, která má být chráněna před nepříznivými vlivy dobývání 3.1.1.10 zajištění objektu proti účinkům poddolování opatření omezující rozsah důlních škod na objektu při splnění podmínek spolehlivosti s ohledem na mezní stavy únosnosti a použitelnosti 3.1.1.11 rektifikace částečné nebo úplné uvedení objektu do použitelné polohy po dosažení částečného nebo konečného přetvoření; výškovou rektifikací se odstraňují vzniklé poklesy nebo pootočení kolem vodorovné osy (naklonění), stranovou (směrovou) rektifikací vodorovné posuvy nebo pootočení kolem svislé osy 3.1.1.12 důlní otřes náhlé uvolnění mechanické energie akumulované v hornině (v důsledku důlní činnosti) 3.1.2 Názvosloví poklesové kotliny 3.1.2.1 okraj poklesové kotliny čára spojující body poklesové kotliny o dohodnuté mezní hodnotě poklesu nebo přetvoření (viz obrázek 3.1) POZNÁMKA Za dohodnutou mezní hodnotu se považuje 0,05 m. 3.1.2.2 svah poklesové kotliny část poklesové kotliny omezená okrajem a dnem a dnem poklesové kotliny, v níž vznikají největší přetvoření (viz obrázek 3.1) 3.1.2.3 dno poklesové kotliny část poklesové kotliny se stejnými největšími poklesy (viz obrázek 3.1) 3.1.2.4 pokles terénu s svislá složka prostorového pohybu bodu v poklesové kotlině (viz obrázek 3.1) 3.1.2.5 vodorovný posuv terénu v vodorovná složka prostorového pohybu bodu v poklesové kotlině ve zvoleném směru (viz obrázek 3.1) 8
3.1.2.6 izokatabáza čára spojující na povrchu body stejného poklesu 3.1.2.7 naklonění terénu i poměr rozdílu poklesů dvou bodů v poklesové kotlině k jejich vzájemné vzdálenosti (viz obrázek 3.1) 3.1.2.8 poměr zakřivení terénu R poloměr oskulační kružnice křivosti povrchu terénu v daném bodě a svislém řezu poklesovou kotlinou (viz obrázek 3.1); je-li střed zakřivení pod povrchem, jde o kladné (konvexní) zakřivení, je-li střed zakřivení nad povrchem terénu, jde o záporné (konkávní) zakřivení POZNÁMKA Převrácenou hodnotou poloměru zakřivení je křivost poklesové kotliny. 3.1.2.9 vodorovné poměrné přetvoření terénu poměrná délková změna části poklesové kotliny ve vodorovném směru; kladná změna znamená protažení, záporná změna stlačení terénu (viz obrázek 3.1). 3.1.2.10 plně účinná plocha plocha v ložisku, kterou je nutno vyrubat, aby pokles na povrchu byl největší (viz obrázek 3.1) 3.1.2.11 poloměr plně účinné plochy r poloměr kruhové plochy, kterou je nutno vyrubat při vodorovném uložení ložiska, aby bod na povrchu dosáhl největšího poklesu; je dán součinem hloubky uložení a kotangenty mezního úhlu vlivu dobývání (viz obrázek 3.1) 3.1.2.12 mezní úhel vlivu dobývání úhel, který svírá s vodorovnou rovinou spojnice okraje porubu (rubané plochy) s okrajem poklesové kotliny v normálovém směru (viz obrázek 3.1) 3.1.2.13 zálomový úhel úhel, který svírá s vodorovnou rovinou spojnice okraje porubu (rubané plochy) s místem největšího protažení v poklesové kotlině (viz obrázek 3.1) 3.1.2.14 účinná mocnost ložiska t s normálová mocnost ložiska ve vyrubaném prostoru před jeho zavalením (viz obrázek 3.1) 3.1.2.15 hloubka uložení ložiska h s svislá vzdálenost ložiska od povrchu terénu v daném bodě (viz obrázek 3.1) 3.1.2.16 spojité přetvoření terénu 9
plynulé přetvoření, neprovázené strukturními změnami základové půdy, které lze popsat nakloněním, zakřivením a vodorovným poměrným přetvořením podle obrázku 3.1 3.1.2.17 nespojité přetvoření terénu přetvoření terénu provázené strukturními změnami základové půdy (viz 3.1.2.18 až 3.1.2.22) 3.1.2.18 terénní stupeň útvar vzniklý svislým nebo šikmým vzájemným pohybem částí zemského povrchu vlivem důlní činnosti 3.1.2.19 propadlina přetvoření zemského povrchu vlivem důlní činnosti v podobě nálevky, jámy, příkopu nebo jiného nepravidelného útvaru 3.1.2.20 propad hluboký druh propadliny nad žilným ložiskem v pevných nadložních horninách 3.1.2.21 trhlina narušení struktury zemského povrchu překročením pevnosti zeminy v tahu při působení kladných vodorovných poměrných přetvoření terénu 3.1.2.22 terénní vlna narušení struktury zemského povrchu při působení záporných vodorovných poměrných přetvoření terénu a) Průběh spojitých přetvoření terénu: s pokles, i naklonění, R poloměr zakřivení, v vodorovný posuv, vodorovné poměrné přetvoření, h s hloubka uložení ložiska, t s účinná mocnost ložiska, r poloměr plně účinné plochy, mezní úhel vlivu dobývání, zálomový úhel. b) Rozklad prostorového pohybu povrchového bodu do směrů os X, Y, Z. c) Časový vývoj poklesů a vodorovných přetvoření v P.K. Úsek 1 4 plně účinná plocha. Obrázek 3.1 Základní veličiny poklesové kotliny (P.K.) při dobývání jedné vodorovně uložené sloje 10
3.2 Značky Pro účely této normy platí následující značky. Velká písmena latinské abecedy E def H x,ep H u,ep H L c L c,max L dil L g M R R min T x T max V modul přetvárnosti základové půdy výslednice zvýšeného zemního tlaku ve vzdálenosti x od těžiště vodorovných sil v základech mezní hodnota výslednice pasivního tlaku vodorovná složka původně svislého zatížení, vzniklá po naklonění terénu návrhová vzdálenost mezi kompenzátory největší vzdálenost mezi kompenzátory osová vzdálenost sousedních dilatačních úseků vzdálenost okraje základu od těžiště vodorovných sil v základech ohybový moment od zakřivení terénu poloměr zakřivení terénu nejmenší hodnota poloměru zakřivení terénu smyková síla v základech od vodorovných poměrných přetvoření terénu největší hodnota smykové síly T x pro x = L g svislá složka zatížení Malá písmena latinské abecedy b c d s d e h h s h t i i max i se i se,min r s s max t t s v v max w w d šířka (nejmenší rozměr) základu soudržnost zeminy průměr potrubí v ose stěny vnější průměr stoky nebo potrubí výška terénního stupně nebo vlny hloubka uložení ložiska hloubka osy potrubí pod terénem naklonění terénu největší hodnota naklonění terénu sklon stoky nejmenší hodnota sklonu stoky poloměr plně účinné plochy pokles terénu největší hodnota poklesu terénu tloušťka stěny potrubí účinná mocnost ložiska vodorovný posun terénu největší hodnota vodorovného posunu terénu šířka dilatační spáry dolní mez šířky dilatační spáry 11
