5 - Gradjevinske Jame (Ugradjene Potpkonst i Odvodnja)

UNIVERZITET U TUZLI RUDARSKO-GEOLOŠKO-GRAĐEVINSKI FAKULTET

POTPORNE KONSTRUKCIJE GRAĐEVINSKE JAME UGRAĐENE POTPORNE KONSTRUKCIJE I ODVODNJA Prof. dr. sc. NEDIM SULJIĆ, dipl.ing.građ.

•Građevinska jama

prostor unutar kojeg se izvodi temeljenje

prostor siguran za rad

•Izgled građevinske jame

1

dostupan ljudima i mašinama

privremene i trajne mjere zaštite od raznih uticaja

f-ja niza faktora

Nonveiller

nemoguće opisati sve moguće načine izrade građevinske jame

2

1

Tabela: Sistematizacija uslova za rad i metoda izvođenja građevinske jame

3

•Građevinska jama

privremena građevina

omogućiti izvedbu temelja i dijela podzemne građevine

•Danas veoma zahtjevne građevine

nove tehnologije

svi dijelovi građevinske jame ili neki od njih

trajni dio građevine

4

2

•AB dijafragme

uvijek trajni dio građevine

•Slika dole: -na stijenkama utori

veza sa međuspratnom konstrukcijom

-sidra su privremena kao i razupora

5

•Sidrene AB dijafragme

u potpunosti dijelovi buduće građevine

•Sidrene AB dijafragme

projektovane

opterećenje koje u početku nose sidra

Slika

stijenka trajna, sidra privremena

poslije preuzima građevina

AB dijafragma kao trajni dio građevine sa privremenim sidrima

6

3

•Projekat građevinske jame

dva osnovna dijela:

1) zaštita prostora od urušavanja tla pri iskopu 2) zaštita od vode

oborinska, procjedna

7

ZAŠTITA GRAĐEVINSKIH JAMA PRI ISKOPU BEZ PODZEMNE VODE - Plitke građevinske jame (iskopi za kanale i plitke temelje) Ugao nagiba pokosa građevinske jame

Nagibi pokosa u f-ji vrste tla

8

4

•Koherentna tla

“c” omogućava izvedbu uspravnih zasjeka bez podgrade

•Kritična dubina zasjeka (Dk):

Iskop u neograničenom i ograničenom prostoru

9

•Ne možemo osigurati brzo napredovanje radova (iskop)

rovove podgrađivati ili razupirati građevinsku jamu

•Dijagrami približne ocjene nagiba stabilnosti pokosa u koherentnim materijalima f-ja H kosine ; parametara čvrstoće na smicanje (c i ϕ)

Apcisa: mogući ugao nagiba kosine u stepenima Ordinata: Bezdimenzionalni broj stabilnosti izražen kao:

10

5

cr = c računsko

cr=c / Fsc

ϕr = ϕ računsko

tgϕ ϕr=tgϕ ϕ / Fsϕϕ

Fsc , Fsϕϕ = parcijalni faktori za c i ϕ materijala Fsc , Fsϕϕ

f-ja i pretpostavljene dužine trajanja iskopa, H građevinske jame stepen seizmičnosti (neka područja)

zona seizmičnosti 7o

raspon im je 1,00 – 1,20

zona seizmičnosti 9o

raspon im je 1,20 – 1,45

Bitno: pri upotrebi ovih izraza i dijagrama

provjeriti predložene vrijednosti parcijalnih faktora u EC7

•Nekoherentni materijali

11

nije moguć iskop uspravnih strana bez podgrađivanja

•Mora biti zadovoljen uslov:

12

6

•NPV ispod površine tla, ali iznad dna iskopa

treba ublažiti nagib dijela kosine ispod NV pretpostavka

•Slučaj

vodu crpimo iz građevinske jame

13

iskop po H obuhvata dva ili više slojeva različitih osobina

treba prilagoditi kosinu iskopa osobinama materijala

Homogeno tlo

stabilnost pokosa osigurati promjenjivim nagibom kosine po H

14

7

Berma

Berma

Berma

prekid nagiba kosine smanjuje nagib kosine ukupne H komunikacija između dna građevinske jame i okolnog terena

15

Iskopi sa podgradom: •Podgrađivanje

nekoherentni materijali i skučeni prostor

•Podgrađivanje

razuprte podgrade i pridržane podgrade

•Razupiranje

podgrade rovova čije su stranice dovoljno blizu

•Pridržanja

kosnici, zatege, sidra

•Podupore rovova

nije moguće oplatu razuprijeti

izvedene na licu mjesta ili montažno

veliki broj gotovoh sistema oplata za pridržanje rovova

•Razupore

drvene ; čelične sa navojem i maticom za učvršćivanje ; kombin.

