Mehanika Tla i Temeljenje - II Deo Temeljenje Mustafa Selimović

UNIVERZITET "DŽEMAL BIJEDIĆ" MOSTAR GRAĐEVINSKI FAKULTET

Prof. dr. MUSTAFA SELIMOVIĆ, dipl. ing. građ.

MEHANIKA TLA I TEMELJENJE DIO II TEMELJENJE

1

PREDGOVOR Mehanika tla i temeljenje građevina posljednjih decenija doživjeli su nagli razvoj, stoje posebno usavršeno upotrebom numeričkih metoda i savremene kompjuterske tehnologije, izazivajući danas pravu revoluciju u inženjerskoj praksi. Za prihvaćanje novih koncepcija, njihovoga razvoja i unapređivanja potreban je i novi pristub koji će nas dovesti do rješenja koja će bolje odgovarati od nekih dosadašnjih. Pri ovome potrebno je predznanje iz klasičnih metoda i rješenja iz ove i dragih bliskih disciplina. Iz praktičnih razloga knjiga je podijeljena u dva dijela: "Mehanika tla" i "Temeljenje", koji su se i do sada obično odvojeno izučavali. Novim nastavnim planom i programom na Građevinskom fakultetu u Mostaru ove dvije oblasti izučavaju se kroz jedan kolegij, radi čega je namjera autora da se gradivo prezentira objedinjeno. Prvo izdanje knjige "Mehanike tla" je prerađeno, inovirano, dopunjeno i prilagođeno novom sadržaju ove knjige. Podjela je izvršena u 13 poglavlja, koja čine zaokruženu cjelinu, ali su međusobno povezana u izlaganjima, pojmovima i tematici. Knjiga je namijenjena kako studentima građevinarstva, arhitekture, rudarstva i inžinjerske geologije kao udžbenik, tako i inženjerima u praksi na rješavanju geotehničke problematike. Radi ovoga je gradivo obrađeno šire i potpunije nego što se može izložiti na redovnim predavanjima. Priloženi dijagrami i tabele preuzete iz strane ili naše literature i prakse mogu korisno poslužiti i inženjerima u praksi. Teoretski dijelovi obrađeni su prema klasičnim metodama, novim spoznajama i rezultatima istraživanja objavljenim u obimnoj svjetskoj literaturi. Pokušano je da se istakne zašto su potrebne određene osobine, kako ih determinisati ili izmjeriti, u kojem obimu i kako ih stvarno koristiti u praksi. U prvom dijelu knjige Mehanika tla u sedam poglavlja date su potrebne značajke mehanike tla kao egzaktne nauke, koje treba upoznati prije razmatranja tehničkih rješenja za temeljenje objekata. Prva dva poglavlja upućuju studenta ili inženjera kako da "osjeti" tlo, njegovo ponašanje i osobine, neophodne za daljnje poznavanje materije i uspješan rad u praksi. Putem opštih postavki, laboratorijskih i terenskih ispitivanja dolazi se do spoznaje o raspodjeli napona, nosivosti i slijeganju tla, stoje obrađeno u trećem poglavlju. Kako voda utječe i efekti njenog delovanja na tlo i njegovu konsolidaciju prikazano je u četvrtom poglavlju. Metode određivanja aktivnog i pasivnog pritiska tla prezentirane su u narednom, petom poglavlju u obimu i na načine koji omogućuju upotrebu i njihov odabir prema terenskim uslovima. U sklopu ove materije obrađeni su delomično i podzemni pritisci, prema klasičnim teorijama. Šesto poglavlje obuhvaća uzroke pojava nestabilnosti, klasifikaciju i više metoda proračuna stabilnosti kosina, dok su sedmim poglavljem opisane neke metode ojačanja tla. U ovom, drugom dijelu knjige, Temeljenje, dati su opšti principi projektovanja i proračuna temelja, uključujući i osnovne postavke Eurocoda 7, koji se odnosi na geotehničke radove (poglavlje VIII). Metode i proračun plitkog i dubokog temeljenja obuhvaćene su poglavljem devet i deset, a zagati od nasutih materijala u poglavlju jedanaest. Materija je izložena u širem obimu tako da je može shvatiti student početnik, a vjerujem da korisno može poslužiti i inženjerima u praksi. U poglavlju dvanaest obrađene su, pored osiguranja iskopa i asanacije klizišta, ankerisanja u tlu i stenskom masivu, koji se posljednjih decenija veoma intenzivno primjenjuju u građevinarstvu, rudarstvu, arhitekturi i prilikom zaštite objekata. Osnove dinamički opterećenih temelja i neke druge specifične metode temeljenja obrađene su u trinaestom poglavlju jer smatramo, njihovo poznavanje nužnim, prilikom temeljenja i zaštite objekata. Ovom knjigom prikazani su klasični postubci prilikom proračuna i izvođenja temelja, kao i savremene metode i pravci, koji revolucionišu tehniku temeljenja. Ona ima svrhu da stimulira mlađi kadar na daljnja proučavanja, razmišljanja i unapređenja, a ne na odbacivanja tradicionalnih metoda građenja. Cijenim da će ova knjiga korisno poslužiti u poslijeratnoj obnovi i izgradnji zemlje i da će nadomjestiti sadašnji nedostatak ove stručne literature kod nas. Ako i djelimično u ovom smislu bude primljena ova knjiga, ona će ispuniti svoju osnovnu namjenu. Autor je nastojao u knjizi koristiti što razumljivije i prihvatljivije izraze, što nije bilo jednostavno zbog nepostojanja tradicije i odgovarajućih termina. Lektori M. Šator i N.Omerika uložili su dosta truda da tekst bude pristubačan, čitak i jasan.