w h x x p s x y i y horní mez šířky dilatační spáry vzdálenost posuzovaného bodu od těžiště vodorovných sil (obecně) délka oblasti pružnoplastických smykových napětí rozdíl hodnot sednutí na protilehlých okrajích základu vodorovný posun základové půdy nerovnoměrný pokles podzákladí účinkem naklonění terénu nerovnoměrný pokles podzákladí účinkem zakřivení terénu Malá písmena řecké abecedy změna úhlu naklonění (pootočení) podzákladí účinkem zakřivení terénu úhel odklonu počítaného směru přetvoření terénu od hlavní osy objektu zálomový úhel f m s T i max u i dílčí součinitel zatížení vnitřním přetlakem dílčí součinitel materiálu potrubí objemová tíha zeminy dílčí součinitel zatížení teplotou rozdělovací čísla smykových napětí největší hodnota vodorovného poměrného přetvoření terénu vodorovné poměrné přetvoření terénu a jeho maximální hodnota mezní poměrné podélné přetvoření potrubí mezní úhel vlivu dobývání korekční součinitel naklonění korekční součinitel vodorovného poměrného přetvoření korekční součinitel zakřivení terénu Poissonovo číslo křivost (převrácená hodnota poloměru zakřivení R) p h x v vs u, ep uh uv x poměrná souřadnice bodu x poměrná souřadnice hranice pružnoplastické oblasti návrhová hodnota vodorovného napětí od zemního tlaku složka podélného napětí potrubí návrhová hodnota svislého napětí v základové spáře návrhová hodnota svislého napětí v zemině přiléhající k základu mezní hodnota pasivního odporu složka obvodového napětí potrubí smykové napětí (obecně) vodorovné mezní smykové napětí svislé mezní smykové napětí smykové napětí v základové spáře 12
xi x, co příčně rozdělené smykové napětí x korigované smykové napětí úhel vnitřního tření zeminy 4 Obecně 4.1 Zajištění objektu proti účinkům poddolování 4.1.1 Zajištěním objektu se rozumí souhrn opatření zajišťujících jeho spolehlivost v době působení účinků hlubinné těžby. Návrh zajištění objektu musí splňovat požadavky nejvýhodnějšího řešení z hlediska technického provedení i investičních a provozních nákladů. Zajištění se provádí jen v rozsahu vyplývajícím z báňských podmínek (viz 4.2) a výsledků průzkumných prací (viz 4.3). 4.1.2 Při vypracování báňských podmínek (viz 4.2), průzkumných prací (viz 4.3) a návrhu zajištění objektu se vždy uváží doba realizace objektu a jeho návrhová životnost ve vztahu k plánovanému časovému průběhu přetvoření terénu od poddolování. U objektů realizovaných po doznění účinků poddolování lze provést návrh jako na nepoddolovaném území, pokud se z hlediska průzkumných prací vezmou v úvahu případné změny geologických a hydrogeologických poměrů staveniště účinkem poddolování. K ustanovením této normy se nemusí přihlížet v případech, kdy lze očekávat první projevy účinků poddolování po skončení stanovené životnosti objektu. 4.1.3 Způsob a rozsah zajištění objektu závisí zejména na druhu (spojité, popř. nespojité) a velikosti přetvoření terénu od poddolování; době, po kterou bude objekt vystaven účinkům poddolování a jejich časovému průběhu; významu a předpokládané životnosti objektu; konstrukčním řešení objektu; požadavcích vyplývajících z funkce technologického zařízení. 4.1.4 Z časového hlediska může být zajištění provedeno předem, tj. již v rámci realizace objektu; dodatečně, tj. až před projevem vlivu dobývacích prací; po etapách, tj. zčásti předem a zčásti dodatečně. Zajištění dodatečně nebo po etapách se navrhne tehdy, kdy odklad zajištění umožní efektivní úspory z hlediska časového vázání investičních prostředků, popř. když zajištění předem není technicky proveditelné (např. u poklesu nebo naklonění objektu). Předem je však nutno provést vždy takové zajištění, které je dodatečně technicky neproveditelné nebo nehospodárné (např. rozdělovací spáry, ztužení základů, úpravy pro rektifikaci aj.). 4.1.5 Návrh zajištění proti účinkům poddolování musí vycházet z rozboru důsledků přetváření terénu v prostoru i čase, z chování objektu a jeho souvislostí s okolím, a to jak z hlediska přetvárných, tak i silových účinků zatížení od poddolování. Tento rozbor je třeba provést bez ohledu na skupinu stavenišť podle 4.4.1. 4.1.6 Spolehlivost stavebního objektu při návrhu zajištění proti účinkům poddolování se prokazuje podle 5.1 této normy. Nosné konstrukce stavebního objektu musí podle druhu použitého materiálu současně splňovat požadavky příslušných norem pro navrhování. 4.1.7 Přípustnou škodou ve smyslu požadavků této normy je škoda na objektu od účinků poddolování (popř. od účinků poddolování v kombinaci s jinými účinky), která neohrozí spolehlivost objektu s ohledem na mezní stavy únosnosti a použitelnosti (viz 5.1.1). 4.1.8 Při návrhu zajištění existujícího objektu proti účinkům poddolování je třeba vycházet zejména ze zjištěného skutečného stavu objektu podle požadavků ČSN ISO 13822 a ČSN 73 0038. Při volbě způsobu zajištění je rozhodující předpokládaná zbytková životnost objektu. Spolehlivost návrhu zajištění existujícího objektu se prokazuje podle požadavků této normy s přihlédnutím k přípustným škodám podle 4.1.7. Doporučené způsoby zajištění existujícího objektu jsou uvedeny v 5.5. 13