16

8

Razupore

17

•Kanali (rovovi) za infrastrukturu •Plitki iskopi

1 – 2m

podgrade koje nisu zabijene u tlo

obloga podgrade

•Noviji tipovi podgrada

podgrađivanje sa razupiranjem

uski

idu do dna jame

horizontalne daske

elementi koji se mogu kombinovati po potrebi

zabijanje kašikom bagera

problem

zabijanje u nasipe

18

9

Podgrada koja nije zabijena u tlo ispod dna kanala

deformacija u vidu stiskanja u dnu iskopa

19

•Montaža cijevi u kanale (rovove)

osigurati slobodan prostor

spriječiti stiskanje podgrade

na podgradu na određenim L

dodatne uspravne razuprte grede po cijeloj H

20

10

•Iskopi dubine 3 - 4m i slabije vezana tla podgrade sa uspravno položenom oplatom

razlikujemo 3 temeljna tipa iskopa: 1) sa jednostranom uspravnom podgradom 2) sa stepenastom uspravnom podgradom 3) sa zabijenom uspravnom podgradom

21

•Usko specijalizovani izvođači + visoko razvijena industrija oplata za razupiranje

oplate koje se zabijaju u tlo kašikom bagera

Sistem oplata za iskop kanala sa pločama

22

11

Sistem oplata sa pločama i vodilicama

23

Sistem oplata od čeličnih platica, horizontalne ukrute i razupora

Hor.ukruta

Razupora

Čel. platica 24

12

•Podupore i sidra •Slika

povezivanje dijelova žmurja

prenijeti p tla na kosnike i sl.

građevinska jama poduprta čeličnim žmurjem sa kosnicima i razuporama

postoji čelični okvir na koji se oslanjaju razupore žmurje = stijenka

Čelični okvir

25

•Berlinski zid

različite vrste

primjena kod slijedećih slučajeva:

-podgrađivanje dubokih iskopa -NPV nije visoko iznad dna građevinske jame ili je ispod dna jame

•Berlinski zid

suština izvedbe

uspravni nosači

prije početka iskopa postaviti uspravne nosače

tokom napredovanja iskopa nose oplatu

26

13

•Berlinski zid -oplata između nosača

drvene grede, drvene oblice, stare šine, AB grede, čelični I profili, metalne ploče i sl.

•Berlinski zid -veće H

može se sidriti

privremena građevina zaštite građ. jame

•Berlinski zid -primjena kada u tlu postoje veći komadi kamena i nasipi raznog materijala -najpogodniji

srednje do dobro zbijeni S i pjeskoviti G

27

•Građevinska jama -prostor koji mora biti suh -”udubina” u tlu

voda ne može gravitaciono isteči iz jame

građevinski zahvati

odvodnja građevinske jame

-odvodnja pomoću “sakupljača vode”

dovod vode do jednog mjesta na kome postoji prostor za prikupljanje vode iz jame

sastav kanala sa blagim padom dna prema lokalnom recipijentu unutar građevinske jame

iz recipijenta vodu izbacujemo povremeno

vlastita ili vanjska odvodnja oborinskih voda

28

14

•Građevinska jama -veće količine vode i stalan Q

osigurati CS

-CS raznih kapaciteta i vrsta -imati rezervne pumpe

trajno crpljenje vode iz građev. jame

osiguranje gradilišta od poplave

•Građevinska jama -određeni geološki uslovi u tlu

upojni bunar

vodu iz građ. jame upuštati u upojni bunar

bušotina u dnu građ. jame u koju dovodimo vodu voda se potom upušta u dublje slojeve tla

kada je NPV duboko i tlo dovoljno propusno

29

ZAŠTITA OD OBORINSKE VODE Zaštita od vanjske oborinske vode Zaštita od oborinske vode koja padne u građevinsku jamu Zaštita od podzemne vode

30

15

•Građevinska jama -svaku jamu osigurati od vanjske i vlastite oborinske vode -nivo osiguranja od oborinske vode

f-ja režima kiša u području gradnje f-ja godišnjeg doba ; NPV f-ja konfiguracije terena . . .

