HLUBINNÉ ZÁKLADY POZEMNÍ STAVITELSTVÍ II. PROF.ING.MILOŠ PAVLÍK, DOC.ING.VLADIMÍR DAŇKOVSKÝ
TYPY HLUBINNÁÝCH ZÁKLADŮ o o o o o piloty velkoprůměrové (opřené, opření+smyk) piloty maloprůměrové (mikropiloty) milánské stěny studně a šachtové pilíře kesony o o o o o piloty dřevěné piloty žlb monolitické piloty žlb prefabrikované piloty z předpjatého betonu piloty ocelové (trubní) o o piloty vrtané piloty beraněné o o maloprůměrové (do 300mm) velkoprůměrové (do 1500mm)
ROZMÍSTĚNÍ PILOT konstrukční zásady
SCHEMA PŘENOSU ZATÍŽENÍ DO ÚNOSNÉ VRSTVY
dubové piloty v základech mostů a domů Mikulčice dřevěný most v hradišti Na Valech
SOUČASNÉ TYPY PILOT
USPOŘÁDÁNÍ PILOT skupiny pilot
PILOTY VRTANÉ S VÝPAŽNICÍ většina situací délka až 100m běžně cca 12m BEZ VÝPAŽNICE jen do malých hloubek v zeminách F
PILOTY BERANĚNÉ - prefabrikovaný železobeton http://www.geostav.cz/cz/kategorie/07-tesco-breclav.aspx
Základový pas na pilotách Lávka přes Hleděnovský potok, C 203 - pilotové založení http://www.geostav.cz
Ražené piloty FRANKI pažnice se zátkou zarážena do podloží pomocí beranu. po dosažení předepsaného energetického kriteria lze ražení ukončit. Po ukončení ražení je beranem vyražena zátka pažnice a následně dochází k postupnému formování výplně piloty (hutnění beranem). výplí ze zavlhlého betonu se tímto způsobem vytvoří rozšířená hlava piloty alternativně lze použít výplň ze štěrkopísku piloty FRANKI ve vhodných geologických podmínkách mají výrazně vyšší únosnosti než železobetonové piloty shodného průměru prováděné jinou technologií. DOSTUPNÉ PRŮMĚRY: Ø 420, 520 a 610 mm MAXIMÁLNÍ DÉLKA: 15 m
PŘÍKLADY
ZALOŽENÍ na ŠACHTOVÝCH PILÍŘÍCH / STUDNÁCH
SPECIÁLNÍ TECHNIKY ZAKLÁDÁNÍ - STUDNĚ/ ZAKLÁDÁNÍ POD VODOU Mezi hlavní výhody zakládání na studních patří: přenesení zatížení do únosných vrstev podloží, jednoduchá technologie provádění, vysoké hodnoty svislé i vodorovné únosnosti základu, minimální objem zemních prací, a vyplývající požadavky na dopravu deponie (mezideponie) výkopku. Mezi nevýhody patří: obtížná ochrana vnějšího povrchu studně proti agresivním vlivům, obtíže při spouštění studní v tekutých píscích a v zemním prostředí se silným přítokem podzemní vody, obtíže při spouštění v balvanitých zeminách a v antropogenních násypech.
MIKROPILOTY Kořen mikropiloty je upnut do horniny tlakovou injektáží cementovou směsí Tvořeny ocelovou trubkou průměru 70/12, 89/14, 108/16 mm nebo tyče DN 21mm až 44mm
ZÁKLADOVÝ PAS NA MIKROPILOTÁCH 1.. VRTÁNÍ Nejčastěji se vrtá plnoprofilově na jílocementový nebo vodní výplach, s průměrem vrtu 100 až 250 mm. 2. VÝPLŇOVÁ ZÁLIVKA Vrt je odspodu vyplněn cementovou zálivkou. 3. VÝZTUŽ Nejčastěji jsou však používány silnostěnné trubky spojované na závity. V dolní části jsou perforované a opatřené gumovými manžetami pro injektáž. 4. INJEKTÁŽ Kořen mikropiloty je upnut do horniny tlakovou injektáží cementovou směsí. Tím je zajištěno efektivní přenesení zatížení. 5. NAPOJENÍ KONSTRUKCE U trubkových mikropilot může být spojení s konstrukcí snadno provedeno přes našroubovanou roznášecí hlavu.