4.1.9 Zajištění objektu úpravou postupu při těžbě užitkových nerostů (např. vymezením chráněné plochy nebo chráněného pilíře) se provádí podle příslušných právních předpisu 1). 4.2 Báňské podmínky 4.2.1 Při návrhu zajištění objektu proti účinkům poddolování se musí vycházet z báňských podmínek, které stanoví předpokládané povrchové projevy důlní činnosti při dobývání ložiska hlubinným způsobem. 4.2.2 Podle důlně technických a geologicko-tektonických poměrů mohou být přetvoření terénu jako povrchové projevy účinků poddolování: spojitá; nespojitá. 4.2.3 U víceslojových (vícežilných) ložisek s předpokládaným spojitým přetvořením terénu, kde nelze podrobněji předpovědět způsob vydobytí ložiska pro celou předpokládanou dobu životnosti zajišťovaného objektu, musí báňské podmínky obsahovat nejméně tyto parametry očekávaných přetvoření terénu (viz též obrázek 3.1): maximální naklonění i max v rad; nejmenší poloměr zakřivení R min v km; maximální vodorovné poměrné přetvoření max ; maximální pokles s v m u celostátních drah a vleček, u pozemních komunikací a hlavních trubních vedení (v ostatních případech viz 4.2.6). Není-li udán půdorysný azimut hlavního směru těchto přetvoření terénu, předpokládá se, že parametry přetvoření mohou nabývat svého maxima v celém rozsahu vymezené oblasti v libovolném směru vzhledem k půdorysu hodnoceného objektu. 4.2.4 Zjednodušeným způsobem podle 4.2.3 nelze postupovat u jedno/dvouslojových, popř. jedno/dvoužilných ložisek s předpokládaným spojitým přetvořením terénu. Kromě největších hodnot a azimutu parametrů přetvoření terénu i, R a podle 4.2.3 se uvedou i očekávané poklesy terénu včetně časového průběhu uvedených parametrů od započetí po ukončení přetváření terénu pro každou sloj (žílu) zvlášť. 4.2.5 U stavenišť s předpokládaným výskytem nespojitých přetvoření terénu obsahují báňské podmínky charakter nespojitého přetvoření podle 5.1.4. Pro rudná žilná ložiska v pevných geologických útvarech (vyvřeliny, krystalinika) s možností vzniku propadu se v báňských podmínkách vyznačí nebezpečná pásma, která mají být na povrchu ohraničena a znepřístupněna. 4.2.6 V odůvodněných případech se doplní báňské podmínky o tyto údaje velikost poklesů terénu s případným časovým vývojem izokatabáz, je-li např. pro hodnocený objekt důležitý vývoj změn hladiny podzemní vody; největší očekávané vodorovné posuny terénu u některých liniových objektů (železniční tratě, lanové dráhy, trubní vedení, aj.); průměrný poloměr účinné plochy, je-li nezbytný pro posouzení některých liniových objektů nebo objektů s průběžnými jeřábovými drahami délky nad 200 m; údaje o očekávaném počátku, popř. ukončení povrchových projevů poddolování u významných objektů zajišťovaných dodatečně nebo po etapách podle 4.1.4; nejkratší časový interval, ve kterém se mohou uvedené přetvárné parametry vyvinout do zadaných největších hodnot pro využití reologických vlastností zemin a stavebních materiálů podle 5.1.19, 5.1.20 a 5.2.14. 4.2.7 V báňských podmínkách se uvede i předpokládaný výskyt důlních otřesů s ohledem na seizmické zatížení podle ČSN 73 0040 a souboru norem ČSN EN 1998. 1) Vyhláška ČBÚ 434/2000 Sb. 14
4.3 Průzkumné práce 4.3.1 Inženýrskogeologický průzkum je výchozím podkladem pro návrh zajištění objektu na poddolovaném území a zpracovává se v souladu s požadavky ČSN EN 1997-1 a ČSN EN 1997-2 a na základě báňských podmínek podle 4.2 v rozsahu přiměřenému druhu, významu a předpokládaném způsobu založení objektu. 4.3.2 Vzhledem k přetváření terénu na poddolovaném území mají všechny údaje ze zaměření staveniště časově omezenou platnost. Proto musí být uváděné výškové údaje doplněny informacemi o datech prováděného měření a o výškovém bodě, ze kterého byly odvozeny. 4.3.3 Na poddolovaném území se podrobně posoudí geologické a hydrogeologické poměry staveniště zejména z hlediska: předpokládaných změn vodního režimu a proudění podzemní vody; předpokládaných změn úklonu vrstev pokryvného útvaru a jejich vlivu na stabilitu terénu a inženýrských objektů; výskytu tektonických poruch a jejich průsečíků s terénem, provázených intenzivnějším přetvářením terénu; vlivu hydrogeologických změn a vodorovných poměrných přetvoření terénu na fyzikálně-mechanické vlastnosti základové půdy. 4.3.4 Inženýrskogeologický průzkum na poddolovaném území se provede nejméně do hloubky odpovídající 20 % kontaktního svislého napětí od zatížení objektem. Přitom je potřebné věnovat zvýšenou pozornost stanovení neodvodněné, nekonsolidované pevnosti zemin v úrovni základové spáry, včetně pracovního diagramu. U nenasycených zemin v rozsahu uvedené hloubky se určí jejich pevnost a stlačitelnost po nasycení. Ve zprávě se uvede i stručná charakteristika horninového masívu mezi dobývaným ložiskem a posuzovaným staveništěm. 