•Velike građevinske jame -hidrološka analiza projektnih pljuskova

dimenzioniranje uređaja za zahvat i odvodnju voda

31

•Građevinska jama

blokovi za odvodnju kišnice

32

16

ODVODNJA VLASTITE OBORINSKE VODE IZ GRAĐEVINSKE JAME •Uski kanali

uzdužni pad

•Najniža tačka

privremeni bunar

napredovanje radova

•Voda

crpljenje prikupljene kišnice

pomičemo privremeni bunar

odvod u najbližu kanalizaciju ili prirodni recipijent

33

•Građevinska jama velikih tlocrtnih dimenzija: -pažljivo i kontrolisano odvoditi vlastite oborinske vode -hidrološke podloge

odrediti nivo zaštite građevinske jame

1/100 ; 1/200 ; 1/500 PP projektovanog pljuska

odrediti broj bunara i pumpi

-dno jame u blagim padovima ka određenim mjestima -u bunare

ugraditi pumpe

-gradilište

neprekidna opskrba energijom za rad pumpi

stalni bunari

neprekidan rad

-svaka pumpa mora imati svoju rezervnu pumpu

dvostruko osiguranje

-odvodnja vode u najbližu kanalizaciju ili obližnji recipijent

34

17

35

ODVODNJA ŠIROKIH ISKOPA OD PODZEMNE VODE Odvodnja iz jame i horizontalne drenaže

•Odvodnja PV iz građevinske jame

osigurati da ne dođe do hidrauličkog sloma

Detalji zaštite kosine pri odvodnji procjedne vode iz građevinske jame

36

18

•Crpljenje PV iz građevinske jame: -sabirni kanali i drenovi -dno građ. jame u padu -neki slučajevi

padovi

prikupljanje vode na mjesta iz kojih se crpi

pad ka sabirnim kanalima

gradnja provizornih sabirnih jama koje povremeno premještamo

-crpljenje stalno ili povremeno

f-ja veličine Q, veličine građ. jame, vrste tem. tla

37

Horizontalne drenaže •Ne možemo zaštiti pokos od erozije usljed procjeđivanja

postoji dovoljno prostora

•Položaja drenaža

drenaža izvan građevinske jame

f-ja hidrogeoloških prilika na gradilištu

•Horizontalne drenaže

za manja sniženja NPV sa slobodnim vodnim licem

•Horizontalne drenaže

otvoreni drenažni kanali, drenažni rovovi sa ispunom i sa ili bez dren. cijevi podzemne galerije za odvodnju oko podzem. građev. horizontalne bušotine

•Nekada primjena i Reny bunara

hor. bušotine zrakasto izvedene 38

19

•Drenažni rovovi za horiz. drenaže

dubine do 6m i max. 8m

ne preporučuju se veće dubine rovova

•Plići drenažni kanali

u praksi < 6m

otvoreni

•Iskopi za drenažne rovove •Iskopi većih dubina

sa kosinama ako nisu previše duboki i ima prostora

rovovi sa podgradom

Poprečni presjeci dva drena ispunjena filterskim materijalom sa ugrađenom cijevi

39

•Pad dna otvorenih kanala

voda da ne erodira kanal da nema taloga u kanalu

•Min. uzdužni pad

0,3 promila i rjeđe 0,2 promila

•Otvoreni kanali

oblaganje po potrebi zbog zaštite od erozije

tada bolje izvoditi drenažne rovove

•Drenažni rovovi

manji dotok

sa ili bez cijevi za odvodnju vode

bez cijevi

jače propustan materijal (kamen šakavac)

40

20

•Drenažni rovovi

potrebne mjere zaštite

•Drenažni rovovi

dno rova propusna posteljica

vrsta materijala posteljice

f-ja krupnoće tla u kojem gradimo drenažni rov

poštovati filtersko pravilo

na posteljicu polažemo drenažnu cijev (perforirana)

cijevi

plastične i savitljive perforirane

cijevi

sa omotanim filterom od geotekstila

41

•Pojava geotekstila •Rovovi

gotovo pa ne treba ugrađivati odabrane granularne mater.

oblaganje uz vanjski rub geotekstilom sredina krupnim vodopropusnim materijalom

brža i ekonomičnija gradnja rovova

•Drenažni rovovi

sa ili bez drenažne cijevi

bitno da ne ulazi površinska oborinska voda

vrh drenažnog rova prihvat oborinske vode

zatvoriti glinenim čepom u glineni čep ugraditi montažni betonski rigol

drenove voditi ka recipijentima

42

21

43

•Izvođenje rovova sa kosinama -nagib kosine f-ja vrste materijala u kojem gradimo rov i dubine rova