ZAKLÁDÁNÍ NA MIKROPILOTÁCH Mikropiloty jsou maloprofilové piloty do průměru 300 mm, které se do okolní zeminy upínají vysokotlakou injektáží kořene mikropiloty. Do předem zhotoveného vrtu vyplněného zpravidla cementovou, resp. jílocementovou zálivkou se osadí výztuž tvořená buď ocelovou trubkou průměru 70/12, 89/100, 108/16 mm nebo 3-4 kusy výztužných prutů 16 (20) mm s injektážní trubkou z PVC. Po zatvrdnutí zálivky se provede vysokotlaká injektáž otvory, překrytými manžetami. Mikropiloty používáme především tam, kde jsou geologické poměry nevhodné pro jiný druh pilot, dále jako samostatné základové prvky k zakládání objektů, k podchycování stávajících objektů nebo se spojují do mikropilotých stěn sloužících k pažení staveních jam nebo sanací sesuvnývh území. Obdobou mikropilot jsou tzv. mikrozápory, u nichž se však neprovádí injektáž kořene a ocelové trubky bez perforace se osazují do vrtu vyplněného zálivkou. Využívají se k pažení stavebních jam jako mikrozáporové stěny. Mikropiloty a kořenové piloty
ZVÝŠENÍ ÚNOSNOSTI PODZÁKLADÍ
ZLEPŠOVÁNÍ ZÁKADOVÝCH ZEMIN > DYNAMICKÁ KONSOLIDACE Při této metodě je zemina zhutněna několika sériemi pečlivě navržených úderů břemenem 15-25 t, volným pádem z výšky 20-30 m. Okamžité výsledky jsou dosaženy redukcí sedání v relaci 3-6 %, snížení objemu zeminy a zlepšení E - modulu násobkem 4 až 6. Hloubka zlepšení dosahuje 10-12 m. Lze použít pro většinu typů základových půd. > ŠTĚRKOVÉ PILÍŘE Neúnosná zemina je hloubkově zhutněna a vyztužena pilíři ze štěrku o průměru 60-100 cm, hloubky obvykle 8-12 m. Přenos zatížení využívá bočního odporu zeminy. Konsolidace zeminy je také urychlena možností filtrace. Pilíře ze štěrku o úhlu vnitřního tření 37-41 zlepšují smykový odpor zeminy. > VERTIKÁLNÍ DRÉNY Vertikální drény se používají pro odvodnění a urychlení konsolidace stlačitelných jílovitých zemin. Mohou být instalovány do hloubek 15-50 m. Účinnost závisí na rozteči drénů. > KOMPAKČNÍ INJEKTÁŽ Touto metodou dochází k bočnímu stlačení a zhutnění zeminy v dané hloubce, injektáží velmi husté maltové směsi. Vyžaduje pečlivý návrh a dobrý monitoring. > VIBROFLOTACE Vibroflotací se zhutňují písčité, kypré zeminy ponorným vibrátorem, za podpory vody nebo vzduchu, až do hloubek 40-50 m. Zhutněním se rovněž sníží propustnost v řádu 100-1000
> SOIL - MIXING Metodou soil-mixing se zpevní neúnosná zemina tím, že se v ní in-situ vytvoří zhutněné a stabilizované pilíře. Používá se patentovaná technologie "COLMIX", se speciální několikavřetenovou soupravou, pro promíchání a proinjektování zeminy. Použito prvně v SR v Bratislavě, stavby komplexu ROZADOL zde mísení s cementem
ZALOŽENÍ NEPODSKLEPENÉ BUDOVY NA PILOTÁCH
POUŽITÍ PILOT PŘI SANACI ZÁKLADŮ
STAVEBNÍ JÁMA POUŽITY MATERIÁLY VUT BRNO DOC.NOVOTNÝ
HNANÉ PAŽENÍ
ZÁPOROVÉ PAŽENÍ - zabezpečení stavební jámy
POUŽITY MATERIÁLY VUT BRNO DOC.NOVOTNÝ
ZACHYCENÍ VODOROVNÝCH SIL
STAVEBNÍ JÁMA - ZŠ Dambořice www.geostav.cz
STAVEBNÍ JÁMA NA MALOVANCE
HAVARIE PAŽENÍ STAVEBNÍ JÁMY
MILÁNSKÉ STĚNY
ODVODNĚNÍ STAVEBNÍ JÁMY
Šachtové pilíře a velkoprůměrové piloty jsou hlubinné základy o průměru zpravidla větším než 600 mm (horní hranice průměru je pohyblivá). Používají se zpravidla jako piloty osamělé, nahrazující celou skupinu pilot nebo jako pilotové stěny. Provádějí se jako železobetonové monolitické. Studně se používají při zakládání ve zvodnělých zeminách a pod hladinou podzemní vody. Těžení zeminy se provádí pod ochranou pláště, který se sestavuje z dutých prvků, obvykle betonových skruží, opatřených ve spodní části břitem.skruže se spouštějí až na únosnou vrstvu tím, že se zemina těží z jejich vnitřního prostoru; skruže se podkopávají a klesají vlastní tíhou. Po spuštění pláště na únosnou zeminu se jeho vnitřní prostor zabetonuje. Studny se obvykle navrhují při hloubce základové spáry větší než 5,0 m pod terénem. Hloubka spouštění studny dosahuje 10-30 m, dosáhlo se však i hloubky 80 m.
Kesony se používají pro zakládání ve vodě. Jsou to velkoplošné studně uzavřené stropem, který vytváří pracovní komoru zabezpečenou proti vnikání vody přetlakem vzduchu. Pod ochranou kesonu lze provádět stavební práce pod hladinou vody nebo v zeminách nasycených podzemní vodou. Pracovní tlak uvnitř kesonu odpovídá hydrostatickému tlaku sloupce vody o výšce rovné zahloubení spodní hrany stěn kesonu pod hladinu vody (tzn. 10 kpa přetlaku na každý metr).
Autoři Doc. Ing. Darja Skulinová, Ph.D. Ing. Zdeněk Peřina Spolupracovali Ing. Kateřina Kubenková Ing. Jan Morong Literatura [1] Bradáč, J.: Základové konstrukce, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., Brno, 1995 [2] Kostelková, L.: Pozemní stavitelství konstrukce HSV, SNTL, Praha, 1982 [3] Kutnar, Z. a kol.: Hydroizolace spodní stavby, Skladby a detaily, Dektrade, a.s., 2003 [4] Maceková, V.: Průzkum staveniště, http://www.stavebniklub.cz, zdroj: Verlag Dashöfer, 2003 [5] Petrůj, S.: Konstrukce pozemních staveb I., VUT Brno, 1993 [6] Witzany, J. a kol.: Konstrukce pozemních staveb 20, nakladatelství ČVUT Praha, 2001 [7] ABF : Katalogový list - Studně, pilíře, kesony http://www.estav.cz/abf/