4.3.5 Na staveništích, kde se připravuje výstavba objektu po doznění účinků spojitých přetvoření terénu, se provede inženýrskogeologický průzkum podle ČSN EN 1997-1 a ČSN EN 1997-2. Fyzikálně mechanické vlastnosti základové půdy se stanoví na základě výsledků laboratorních zkoušek nebo polních zkoušek. Údaje o podzemní vodě se uvedou jako pro nepoddolované území. Posoudí se možnost výskytu reziduálních horizontálních napětí v podzákladí objektu. Při návrhu objektu nelze použit průzkumů provedených v období před poddolováním staveniště. 4.3.6 Zjistí-li se v terénu nebo z archívních záznamů, že účinky poddolování měly nespojitý charakter, určí se geofyzikálními metodami s kontrolními vrty rozsah a hloubka dutin v horninovém masívu, a poloha a charakteristiky nespojitých přetvoření terénu. 4.3.7 Na staveništích, na kterých se očekává, že proběhnou účinky poddolování během předpokládané životnosti objektu, se provede inženýrskogeologický průzkum v souladu s 4.3.3 v rozsahu přiměřeném intenzitě účinků poddolování stanovené v článku 4.4 a náročnosti objektu podle následujících pokynů: na staveništích V. skupiny podle 4.4.1 se provede průzkum podle ČSN EN 1997-1 a ČSN EN 1997-2 jako na nepoddolovaném území kromě objektů podle 4.4.2; u nenáročných konstrukcí s obestavěným prostorem do 1 000 m 3 lze postupovat jako v předchozím bodě i na staveništích III. a IV. skupiny podle 4.4.2; v ostatních případech má v mezích možností poskytovat inženýrskogeologický průzkum podklady pro návrh zajištění podle 5.1 (zejména 5.1.18 a 5.1.20); při vodorovných poměrných přetvoření terénu ε > 6.10-3 vznikají v podzákladí plastické oblasti. Proto se stanoví pevnostní a přetvárné charakteristiky základové půdy jako funkce stavu napjatosti. 4.4 Staveniště na poddolovaném území 4.4.1 Použitelnost staveniště na poddolovaném území se posuzuje na základě: očekávané intenzity přetvoření terénu podle báňských podmínek (4.2) podle tabulka 4.1 a 4.4.2 až 4.4.6; základových poměrů a hydrogeologických podmínek podle 4.4.7 a 4.4.8; druhu a významu zajišťovaných objektů a podmínek pro jejich zajištění proti účinkům poddolování podle 4.4.9 a 4.4.10. 15
Tabulka 4.1 Skupiny stavenišť na poddolovaném území podle zadaných parametrů přetvoření terénu Skupina stavenišť 1) Vodorovné poměrné přetvoření ε Parametr přetvoření terénu Poloměr zakřivení R v km Naklonění i v rad 2) I 1) ε >7.10-3 R <3 i>10.10-3 II 7.10-3 ε > 5.10-3 3 R < 7 10.10-3 i > 8.10-3 III 5.10-3 ε > 3.10-3 7 R < 12 8.10-3 i > 5.10-3 IV 3.10-3 ε > 10-3 12 R < 20 5.10-3 i > 2.10-3 V 10-3 a méně 20 a více 2.10-3 a méně Do skupiny I patří i staveniště s předpokládaným výskytem nespojitých přetvoření terénu. Terénní stupně a vlny o výšce menší než 100 mm a trhliny o šířce menší než 100 mm se zařadí do skupiny stavenišť II. O zatřídění staveniště podle tabulka 4.1 rozhoduje nejméně příznivá hodnota parametru přetvoření terénu. 2) V oboru praktických hodnot se dále využívá relace sini tgi i. 4.4.2 Objekty na staveništi skupiny V podle tabulky 4.1 nevyžadují zajištění proti účinkům poddolování kromě objektů obzvláště citlivých vzhledem k zadaným parametrům přetvoření terénu podle báňských podmínek (např. podzemní objekty širší než 6 m, tlaková trubní vedení, velké nádrže apod.), přičemž je nutno respektovat dodržení požadavků na konstrukce podle 5.2. Vždy je však nutno posoudit účinky zvýšené hladiny podzemní vody o předpokládanou hodnotu poklesu terénu. 4.4.3 Na staveništích III. a IV. skupiny podle tabulky 4.1 lze zpravidla zajistit proti účinkům poddolování ekonomicky přijatelným způsobem všechny druhy objektů, pokud se postupuje podle konstrukčních zásad v 5.2 a ostatních ustanovení této normy. 4.4.4 Využití stavenišť I. a II. skupiny podle tabulky 4.1 je třeba zdůvodnit kromě objektu nezbytně nutného pro zabezpečení provozu těžební organizace podle 6.13, pokud se nejedná o jednoduché objekty odolné proti účinkům poddolování, nebo o účelově celospolečenský zájem (např. objekt železniční stanice). Stavenišť s předpokládaným výskytem propadů nelze pro výstavbu použít. 4.4.5 Pro výstavbu je třeba přednostně využívat stavenišť na poddolovaném území, kde: povrchové projevy poddolování dozněly; první projevy účinků poddolování lze očekávat po vyčerpání předpokládané životnosti objektu. V uvedených případech se postupuje podle 4.1.2. 4.4.6 Nevhodnými pro výstavbu jsou na poddolovaném území staveniště ohrožená zátopou v důsledku relativního zvýšení hladiny podzemní vody, staveniště ohrožená sesuvy a území s výchozy tektonických poruch. 4.4.7 Nepříznivé vlastnosti z hlediska zvýšených účinků zatížení od poddolování mají staveniště se základovou půdou tvořenou skalními horninami, kamenitými a balvanitými zeminami a poloskalními horninami. Příznivější vlastnosti mají v tomto ohledu méně pevné, ale dostatečně únosné jemnozrnné zeminy. 4.4.8 Nepříznivé hydrogeologické podmínky mají na poddolovaném území staveniště s vysokou úrovní podzemní vody, staveniště s vodotečemi a vodními nádržemi, jejichž hladina může při poklesech terénu relativně stoupat. Kromě zajištění podzemních částí objektů je na těchto staveništích třeba posoudit vliv zvýšené úrovně vody na vlastnosti základových půd, stabilitu svahů, popř. další vlivy. U stavenišť, kde mohou poklesy způsobit změnu odtokových poměrů povrchových vod, je třeba posoudit nezbytná hydrotechnická opatření. 4.4.9 Při hodnocení použitelnosti staveniště na poddolovaném území je třeba přihlédnout i k proveditelnosti zajištění objektů podle požadavků této normy, např. při dodatečném, popř. etapovém zajištění podle 4.1.4 ve vztahu k užívání objektu, nákladům na zajištění aj. 4.4.10 Na staveništích s vymezenými oblastmi účinků poddolování o rozdílné intenzitě přetvoření terénu se rozmisťují objekty podle odolnosti a citlivosti vůči účinkům poddolování. Obsahují-li báňské podmínky izokatabázy, doporučuje se podle možností situovat osu směrových (liniových) objektů, popř. podélnou osu jiných objektů ve směru izokatabáz. U vysokých objektů menšího půdorysu se doporučuje situování jejich podélné osy kolmo k izokatabazám. 16