2

Sadržaj MEHANIKA TLA I TEMELJENJE DIO II TEMELJENJE Predgovor................................................................................................... 5 SADRŽAJ................................................................................................. 7 POGLAVLJE VIII OSNOVNI PRINCIPI TEMELJENJA GRAĐEVINSKIH OBJEKATA....... 19 25. UVOD OPTEREĆENJA I METODE TEMELJENJA...................................... 21 25.1............................................................................. Specifičnosti geotehničkih radova u građevinskom konstrukterstvu..................................................... 22 25.2.....................................................................................Opšti principi projektovanja temelja 24 25.2.1............................................................................ Projektovanje temelja proračunom 25 25.2.2............................................................................ Ostali načini projektovanja temeljenja 27 25.2.3. Geotehničko - inženjerski izvještaj i geotehničke kategorije...................................................... 27 25.3. Opterećenja koja djeluju na temelj.............................................. 29 25.3.1............................................................................ Glavna opterećenja 29 25.3.2............................................................................ Dopunska opterećenja 30 25.3.3............................................................................ Posebna opterećenja 31 25.4. Metode temeljenja...................................................................... 32 25.4.1............................................................................Uopšteno o plitkom temeljenju 32 25.4.2............................................................................ Uopšteno o dubokom temeljenju 36 POGLAVLJE IX PLITKO - DIREKTNO TEMELJENJE....................................................... 43 26. KRITERIJUMI, DIMENZIONISANJE, SLEGANJE I ANALIZE PLITKOG TEMELJENJA.......................................... 45 26.1.....................................................................................Osnovni Kriterijumi plitkog temeljenja 45 26.2.....................................................................................Proračun napona na kontaktnoj površini temelja i tla............................................................................. 47 26.3.....................................................................................Dimenzionisanje plitkih temelja 50 26.3.1..................................................................Krajnje granično stanje i granično stanje upotrebljivosti......................................................... 50 26.3.2............................................................................Dopušteno opterećenje prema Kriterijumu sloma tla..................................................................... 52 26.3.3..................................................................Dopušteno opterećenje prema Kriterijumu dopuštenih slijeganja..................................... 55 26.3.3.1. Numeričke vrijednosti modula deformacija tla..... 55 26.3.3.2..................................................... Kriterijum dopuštenih opterećenja za koherentno i nekoherentno tlo............................... 57 26.4. Metode određivanja slijeganja plitkih temelja............................. 60 26.4.1. Proračun trenutnog slijeganja fleksibilnih i krutih plitkih temelja........................................................ 60 26.4.2. Procjena slijeganja plitkih temelja na pijesku i šljunku.............................................................................. 63 26.4.3............................................................................Početno Sleganje plitkih temelja na zasićenoj glini................................................................................ 65 26.4.4............................................................................Sleganje ekscentrično opterećenih temelja ..........................................................................................68

3

26.5.....................................................................................Proračun kontaktnih napona za linearnu raspodjelu............................................................................................. 71 26.6. Primena kompjuterskih metoda za analizu i projektovanje plitkih temelja....................................................... 81 26.6.1............................................................................Metoda konačnih diferencija - razlika 81 26.6.2............................................................................Metoda konačnih elemenata 84 27. TEMELJI SAMCI........................................................................... 27.1. Nearmirani temelji..................................................................... 27.2. Armirano - betonski temelji....................................................... 27.3. Ekscentrični temelji................................................................... 27.4. Armirano - betonski temelji u obliku ljuske ............................. 27.4.1. Konusna ljuska..................................................................

87 87 89 92 94 94

28. TEMELJNI NOSAČI...................................................................... 97 28.1.....................................................................................Uvodna objašnjenja 97 28.2.....................................................................................Temeljni nosači ispod zidova 28.3.....................................................................................Temeljni nosači ispod stubova 28.4..............................................................................Proračun temeljnih nosača . 28.4.1. Rješenje za Winklerov poluprostor ................................... 102

97 98 102

29. TEMELJNE PLOČE...................................................................... 107 29.1.....................................................................................Tipovi i Primena temeljnih ploča 107 29.2.....................................................................................Statička analiza temeljnih ploča 107 29.2.1............................................................................ Konvencionalna metoda proračuna 108 29.2.2. Aproksimativan metod proračuna fleksibilnih temelja............................................................................... 110 POGLAVLJE X DUBOKO - INDIREKTNO TEMELJENJE............................................... 115 30. TEMELJENJE NA ŠIPOVIMA.................................................... 117 30.1.....................................................................................Uopšteno o funkciji šipova 117 30.2.....................................................................................Klasifikacija i konstruktivne pojedinosti šipova.................................................................................................... 118 30.2.1............................................................................ Drveni šipovi 120 30.2.2............................................................................ Čelični šipovi 123 30.2.3............................................................................ Prethodno izliveni armirano - betonski i prednapregnuti šipovi........................................................ 127 30.2.3.1....................................................................Zabijeni armirano - betonski šipovi 127 30.2.3.2. Spojeni prethodno izliveni armirano betonski šipovi ....................................................... 132 30.2.3.3. Prednapregnuti armirano - betonski šipovi.............133 30.2.4. Šipovi koji se izvode na licu mjesta..................................134 30.2.4.1...................................................................."Franki" šipovi 135 30.2.4.2....................................................................Sistem "Express" šipova 137 30.2.4.3....................................................................Benoto šipovi 139 30.2.4.4. Šipovi izvedeni bušenjem mehaničkim svrdlom ...................................................................142 30.2.4.5. Hidraulička stabilizacija šipova suspenzijom......... 144 30.2.5. Nadglavne armirano - betonske konstrukcije....................146 30.3. Zabijanje šipova........................................................................... 149 30.3.1............................................................................ Klasična oprema za zabijanje šipova 150 30.3.2............................................................................ Vibraciono zabijanje šipova 155 30.3.3............................................................................ Zabijanje šipova iznad vode 156 30.4. Ispitivanje nosivosti šipova..........................................................158 30.4.1............................................................................ Instalacije za ispitivanje šipova 159 30.4.2............................................................................ Metode ispitivanja šipova 161 30.4.2.1. Test sa konstantnim prodiranjem šipa 4