•Tabela

preporuke nagiba kosine drenažnog rova bez podgrađivanja

•Dubine rova sa kosinama > 5m

treba analiza stabilnosti kosine rova

44

22

•Slika: -način osiguranja građevinske jame od PV horizontalnim drenažama

f-ja odnosa građevine i smjera dotoka PV ; odnosa H dna jame i NPV

-odbrana gradilišta koje se nalazi uz vodotok

45

46

23

•Slike

osiguranje građevinske jame sa visokim NPV daleko od vodotoka

47

Uspravne drenaže •

Dvije vrste uspravnih drenaža: a) sniženje NPV pomoću klasičnih bunara većeg prečnika b) sniženje NPV pomoću cijevnih bunara

a) Izvođenje u nizu ili nepravilnim razmacima

f-ja potrebnog sniženja NPV f-ja oblika prostora koji štitimo

b) Vakuum u sistemu cijevnih bunara pojačava učinak dreniranja NPV mogue sniziti za 4 – 5m

48

24

Cijevni bunari - iglofilteri

49

50

25

Iglofilteri u dvije visine

51

•Svaki način odvodnje PV

proračun razmaka bunara odrediti njihov R dejstva

stalno sniženje NPV

Odvodnja zaobalnih voda bunarima 52

26

Odvodnja priobalnih voda bunarima

53

Prstenasta uspravna drenaža nizom bunara

54

27

Sistemska uspravna drenaža sa nizom bunara između branjenih građevinskih jama

55

Kombinovane drenaže •Primjena •Kombinovati

treba zahvatiti površinski i duboki vodonosni sloj drenažni kanali i bunari drenažni rovovi i bunari bunari i cijevni bunari sve tri navedene grupe zajedno

Kombinacija bunara i otvorenih drenažnih kanala (jaraka)

56

28

•Slučaj značajnih sniženje NPV i značajnih dotoka

zbog veće propusnosti tla

često u praksi

•Kombinovani sistemi

nemoguća odvodnja jednim nizom bunara

kombinacija sa cijevnim bunarima

ovisni o stabilnom napajanju EE na gradilištu osigurati dovoljan broj rezervnih pumpi osigurati dovoljan broj pojedinačnih cijevnih bunara

potrebne zamjene i popravke

57

Kombinacija bunara, cijevnih bunara i otvorenih drenažnih kanala (jaraka)

58

29

•Građevinska jama

veoma slabo propusna

odvodnja pomoću drenažnog tepiha

dno iskopa u padu ka odvodnim kanalima

na temeljno postaviti geotekstil

spriječevanje miješanja čestica tla i dren. zasipa

voda se prikuplja u kanalima sa ili bez cijevi

odvod u bunare

primjena ove drenaže kod malih dotoka vode

59

Složena kombinovana drenaža velike površine 60

30

VODONEPROPUSNE GRAĐEVINE •Vodonepropusne građevine

različite vrste zagatnih stijena

zaštita građevinskih jama kada postoji slobodan prostor i nepropusna podloga

zaleđe iskopa

zadatak

gradnja vodonepropusne stijene od čelika, dijafragmi

u jamu voda da ne dolazi iz podzemlja ili u vrlo malim količ.

zagatna stijena

vodonepropusna uloga i stijena nije nosiva

Vododrživa zavjesa u zaleđu građevinske jame

61

•Tokom iskopa

crpimo vodu koja u manjim količinama dospije u građ. jamu

•Ispod odabrane kote u građ. jami ostaje dio vode

pozitivan učinak na veličinu hidrostatičkog p sa vanjske strane

•Slika

učinak pritiska vode na vododrživu zavjesu (stijenu)

sličan je učinak vode na nepropusnu jezgru nasute brane

Hidrostatički pritisci na vododrživu zavjesu (stijenu) 62

31

•Na vododrživu stijenu djeluje hidrostatički p •Slika

usljed razlike visina vode (slika)

prikaz moguće plohe sloma u pasivnom području (slično kod nasutih brana)

•Pasivni otpor

razlog

javlja se u tlu između stijene i jame

vododrživa stijena oslanja se na tlo i zbija ga

•Unutar područja između stijene i jame

kritična klizna ploha

naći kritičnu kliznu plohu

imati zadovoljavajuću sigurnost od pasivnog loma

dimenzioniranje udaljenosti vododržive zavjese od ruba dna građ. jame

Područje moguće pojave kritične klizne plohe

63

Vodonepropusne građevine i crpljenje iz bunara •Sistem bunara sa vanjske strane vododržive stijene (zavjese)

sniženje NPV

bunari i vododrživa stijena

smanjuje se razlika H vodnog stupca koji vrši hidrostatički p na zavjesu

tada zavjesa (stijena)

gradnja bliže rubu građ. jame

smanjujemo gradilišni prostor

smanjen Q vode u građ. jamu i smanjen hidrostatički p na stijenu (zavjesu)

64

32

65

33