5 Zásady navrhování stavebních objektů na poddolovaném území 5.1 Zásady navrhování, stanovení zatížení a jejich účinků 5.1.1 Stavební objekty na poddolovaném území musí splňovat zásady ČSN EN 1990 s ohledem na mezní stavy únosnosti a mezní stavy použitelnosti. Zásady stanovení charakteristických a návrhových hodnot zatížení, pevností materiálů a odolnosti konstrukce uvedené v ČSN EN 1990 platí v této normě. Pro návrh konstrukcí se postupuje metodou dílčích součinitelů. Hodnoty dílčích součinitelů jsou uvedeny v jednotlivých částech ČSN EN 1992 až ČSN EN 1999. Při ověřování existujících konstrukcí se postupuje podle ČSN ISO 13822 a ČSN 73 0038. 5.1.2 Při dodatečném zajištění nebo zajištění objektu po etapách se provede statické ověření pro každé stadium působení zvlášť. 5.1.3 Způsob přetváření terénu na poddolovaném území se spojitým přetvořením terénu se vyjadřuje v báňských podmínkách pomocí geometrických parametrů posunů a přetvoření: pokles (svislý posun) vodorovný posun.. naklonění. poloměr zakřivení.. vodorovné poměrné přetvoření s, v mm v, v mm i, v rad R, v km Průběh posunů a přetvoření v okrajové oblasti poklesové kotliny je vyznačen na obrázku 3.1a. Pokud je v báňských podmínkách jednoznačně zadán hlavní směr přetvoření terénu, lze provést rozklad jejich vodorovných složek do současných os podle obrázku 3.1b. Pokud není stanoven půdorysný azimut hlavního směru přetvoření terénu, předpokládá se, že parametry přetvoření mohou nabývat svého maxima v celém rozsahu vymezené oblasti v libovolném směru vzhledem k půdorysu příslušného objektu. 5.1.4 Na staveništích s předpokládaným vznikem nespojitých přetvoření terénu lze kromě spojitých přetvoření terénu podle 5.1.3 předepsat v báňských podmínkách zajištění objektu na vznik: terénního stupně, charakterizovaného výškou h v mm (kolmý stupeň), výškou a šířkou nebo úhlem (šikmý stupeň); propadliny, charakterizované průměrem a hloubkou v m (nálevková propadlina) nebo šířkou a hloubkou v m (příkopová propadlina); trhliny, charakterizované šířkou v mm; terénní vlny, charakterizované výškou a šířkou v mm; propadu. Staveniště s předpokládaným vznikem propadů nelze použít pro výstavbu. 5.1.5 Nemá-li konstrukční systém objektu kapacitu sledovat přetváření terénu, jsou účinky poddolování zdrojem zatížení od vynucených přetvoření nosných konstrukcí. Účinky spojitých přetvoření terénu, která nejsou provázena změnami struktury podloží, se považují v souladu s ČSN EN 1990 za dlouhodobě působící proměnná zatížení. Účinky nespojitých přetvoření terénu, provázená změnou struktury podloží, se považují za mimořádná zatížení. 5.1.6 Předpokládá-li se v báňských podmínkách možnost povrchových projevů důlních otřesů, postupuje se při zajištění objektu podle zásad ČSN EN 1998-1. 5.1.7 Největší hodnoty parametrů přetvoření terénu uvedené v báňských podmínkách představují návrhové hodnoty zatížení stavebních konstrukcí pro ověřování mezních stavů únosnosti a použitelnosti. 5.1.8 Průběh parametrů přetvoření terénu podle obrázku 3a ve vztahu k půdorysným rozměrům ověřovaného dilatačního úseku objektu se vyjadřuje pomocí korekčního součinitele. Pokud je v báňských podmínkách zadána hodnota poloměru plně účinné plochy r, určí se hodnota korekčního činitele pro zatížení vyvolaná: 17
nakloněním i a vodorovným posunem v podle vztahu 2 1 L i 1 (5.1) 3 2r křivostí terénu = 1/R a vodorovným poměrným přetvořením podle vztahu kde L r 2 1 L 1 (5.2) 3 r je největší rozměr dilatačního úseku objektu v ověřovaném směru; poloměr plně účinné plochy. Při použití vztahů (5.1) a (5.2) platí omezení 2/3. Není-li zadána v báňských podmínkách hodnota poloměru plně účinné plochy r, použije se hodnota korekčního součinitele podle tabulky 5.1. Korekčním součinitelem se násobí hodnoty parametrů přetvoření i, v, a křivost = 1/R. Druh deformace Tabulky 5.1 Korekční součinitele i, a Korekční součinitel Hodnota korekčních součinitelů Při délce dilatačního úseku L 1) ve směru přetvoření terénu, v m Méně než 15 15 až 30 nad 30 Naklonění i i 1 2) 0,90 0,8 Křivost = 1/R 1 0,85 0,7 Vodorovné poměrné přetvoření 1 0,85 0,7 1) U objektů kruhového půdorysu se za délku L považuje průměr základu. 2) Pro věžové objekty při L < 15 m se zavede i = 1,5. 5.1.9 Návrhová hodnota nerovnoměrného poklesu podzákladí objektu účinkem zakřivení terénu o poloměru R vzhledem ke středové ose objektu se určí na základě vztahu podle obrázku 5.1 2 x y (5.3) 2R a návrhová hodnota změny úhlu naklonění podzákladí vzhledem ke středové ose objektu účinkem zakřivení terénu podle obrázku 5.1 x (5.4) R Obrázek 5.1 Nerovnoměrný pokles a změna úhlu naklonění podzákladí účinkem zakřivení terénu 18