(CRPtest)................................................................ 161 30.4.2.2. Ispitivanje sa inkrementima opterećenja • održavanog do konsolidacije (ML test) ................. 162 30.4.2.3. Kombinovani CRP i ML test...............................т.- 163 30.4.2.4. Probno opterećenje sa jednakim dijelovima sile u trajanju od 60 minuta ................................... 164 30.5..................................................................................... Mehanizam prenošenja opterećenja sa šipa na tlo 165 30.6......................................................................................Određivanje nosivosti pojedinačnih šipova 167 30.6.1. Statičke metode proračuna zasnovane na stepenu mobilizacije otpornosti tla ................................................ 168 30.6.1.1....................................................................Statički obrasci za dopuštenu nosivost šipa 170 30.6.1.2. Metode definisanja faktora nosivosti u nekim tlima .......................................................... 173 30.6.1.3. Metode definisanja otpora trenjem ili adhezijom u nekim tlima......................................... 180 30.6.2. Proračun sile sloma šipa dinamičkim izrazima................. 185 30.6.3. Proračun sile sloma iz penetracionih opita u bušotinama 187 30.6.3.1....................................................................Proračun baziran na standardnom penetracionom testu................................................ 187 30.6.3.2. Proračun zasnovan na statičkom penetracionom testu ............................................... 189 30.6.3.3. Proračun baziran na ispitivanju krilnom sondom......................................................190 30.6.4............................................................................Proračun baziran na probnom opterećenju šipa............................................................................. 190 30.6.5............................................................................ Iskustvene formule i vrijednosti za nošenje pojedinačnog šipa ............................................... 191 30.6.5.1....................................................................Vrijednosti i izrazi prema DIN normama 192 30.6.5.2....................................................................Formule za proračun nosivosti šipa 194 30.6.6. Nosivost šipa temeljenog na stenskom masivu ................ 195 30.7.....................................................................................Sleganje pojedinačnog šipa 198 30.8.....................................................................................Izvijanje šipova u tlu 203 30.9.....................................................................................Nosivost i Sleganje grupe šipova. 204 30.9.1............................................................................ Ponašanje grupe šipova 205 30.9.2............................................................................ Nosivost grupe šipova 209 30.9.3............................................................................ Sleganje grupe šipova 214 30.9.4............................................................................ Ekscentrično opterećena grupa šipova 218 30.10. Horizontalno opterećeni šipovi................................................220 30.10.1.......................................................................... Pojedinačni šip opterećen horizontalnom silom......................................................................220 30.10.2.......................................................................... Principi proračuna grupe šipova 224 30.10.3.......................................................................... Grupe kosih šipova 227 30.10.4.......................................................................... Šip opterećen horizontalnom silom i momentom.....................................................................................230 31. TEMELJENJE NA BUNARIMA ..................................................... 237 31.1.....................................................................................Uopšteno o dubokim masivnim temeljima..............................................................................................237 31.2.....................................................................................Bunari 238 31.3.....................................................................................Konstrukcija otvorenog bunara 240 31.4.....................................................................................Izvođenje bunara kao temelja 244 31.4.1............................................................................ Izrada i postavljanje bunara 244 31.4.2............................................................................ Kopanje i spuštanje bunara 245 31.5. Opterećenje i Dimenzionisanje bunara........................................253 31.5.1............................................................................Opterećenje bunara 253

5

31.5.2............................................................................Trenje na omotaču bunara 31.5.3............................................................................Dimenzionisanje zidova bunara

256 258

31.6.1............................................................................ Primena bunara kao temelja 31.6.2............................................................................ Proračun temelja na bunarima

261 262

31.6. Bunari kao temelji objekata.........................................................261 31.7.Temeljenje na sandučastim bunarima .........................................266

31.7.1............................................................................ Primena i oblici sandučastih bunara 267

31.7.2............................................................................ Proračun sandučastih bunara