Návrhová hodnota nerovnoměrného poklesu dvou bodů podzákladí objektu o půdorysných souřadnicích x 1 a x 2 účinkem zakřivení terénu je dána vztahem: 2 2 x 2 x1 y (5.5) 2R a návrhová hodnota úhlu jejich vzájemného pootočení x x1 (5.6) R 2 5.1.10 Návrhová hodnota nerovnoměrného poklesu dvou bodů podzákladí objektu o půdorysných souřadnicích x 1 a x 2 vlivem naklonění terénu i se určí podle vztahu (viz obrázek 5.2) y i ( x 2 x1) (5.7) i i 5.1.11 Návrhová hodnota vodorovného posunu podzákladí objektu vzhledem ke středové ose objektu vlivem vodorovného poměrného přetvoření terénu se stanoví podle obrázku 5.3 na základě vztahu x x (5.8) Návrhová hodnota vodorovného posunu podzákladí objektu mezi dvěma body o půdorysných souřadnicích x 1 a x 2 vlivem vodorovného poměrného přetvoření terénu je dána vztahem x ( x 2 x1) (5.9) Obrázek 5.2 Nerovnoměrný pokles podzákladí účinkem naklonění terénu Za středovou osu objektu nebo jeho dilatační části se přitom považuje neutrální osa smykových sil, vyvolaných vodorovným poměrným přetvořením terénu (viz 5.1.23). Obrázek 5.3 Vodorovný posun podzákladí účinkem vodorovného poměrného přetvoření terénu 5.1.12 Pokud není v báňských podmínkách výslovně zadán smysl parametrů přetvoření terénu i, R, popř. podle 5.1.3, např. v dosahu vlivu okrajů těžebního pole nebo ochranného pilíře, předpokládá se, že mohou nabýt největších hodnot obojího znaménka (viz průchod svahové části poklesové kotliny pod objektem podle obrázku 3.1c). 19
5.1.13 U nespojitých přetvoření terénu podle 5.1.4 se předpokládá, že se mohou vytvořit vzhledem k ověřovanému objektu v poloze, která vyvodí v konstrukcích objektu nejnepříznivější silový nebo přetvárný účinek. 5.1.14 Objekty s prostorovou konstrukční soustavou se musí ověřit v případě potřeby i na obecný směr působení přetvoření terénu. Jde zejména o kroucení prostorové soustavy v důsledku obecné orientace válcové plochy zakřivení terénu vzhledem k půdorysu objektu (např. rozdílné příčné naklánění mostních opěr) a půdorysné zkosení objektu v důsledků obecného směru působení vodorovných poměrných přetvoření terénu podle obrázku 5.4 (např. posuny v uložení tuhé mostní konstrukce vzhledem k vynucenému vodorovnému posunu podpěr). V ostatních případech je dovoleno vyšetřovat konstrukce ve směru hlavních os objektu. 5.1.15 Ověření konstrukcí na poddolovaném území se provádí na nejnepříznivějším uspořádání a pro kombinace zatížení včetně vlivu poddolování podle zásad ČSN EN 1990. U spojitých přetvoření terénu se podle obrázku 3.1a počítá s možným současným působením: kladného zakřivení terénu poloměrem +R, kladného vodorovného poměrného přetvoření + (protažení) a naklonění i nebo záporného zakřivení terénu ( R), záporného vodorovného poměrného přetvoření (stlačení) ( a naklonění i. Obrázek 5.4 Půdorysné zkosení objektu při obecném směru vodorovných poměrných přetvoření terénu U nespojitých přetvoření terénu podle 5.1.4 se uvažuje současný výskyt nespojitého přetvoření podle 5.1.13 se zbývajícími typy zadaných spojitých přetvoření terénu, např. terénní stupeň vyvolaný zakřivením terénu současně s vodorovným poměrným přetvořením ± a nakloněním i, nebo tahová trhlina současně s kladným zakřivením terénu +R a nakloněním i, atd. 5.1.16 Zatížení od poddolování s předpokládaným spojitým přetvořením je dovoleno uvažovat při alternativním výskytu podle 5.1.15 v následujících sestavách u jednoslojových, popř. u dvouslojových (žilných) ložisek: 1 R max e 0,5 i (5.10) max max 0,2 Rmax max 0,2 i (5.11) max u víceslojových ložisek: 0,9 (5.12) max 0,6 imax Rmax 1 R max 0,9 e 0,6i (5.13) max max 0, 6 Rmax i max max 0,6 e (5.14) 20
5.1.17 Při výpočtu konstrukce na účinky poddolování se má uvážit spolupůsobení konstrukce s poddajným podložím. Kromě účinků přetváření terénu od poddolování podle 5.1 je třeba uvážit přetvoření podloží účinkem zatížení od uvažované konstrukce podle souborů norem ČSN EN 1991, ČSN EN 1997 a ČSN EN 1998. 5.1.18 Výpočetní model konstrukce má s přiměřenou přesností vystihnout skutečné podmínky jejího spolupůsobení s podložím. Podle potřeby a dostupných podkladů se uváží prostorové působení konstrukce, geometrická a fyzikální nelinearita, popř. reologické vlastnosti stavebních materiálů, intenzita a doba trvání zatížení, očekávané deformace nebo trhliny, opakování zatížení, popř. i další vlivy. 5.1.19 Výpočetní model podloží se podle daných podmínek volí lineární nebo nelineární s konstantními nebo proměnnými přetvárnými charakteristikami na základě výsledků inženýrskogeologického průzkumu v souladu s ČSN EN 1997 (viz 4.3). Podle potřeby se uváží nestejnorodost základových poměrů, způsob zatěžování, plastické, popř. reologické vlastnosti základové půdy, popř. další vlivy. 5.1.20 Pokles a vodorovný posun terénu způsobují svými rovnoměrnými složkami pouze svislá nebo vodorovná přemístění objektu nebo jeho části, které nejsou zdrojem vynucených napětí a přetvoření konstrukcí. Nerovnoměrné složky poklesů se stanoví podle 5.1.9, 5.1.10, popř. 5.1.14 a nerovnoměrné složky vodorovných posunů podle 5.1.11, popř. 5.1.14. U vodorovně neztužených základů podle obrázků 5.6b,d a 5.7 je třeba uvážit možné excentrické působení nadzákladových konstrukcí. V odůvodněných případech se odstraňují výškovou nebo stranovou rektifikací podle 5.3. Lokálně omezené vodorovné posuny mají význam u liniových staveb (viz 6.6 až 6.9). Vždy je třeba posoudit vliv poklesů na hydrologické poměry staveniště podle 4.4.6 a 4.4.8. 