269 31.8. Temeljenje na sanducima sa dnom..............................................272 31.8.1............................................................................ Primena, izrada i spuštanje sanduka sa dnom 273 31.8.2............................................................................ Proračun sanduka sa dnom 276 32. KESONSKO - PNEUMATSKO TEMELJENJE......................... 279 32.1.....................................................................................Primena i principi kesonsko pneumatskog temeljenja ......................................................................279 32.2. Konstrukcija kesona i oprema za pneumatsko temeljenje ...................................................................................282 32.2.1. Konstrukcija kesona ........................................................282 32.2.2. Oprema za pneumatsko temeljenje..................................284 32.3. Izrada i postavljanje i spuštanje kesona.......................................287 32.3.1............................................................................Izrada i postavljanje kesona i opreme 287 32.3.2............................................................................Spuštanje kesona 288 32.4.....................................................................................Radovi pri kesonskom temeljenju 291 32.5..................................................................................... Principi dimenzioniranja kesona 294 32.5.1............................................................................ Opterećenja kesona i temelja 295 32.5.2............................................................................Dimenzionisanje kesona 297 32.5.3............................................................................Dimenzionisanje delova iznad kesona 299 POGLAVLJE XI ZA GAT 11 GRAĐEVINE OD NASUTIH MATERIJALA........................... 303 33. JEDNOZIDNI ZAGATI - PRIBOJI .............................................. 305 33.1. Upotreba i vrste jednozidnih zagata - priboja..............................305 33.1.1............................................................................Drveni zagatni zidovi 306 33.1.2............................................................................Čelični zagatni zidovi 312 33.1.3............................................................................Armirano - betonski zagatni zidovi 317 33.1.4............................................................................ Zagatni zidovi od talpi prenapregnutog betona 318 33.1.5............................................................................ Betonske dijafragme kao zagatni zidovi 319 33.1.5.1....................................................................Tankostijene dijafragme 319 33.1.5.2....................................................................Debelostijene dijafragme 321 33.1.6.............................................................................Ankerisani zagatni zidovi 324 33.1.7.............................................................................Injekcione zavjese kao zagati 328 33.2. Dimenzionisanje jednozidnih zagata ..................................................331 33.2.1............................................................................Opterećenje zidova zagata 331 33.2.2............................................................................ Konzolni slobodnostojeći zagatni zid 337 33.2.2.1....................................................................Grafoanalitička metoda proračuna 337 33.2.2.2....................................................................Analitički metod proračuna 339 33.2.3. Konzolni zagatni zid sa delovanjem horizontalne sile......342 33.2.3.1. Grafoanalitička metoda proračuna........................342 33.2.3.2. Analitička metoda proračuna................................342

6

33.2.4............................................................................Konzolni zagatni zid zabijen u sloj gline 343

33.2.5............................................................................Neki specifični slučajevi opterećenja 345

33.2.6............................................................................Ankerisani zagatni zidovi 347 33.2.6.1....................................................................Grafoanalitička metoda proračuna 348 33.2.6.2. Analitički proračun slobodnostojećeg ankerisanog zagata..................................................350 33.2.6.3. Proračun ankerisanog zagatnog zida zabijenog u pijesak..................................................352 33.2.6.4. Proračun ankerisanog zagatnog zida zabijenog u glinu.....................................................355 33.2.6.5. Redukcija momenata savijanja kod ankerisanih zagatnih zidova....................................356 33.2.6.6. Položaj i Dimenzionisanje zone ankerisanja ..........359 33.3.................................................................................... Zagatni zidovi sa više razupora ili zatega....................................................................................................364 33.4.................................................................................... Cirkulacija vode ispod zagatnih zidova 368 33.4.1. Ispumpavanje vode........................................................369 33.4.2. Hidraulički proračun zagata i stabilnost tla...................370 34. ZAGATI ZA TEMELJENJE U VODI ......................................... 373 34.1. Upotreba i vrste zagata ...............................................................373 34.1.1............................................................................Nasuti zemljani zagati 375 34.1.2............................................................................Nasuti kameni zagati 376 34.1.3............................................................................Drveni zagati 378 34.1.4............................................................................Čelični zagati 382 34.1.5............................................................................Betonski i armirano - betonski zagati 384 34.2.................................................................................... Rad pod zaštitom zagata 387 34.3.................................................................................... Dimenzionisanje zagata 388 34.3.1............................................................................Hidrostatičke i hidrodinamičke sile 389 34.3.2............................................................................Proračun delova zagata 390 34.3.3............................................................................Provjera stabilnosti zagata 394 35. GRAĐEVINE OD NASUTIH MATERIJALA............................. 405 35.1.................................................................................... Uvod, definicije i historija građenja 405 35.2.................................................................................... Vrste i namjena građevina od nasutih materijala .............................................................................................408 35.2.1............................................................................Homogene nasute brane i nasipi 408 35.2.2............................................................................Zonirane nasute brane i nasipi 411 35.2.3. Nasute brane sa uzvodnim vodonepropusnim ekranom ...........................................................................418 35.2.4. Nasipi za saobraćajnice ....................................................421 35.3. Istraživanje za temeljenje i ispitivanje materijala nasutih objekata...........................................................................422 35.4. Dimenzionisanje nasipa i brana...................................................425 35.4.1............................................................................ Opterećenje nasipa i brana 426 35.4.2............................................................................ Stabilnost nagiba kosina 428 35.4.3............................................................................ Stabilnost kosina i temelja 430 35.4.4............................................................................ Filtracija vode kroz branu i temelj 431 35.4.5. Distribucija normalnih i smičućih napona i deformacije nasutih građevina..........................................434 POGLAVLJE XII OSIGURANJE ISKOPA, ASANACIJA KLIZIŠTA I PRIMENA ANKERISANJA....................................................... 439 7