5.1.21 Nerovnoměrný pokles účinkem naklonění terénu podle 5.1.10 se projevuje vznikem vodorovné složky H všech původně svislých stálých i proměnných zatížení V: H i V (5.15) i Účinek vodorovných složek H se zavádí do výpočtu stejným způsobem jako účinky jiných vodorovných zatížení. Účinky naklonění lze omezit použitím rektifikace podle 5.3. Účinek naklonění terénu se nemusí uvažovat v případech podle 4.4.2, 5.1.17 a u objektů o celkové výšce h 10 m na staveništích skupin III a IV podle 4.4.1, mají-li šířku ve směru naklonění nejméně 0,4 h. 5.1.22 Nerovnoměrný pokles a změna úhlu naklonění účinkem zakřivení terénu podle 5.1.9 jsou zdrojem vynucených silových a přetvárných účinků zatížení v závislosti na konstrukčním uspořádání, tuhosti základových a nadzákladových konstrukcí, jejich vzájemném poměru a poddajnosti podloží objektu. Při výpočtu účinků zakřivení terénu je třeba postupovat s uvážením 5.1.17 až 5.1.19. U velmi poddajných konstrukcí (např. tenké základové desky, dlouhé potrubní úseky aj.) se dovoluje vyšetřovat účinky zatížení za předpokladu plného přizpůsobení konstrukce zakřivení terénu, viz A.1.2. Některé vlivy zakřivení terénu lze omezit, např. použitím rektifikace podle 5.3, nebo konstrukčními úpravami (např. kloubovým podepřením stojek v obrázku 5.1 - eliminace změny úhlu naklonění). Podrobnější údaje pro ověření účinku zakřivení terénu a doporučení pro konstrukční opatření jsou uvedeny v kapitole 6 a příloze A. 5.1.23 Ověření objektu na účinky vodorovných poměrných přetvoření terénu se provádí s uvážením všech vlivů vyvolaných protažením nebo stlačováním základové půdy podle 5.1.11. U poddajných konstrukčních systémů vznikají silové účinky v ložiskách, popř. v kluzných spárách podle 5.2.14 a 5.2.15, a účinky plynoucí ze změny působiště zatížení po vzájemném posunu. U horizontálně tuhých soustav na styku se základovou půdou podle 5.2.7 vzniká účinkem vodorovných poměrných přetvoření terénu: 1. tření v základové spáře všech navzájem propojených částí základů; 2. tření na bočním povrchu základů, rovnoběžném s uvažovaným směrem vodorovného poměrného přetvoření terénu; 3. tlak základové půdy nebo zásypu na povrch konstrukcí, orientovaných kolmo nebo šikmo ke směru vodorovného poměrného přetvoření terénu. Účinky v bodech 1) až 3) narůstají od nulové hodnoty v těžišti smyku (místo, kde výslednice těchto účinků v celém ověřovaném úseku je rovna nule) nejvýše po smykovou pevnost nebo pasivní odolnost, které jsou obecně dány podle bodu 1) smykovou pevností ve svislém směru tg c (5.16) uv v 21
podle bodu 2) smykovou pevností ve vodorovném směru tg c (5.17) uh h podle bodu 3) pasivní odolností tg 2 u,ep vs 45 2c tg 45 (5.18) 2 2 Při výpočtu podle vztahů (5.16) až (5.18) se počítá s charakteristickými nebo návrhovými hodnotami úhlu vnitřního tření a soudržnosti, přičemž se přihlíží k tomu, zda jde o rostlou základovou půdu nebo zásyp dané tloušťky, a to v souladu se zásadami ČSN EN 1997. Při výpočtu účinků zatížení se přitom uvažují jen stálá zatížení a kvazistálé hodnoty proměnných zatížení v souladu s ČSN EN 1990 a ČSN EN 1997. Ověření základů na účinky vodorovných poměrných přetvoření terénu není třeba provádět v případech podle 4.4.2. Podrobnější údaje pro výpočet účinku vodorovných poměrných přetvoření terénu obsahuje kapitola 6 a příloha A. 5.1.24 Ověření objektu na účinky nespojitých přetvoření terénu se provádí podle 5.1.13. Při výpočtu se uváží možné současné působení zadaných spojitých přetvoření terénu podle 5.1.15 a řešení vzájemné interakce objektu s podložím se provádí podle 5.1.17 až 5.1.19. Spolehlivost objektu v podmínkách vzniku větších nespojitých přetvoření terénu (terénní stupně, propadliny) lze zpravidla zajistit jen použitím tuhých základových konstrukcí (suterénní bloky, tuhé základové desky nebo rošty), popř. v kombinaci s tuhou nadzákladovou konstrukcí. 5.1.25 Na poddolovaném území s víceslojovými (vícežilnými) ložisky je třeba uvážit, že objekt je vystaven během své návrhové životnosti i vícenásobnému průchodu svahové části poklesové kotliny podle obrázku 3.1, ve větších a kratších časových odstupech a s různými azimuty hlavních vlivů. 5.2 Základní požadavky na konstrukce 5.2.1 Nejúčinnějším opatřením z hlediska omezení účinků poddolování (kromě výběru vhodného staveniště a uspořádání objektů v zastavovacím plánu podle 4.4) je navrhování vyšších objektů o menším půdorysu nebo členění objektů většího půdorysu na menší dilatační celky jednoduchého pravoúhlého půdorysu a stejné výšky. Vhodný je i půdorysný tvar dilatačních celků s tupými vnitřními úhly obrysu nebo tvar kruhový. 5.2.2 Způsob zajištění objektu proti účinkům poddolování se liší z hlediska konstrukčních zásad u objektů s konstrukčním systémem tuhým (5.2.3); poddajným (5.2.4); smíšeným (5.2.5). O volbě typu konstrukčního systému rozhodují funkční a technologická hlediska tak, aby součet nákladů na zajištění objektu, rektifikaci, odstranění škod a případné ztráty vznikající dočasným omezením nebo přerušení provozu, popř. užívání objektu, byly co nejmenší. 