36. PRIPREMNI RADOVI U TLU I OSIGURANJE GRAĐEVINSKE JAME ................................................................ 441 36.1.....................................................................................Uopšteno o građevinskoj jami 441 36.2.................................................................................... Pripremni radovi u tlu i na gradilištu 442 36.2.1............................................................................ Pristubni putevi 442 36.2.2............................................................................ Priprema gradilišta za izgradnju 444 36.3. Metode iskopa i njihova stabilnost..............................................445 36.3.1............................................................................Široki i uski iskop bez razupiranja 445 36.3.2............................................................................Stabilnost pokosa u širokom iskopu 447 36.3.2.1.................................................................Stabilnost pokosa u koherentnom tlu 447 36.3.2.2.................................................................Stabilnost pokosa u nekoherentnom tlu 448 36.3.2.3.................................................................Stabilnost pokosa u stenskom masivu 449 36.4. Razupiranje uskih iskopa.............................................................451 36.4.1............................................................................ Opšti principi razupiranja451 36.4.2............................................................................ Razupiranje drvenom građom 452 36.4.3............................................................................ Osiguranje čeličnim talpama i profilima 455 36.4.4. Razupiranje uskog iskopa prenosnorn metalnom oplatom ............................................................457 36.5.....................................................................................Razupiranje šahtova 459 36.6.....................................................................................Podupiranje širokih iskopa 460 36.7.....................................................................................Osiguranje građevinske jame dijafragmom.........................................................................................465 36.8.....................................................................................Statički tretman osiguranja građevinske jame .....................................................................................................474 36.8.1............................................................................Poduprte zaštitne konstrukcije 475 36.8.2............................................................................Hidrostatski pritisak kod dijafragmi 476 36.9. Sniženje nivoa podzemne vode unutar građevinske jame ...........480 36.9.1............................................................................Doticanje i ispumpavanje vode 480 36.9.2............................................................................Otvoreno pumpanje vode482 36.9.3............................................................................Pumpanje iz cijevnih bunara 484 36.9.1............................................................................Pumpanje iz bušenih bunara 486 36.9.2............................................................................Proračun dotoka podzemne vode u iskop 488 36.9.3. Ostale metode sniženja i presijecanje dotoka podzemne vode.................................................................489 37. ASANACIJE NESTABILNIH KOSINA.......................................493 37.1. Osnovni podaci o klizištima i istraživanjima ..............................493 37.2. Metode asanacije klizišta.............................................................498 37.2.1................................................................................Rasterećenje i opterećenje delova klizne površine .............................................................................................498 37.2.2................................................................................Dreniranje nestabilnih kosina 501 37.2.3................................................................................Izvođenje asanacionih objekata 504 37.3. Osmatranje pokreta i efekata asanacionih radova .......................509 37.4. Neki primjeri asanacije klizišta ...................................................511 38. ANKERISANJE U TLU.................................................................. 521 38.1. Uopšteno o ankerisanju ................................................................521 38.1.1..................................................................................Historijski razvoj i definicije 521 38.1.2..................................................................................Osnovni elementi ankerisanja i vrste ankera 523 38.2. Način delovanja i prenos sile prednapregnutog

8

geotehničkog ankera ....................................................................528 38.2.1. Način delovanja prednapregnutog geotehničkog ankera................................................................528

38.2.2..................................................................................Prenos ankerne sile u temeljno tlo 531 38.2.3..................................................................................Zaštita geotehničkih ankera 531

38.3. Karakteristične primjene geotehničkih ankera..............................532 38.3.1..................................................................................Ankerisanje u podzemnim objektima 533 38.3.2..................................................................................Ankerisanje na površini terena 536 38.4. Proračun ankerisanja.....................................................................542 38.4.1..................................................................................Uopšteno o proračunu sila u ankerima 542 38.4.2..................................................................................Proračun ankerisanja u podzemnim radovima ..............................................................................................544 38.4.2.1.Proračun ankera u kaloti ..................................................544 38.4.2.2.Tunelska obloga od ankera i prskanog betona.................548 38.4.3. Proračun ankerisanja na površini terena .................................551 38.4.3.1. Proračun sile prednaprezanja ankera kod stabilizacije kosina ...........................................................551 38.4.3.2. Proračun sile zatezanja u pasivnom ankera......................554 38.4.4. Proračun sile nošenja prednapregnutih dubokih ankera..........555 38.5. Ankerni temelji..............................................................................559 38.5.1................................................................................. Proračun temelja opterećenih silom zatezanja...............................................................................................559 38.5.2................................................................................. Proračun pomoću metode sile čupanja u tlu 561 38.5.3. Proračun sile čupanja savremenim metodama teorije plastičnosti ...................................................................563 POGLAVLJE XIII SPECIFIČNE METODE TEMELJENJA ................................................... 569 39. DINAMIČKI OPTEREĆENI TEMELJI...................................... 571 39.1. Efekti vibracija na tlo.....................................................................571 39.2. Oscilacije i sopstvene frekvencije tla ............................................573 39.3. Apsorpcija vibracija.......................................................................576 39.4. Seizmičko opterećenje tla .............................................................577 39.4.1................................................................................... Seizmički proračun metodom spektralne analize ..................................................................................581 39.4.2................................................................................... Aktivni i pasivni seizmički pritisak tla 584 40. SAVREMENE METODE IZRADE PODZEMNIH KONSTRUKCIJA .......................................................................... 591 40.1. Uopšteno o podzemnim konstrukcijama ......................................591 40.2. Kontinualne dijafragme ...............................................................592 40.3. Injektiranje pomoću visokog vodnog pritiska ..............................594 40.4. Sabijanje tla vibroflotacijom.........................................................597 40.5. Osmatranje temelja naftnih platformi...........................................598 41. PODZEMNI CJEVOVODI ........................................................... 601 41.1. Pritisak na podzemne cjevovode...................................................601 41.2. Seizmički brdski pritisak na podzemne ukopane objekte.............603 42. PODUPIRANJE I PODGRAĐIVANJE ....................................... 607 42.1. Razlozi za podupiranje i podgrađivanje .......................................607 42.2. Metode podupiranja......................................................................607 42.3. Metode podgrađivanja temelja .....................................................612 42.3.1..................................................................................Podgrađivanje trakama612

temelja

kontinualnim

9

42.3.2..................................................................................Podgrađivanje

temelja pri zaštiti građevinske jame..................................................................................613 42.3.3..................................................................................Podgrađivanje temelja stubovima ili šipovima ..............................................................................................614 42.3.4..................................................................................Podgrađivanje temelja šipovima 615 42.3.5..................................................................................Pojačavanje injektiranjem 617 LITERATURA......................................................................................... 619 LISTA SIMBOLA .................................................................................... 631 INDEKS AUTORA.................................................................................. 639 INDEKS POJMOVA................................................................................ 643

Sadržaj

____________________________________________________________

TUMAČ SPECIFIČNIH IZRAZA......................................................... 647 GRČKI ALFABET................................................................................... 655 O AUTORU............................................................................................... 657

POGLAVLJE VIII

OSNOVNI PRINCIPI TEMELJENJA GRAĐEVINSKIH OBJEKATA

Mot )

VIII OSNOVNI PRINCIPI TEMELJENJA GRAĐEVINSKIH OBJEKATA

U

ovome poglavlju izloženi su osnovni principi temeljenja građevinskih objekata i neki elementi iz Evrokoda 7 (Eurocode 7), "Geotehničko projektovanje" generalni pravilnik, koji je izdao Evropski komitet za standardizaciju (1994), a kojem će se u budućnosti prilagoditi i naši standardi. Uporedo je data i sada korištena podjela opterećenja i dragi elementi iz Pravilnika o tehničkim normativima za temeljenje građevinskih objekata ("SI. list SFRJ" 15/90). Kao uvod za naredna razmatranja date su podjele i metode temeljenja, njihove vrste i moguća Primena. Pored osnovne podjele na plitko i duboko temeljenje, koja je

10

prema nekim autorima neadekvatna, navedeni su neki osnovni principi i za široko primjenjivane podzemne konstrukcije.

11

25. Uvod, opterećenja i metode temeljenja

25.'UVOD OPTEREĆENJA I METODE TEMELJENJA Temelj objekta definiše se kao sastavni dio građevinskog objekta visoko, nisko i hidrogradnje, koji je u direktnom kontaktu sa tlom, odnosno stijenskim masivom i koji prima i prenosi opterećenje sa objekta na tlo, odnosno stijenski masiv. Tlo se usljed opterećenja objekta deformiše i tako deformisano vraća na konstrukciju objekta reaktivno opterećenje. Prihvaća se i ovdje princip da ukupno aktivno opterećenje treba biti jednako reaktivnom opterećenju. Tlo i konstrukcija objekta deformišu se zajedno, radi čega je potrebno projektovanje temelja razmatrati skupa sa konstrukcijom objekta i obratno. Uzajamno njihovo razmatranje i projektovanje dovodi do povoljnijih tehničkih i ekonomskih rješenja cjelokupnog objekta. Problemi temeljenja vezani su najčešće i za velike razlike u naponima, koje prima tlo, odnosno konstrukcija objekta, koja je sačinjena od kvalitetnijeg materijala, nego što je to prirodno i heterogeno tlo. Zbog ovoga se javlja potreba za proširenjem temeljne konstrukcije koja ovisi od: (i ) veličine opterećenja, (u) vrste i osobina tla, odnosno stijenskog masiva, (i i i ) dubine temeljenja, (i v ) tipa objekta i načina prenošenja opterećenja. Projektovanje temelja započinje analizom opterećenja od konstrukcije objekta, čiji je sistem unaprijed definisan. Prema odabranom sistemu konstrukcije pronađu se sile koje trebaju da se prenesu preko temelja na pojedinim mjestima ispod objekta. Na osnovu poznatih vanjskih sila od konstrukcije objekta određuje se: (i ) vrsta temeljenja, (l i ) dubina i oblik temelja, (i i i ) specifično opterećenje, (i v ) Sleganje i konsolidacija, (v) materijal temelja, (vi ) način i organizacija izvođenja itd. Iz ovih elemenata proizlazi da za projektovanje temelja treba poznavati faktore kao što su: (a) opterećenja koja trebaju biti prenesena sa konstrukcije objekta na sistem temeljenja; (a) zahtjevi lokalnih građevinskih uslova; (b) ponašanja i naponsko - deformacione osobine tla, koje će biti podloga za usvojeni sistem temeljenja; (b) geološki i geotehnički uslovi tla. Inženjersko temeljenje je čista kombinacija mehanike tla, mehanike stijena, konstrukterstva, građevinskih disciplina, inženjerske geologije, hidrogeologije i odgovarajuće inženjerske prakse. Ovo sve skupa moglo bi se nazvati "umjetnost" temeljenja.