5.2.3 U objektů s tuhým konstrukčním systémem jsou nosné prvky propojeny do prostorově tuhého celku, který staticky odolává zatížení od přetvoření terénu. Nosné prvky konstrukce a jejich spoje musí být posouzeny na účinky zatížení od poddolování podle 5.1. Tuhý nosný systém se použije u objektů s požadavky na omezení účinků zakřivení a vodorovných poměrných přetvoření terénu a u typů konstrukcí způsobilých k přenášení těchto účinků (krabicové suterény, blokové základy, panelové a zděné objekty aj.) 5.2.4 Poddajné konstrukční systémy se přizpůsobují přetváření terénu bez vzniku nebo s nižšími hodnotami silových účinků zatížení. Volí se v případech, kdy přetvoření terénu vnesená do objektu nejsou na závadu nebo jsou dodatečně odstranitelná (např. pomocí rektifikace). Těmto přetvárným účinkům zatížení je třeba přizpůsobit všechny nosné i nenosné prvky objektu včetně případného strojně technologického zařízení (např. rektifikací podle 5.3). 5.2.5 Smíšené konstrukční systémy mají znaky chování tuhého i poddajného systému podle 5.2.3 a 5.2.4, viz např. rámové konstrukce bez základových táhel (rozpěr) podle obrázek 5.1 až 5.3. Tuhý a poddajný konstrukční systém lze i vhodně kombinovat, např. poddajná nadzákladová konstrukce na tuhém základu, konstrukce tuhá v příčném a poddajná v podélném směru apod. 22
5.2.6 Základovou spáru v ploše každého dilatačního celku je třeba navrhnout v jedné rovině a v nejmenší přípustné hloubce pod terénem. Nelze-li tuto podmínku splnit, je třeba konstrukce zasahující pod základní úroveň založení oddělit průběžnou kluznou spárou (viz 5.2.14 a 5.2.15). Účinky zatížení od poddolování lze dále omezit: zmenšením povrchových ploch základových konstrukcí, které jsou ve styku se základovou půdou; provedením zásypů stavební jámy, popř. základových polštářů (viz 5.2.10), z materiálů s nízkou pevností; provedením nejnižšího podlaží pod celým půdorysem objektu, popř. dilatačního celku, kromě konzolově vyložených nadzemních částí objektu; návrhem zemních kompenzačních rýh po obvodu objektu, vyplněných stlačitelným materiálem, např. směsí dřevěných pilin a hlíny. 5.2.7 Je-li třeba omezit účinky zatížení od vodorovných poměrných přetvoření terénu na nadzákladové konstrukce, navrhnou se základy objektu podle druhu nadzákladových konstrukcí, základových poměrů a intenzity účinků poddolování jako horizontálně tuhé: souvislé základové desky (obrázek 5.6a); základové pasy, propojené v kolmém směru buď táhly (rozpěrami), nebo kolmými pásy (základové rošty) podle obrázek 5.7b; základové patky propojené v jednom nebo obou směrech táhly (rozpěrami), viz obrázek 5.6c, d; nechráněné základy se souvislou ztužující deskou tloušťky nejméně 100 mm, viz obrázek 5.6b, 5.7a, b. Při návrhu uvedených prvků je třeba posoudit účinek vodorovných poměrných přetvoření terénu na jejich protažení, zejména u základových táhel. Proto jsou táhla na staveništích s malou hodnotou vodorovného poměrného přetvoření terénu málo účinná nebo nehospodárná (omezení protažení táhel zesílenou výztuži). Jsou-li s ohledem na zkosení půdorysu objektu při obecném směru působení přetvoření terénu podle 5.1.14 nezbytná v případech 2) a 3) diagonální táhla (rozpěry), musí vytvářet souvislý nosný systém alespoň po obvodu dilatačního celku. 5.2.8 Na staveništích s předpokládaným vznikem nespojitých přetvoření terénu se navrhují tuhé základy (základové desky, základové rošty, suterénní bloky), popř. v kombinaci s tuhou nadzákladovou konstrukcí, kromě staticky určitých konstrukcí, popř. staticky neurčitých konstrukcí o jednom poli s táhly. 5.2.9 Kromě stavenišť skupiny V podle tabulky 4.1 mají být základové konstrukce na poddolovaném území ze železobetonu nebo předpjatého betonu. Tento požadavek není třeba dodržet pouze u osamělých základů, jestliže vyhoví na zvýšené účinky od poddolování prostý beton podle ČSN EN 206-1 a ČSN EN 1992-1-1. Posouzení základových konstrukcí na účinky poddolování je obsaženo v příloze A. Táhla se umístí do úrovně základové spáry základů, u velkých základů i ve dvou výškových úrovních. Tahová výztuž od účinku vodorovných přetvoření terénu se umístí u táhel (rozpěr) a příčně propojených základových pásů při svislém povrchu s ohledem na kolmý směr působení vodorovných přetvoření terénu. Kotvení a stykování tahové výztuže se provede podle požadavků souboru norem ČSN EN 1992. Místa křížení a rohy základových roštů se vyztuží jako rámové kouty. Účinky tření na základové konstrukce podle 5.2.7 lze omezit použitím kluzných spár (viz 5.2.14 a 5.2.15). 5.2.10 Při zakládání na velmi málo stlačitelných základových půdách (viz 4.4.7) se doporučuje zřídit pod základy štěrkopísčitý podsyp výšky nejméně 300 mm. 5.2.11 Pilotové základy, popř. jiné druhy hlubinných základů se použijí na poddolovaném území jen ve zvlášť odůvodněných případech. Zvláštní posouzení vyžaduje použití tahových pilot. Vhodné je zlepšení přetvárných vlastností podloží pomocí štěrkopískových pilot. Vetknutí nebo kloubové spojení hlav pilot se základem lze použít s ohledem na vodorovné namáhání základů i pilot účinkem vodorovných poměrných přetvoření terénu jen u menších pilotových skupin pod osamělými základy, nespojenými navzájem táhly (rozpěrami) nebo ztužující deskou. U základů podle 5.2.7 se navrhne účinná kluzná spára podle 5.2.14 v hlavě piloty nebo nad základem menší pilotové skupiny (viz obrázek 5.6d). Zásady statického posouzení pilot jsou uvedeny v 5.1.23. 23