Temeljenje

21

VIII Osnovni principi temeljen/a građevinskih objekata____________________

25. Uvod, opterećenja i metode temeljenja

Kada se determiniše koje je temeljenje najekonomičnije, inženjer mora uzeti u obzir, kod daljnjeg projektovanja, strukturu opterećenja, uslove tla i tolerantna slijeganja. Uopšteno se temeljenje može podijeliti na: ( i ) plitko i ( i i ) duboko temeljenje. U poglavlju IX i X obrađene su ove vrste temeljenja, dok su u poglavlju XI i ХП dati načini izvođenja priboja, zagata, građevina od nasutih materijala, osiguranja iskopa, ankerisanja i asanacija klizišta. Neke specifične metode temeljenja date su u poglavlju ХШ. 25.1. SPECIFIČNOSTI GEOTEHNIČKIH RADOVA U GRAĐEVINSKOM KON STRUKTERSTVU Za projektovanje temelja neophodno je poznavanje osobina tla dobivenih u laboratoriji i/ili na terenu, sa odgovarajućim tehničkim analizama i proračunima, što je obrađeno u prvom dijelu ove knjige, u Mehanici tla. Sire promatrano, građevinsko - geotehničko inženjerstvo koristi ova saznanja i istraživanja za primjenu različitih građevinskih zahvata i tehnologija u Zemljinoj kori (Szavits -Nossan i Ivšić, 1994). Poznato je da zahvati u tlu i stenskom masivu datiraju od pradavnih vremena, a oni su izvođeni na bazi različitih tradicionalnih iskustava i rutinerstva, bez provođenja posebnih istraživanja i proračuna. Međutim, današnja tehnologija izgradnje objekata zahtijeva racionalan i savremen pristup rješavanja složenih geotehničkih zahvata u tlu i masivu. Temelj kao posebna i posljednja spona u prelaznom elementu između konstrukcije i tla može osjetno utjecati na konstrukcioni sklop cijelog objekta. U vrijeme priprema ovog izdanja u Evropi (Evropska zajednica) je pokrenuta inicijativa usklađivanja raznih evropskih propisa iz ove i drugih oblasti. Evrokod 7 (Eurocode 7 - EC 7) odnosi se na geotehničke aspekte projektovanja objekata i građevinskih radova i to sa osnovnim zahtjevima za: (i) čvrstoćom, (ii) stabilnošću, (Hi) održavanjem i (iv) trajnošću građevinskog objekta. U cilju definisanja "geotehničkih kategorija" Eurocode 7 posebno propisuje pojedinačno i detaljno zahtjeve za: faznim istraživanjem, opsegom, količinom, kvalitetom, uzajamnostima, interpretacijom rezultata, itd. Posebno značajna je i podložnost svih rezultata istraživanja stalnoj reviziji, dopuni i izmjeni, ovisno o novodobijenim laboratorijskim, terenskim, modelskim i drugim podacima kojima se treba kompletirati cjelokupna slika o podlozi za temeljenje objekta. Kao što je i uobičajeno, EC 7 predviđa također dvije faze geotehničkog istraživanja i to: (i) prethodna (preliminarna) i (ii) projektna (glavna)

22

istraživanja. Ovome treba svakako dodati i (iii) kontrolna istraživanja u fazi izvođenja i eksploatacije objekta. Prethodnim istražnim radovima određuje se opća pogodnost lokacije za predviđeni objekat ili konstrukciju, procjenjuju promjene koje mogu nastupiti izvođenjem radova, te omogućuje planiranje slijedećih projektnih istraživanja. Projektnim istraživanjem treba dobiti potrebne informacije za geotehnički zahvat, uključujući metode, lokaciju i proces izvođenja istraživanja. Moguće je preklapanje ovih dviju faza geotehničkih istraživanja, a po potrebi predviđaju se i naknadni istražni radovi, sve dok se postepenim postupkom ne riješe sve značajne osobine razmatrane lokacije. Za usvajanje geotehničkih parametara i njihovo vrednovanje potrebno je šire znanje iz savremene mehanike tla i stijena, kao i iz geologije, hidrogeologije, seizmike, ekologije i drugih bliskih oblasti. U vrednovanju i definiranju geotehničkih i projektnih parametara treba imati mjeru, s obzirom na potreban cilj i namjeru, te se kao putokaz navodi Burlandov (Burland, 1987) "trokut mehanike tla" (si. 25.1.), kojim se uspostavlja određena ravnoteža između primijenjene mehanike, Tehnički propisi mnogih zemalja bazirani su na metodi dopuštenih ponašanja tla, odnosno stijenskog masiva i realnog tla u profilu povezano sa (dozvoljenih) napona tla i stijenskog masiva. EC 7 predviđa granična stanja iznad iskustvom geotehničara. kojih konstrukcija, odnosno tlo ili masiv, više ne zadovoljava proračunske zahtjeve. NAŠ(i) ANJ « OPITI PRIMJE NJ Pritom raspoznaju se dvaPO stanja: krajnje granično stanje nosivosti (Ultimate E E NA limit state) i (ii) granično stanje upotrebljivosti (Serviceability limit states).PROF 23 [-»ISTRAŽNI Temeljenje Temeljenje TLA IS PIT IVANJA ME H ANIK IL EC 7 zahtijeva od konstrukcije i temelja odgovarajuću trajnost (Durabilitv) RADOVI A TL ATERE i propisuje projektne situacije i projektne •Tzahtjeva E RE NS KA MJE"Trokut RE NJA . MO IS KUS •AN DE LI T A SI. 25.1. mehanike tla" (Burland, 1987)

VIII Osnovni principi temeljen/a građevinskih objekata____________________

25. Uvod, opterećenja i metode temeljenja

Krajnje granično stanje nosivosti odnosi se na bilo kakav oblik sloma koji može ugroziti sigurnost ljudi. Granično stanje upotrebljivosti odnosi se na stanja iza kojih specificirani Kriterijumi upotrebljivosti nisu više zadovoljeni. Projektne situacije čine skupovi različitih fizičkih pojava koje treba studirati i dokazati da one isključuju pojavu kritičnog stanja a to su: 1) Kombinacije različitih opterećenja. 2) Prirodna okolina tla ili stijenskog masiva koja uključuje: a) efekat erozije, ispiranja i iskopa što mijenja geometriju površine tla; b) efekat hemijske erozije; c) klimatsko razaranje; d) efekat smrzavanja i formiranja ledene kore; e) efekat oscilacija nivoa podzemne vode uključujući efekat dreniranja, mogućnost plavljenja, greške u drenažnom sistemu itd; f) pojavu plinova u tlu; g) ostale efekte vremena i okoline na čvrstoću i osobine materijala; raspored i klasifikacija različitih zona u tlu i stenskom masivu, uključujući i metode ispucalosti masiva, slojevitost, kraške fenomene, rasjede, šupljine izazvane otapanjem; prirodu okoline itd.; h) potresi; i) rudarske aktivnosti; j) tolerancije u deformacijama konstrukcije; k) uticaj susjednih konstrukcija itd. Projektne situacije dijele se na stalne, privremene i izvanredne (Tornlinson i Boorman 1995; Szavits - Nossan i Ivšić, 1994; Baguelin i Boorman 1992). Projektni zahtjevi predviđaju provjeru svake moguće situacije, kao i provjeru da nije prekoračeno nijedno granično stanje. Provjera se vrši s jednom ili sa više predviđenih metoda EC 7, čiji se rezultati moraju da uporede sa odgovarajućim iskustvenim rezultatima, kada je to moguće. Trajnost konstrukcije mora se obezbijediti za predviđeni vijek trajanja radi čega se razmatraju: izloženost, upotreba i korištenje objekta, osobine upotrebljenih materijala, oblik elemenata i konstruktivnih detalja, zaštitne mjere, kvalitet rada, nivo nadzora, održavanje objekta i si. 25.2. OPŠTI PRINCIPI PROJEKTOVANJA TEMELJA Evrokod 7 predviđa četiri metode projektovanja i to:

1) pomoću proračuna; 2) pomoću propisanih mjera; 3) na bazi rezultata probnih opterećenja ili modelskih ispitivanja i 4) metodom osmatranj a. 25.2.1. PROMETOVANJE TEMELJA PRORAČUNOM Projektovanje proračunom uključuje sve proračunske modele opterećenja, pomake, osobine tla i drugih materijala, geometriju objekta i određena ograničenja, kao što su npr. prihvatljive deformacije. Svi ovi elementi modela nazivaju se projektne veličine. Kad god je to moguće, proračun treba usporediti sa osmatranjima na terenu iz prijašnjih projekata, te modelima ili analizama. Opterećenja, koja mogu biti koncentrisana, ravnomjerna i prouzrokovana pomacima (od temperature ili slijeganja), razvrstavaju se prema trajanju na: (i) trajna - stalna (G); ( i i ) promjenljiva (0; (iii) prouzrokovana nezgodama -vanredna (nepredviđeni događaji). U stalna opterećenja spadaju težina objekta i instalacija, u promjenjiva naturena opterećenja ili opterećenja vjetrom i snijegom, a u nepredviđene događaje npr. sudar vozova ili eksplozija. S obzirom na promjenu u prostoru, opterećenja mogu biti fiksna i slobodna, odnosno pokretna, a s obzirom na uticaj na tlo, trajna (dugotrajna), trenutna (kratkotrajna) i povremena (privremena). Evrokod 7 propisuje vrijednost projektnih veličina - projektnog opterećenja (Fd) - (osim zemljanog pritiska) koje se dobije direktno ili iz izraza: (25.1.)

Fd=Fk-yp,

gdje je: Fk - karakteristična veličina opterećenja, a Y p - parcijalni faktori sigurnosti za opterećenja i odgovarajući uticaj (tabela 25.1.), koji se detaljnije mogu naći u Eurocodeu 7. Parcijalni faktori sigurnosti za granično stanje upotrebljivosti iznose y F =

22

Temeljenje

Temeljenje

23

VIII Osnovni principi temeljen/a građevinskih objekata____________________

25. Uvod, opterećenja i metode temeljenja

1,0.

Parcijalni faktori sigurnosti za konvencionalne projektne situacije pri konačnom graničnom stanju Tabela OpterećenjeParcijalni faktor у,-. 25.1. Nepovoljno djelovanjePovoljno, djelovanje ;Stalno opterećenje uključivo: > težina gornje konstrukcije > tlo, stijena i voda1,0 1,00,95 1,0Promjenljivo opterećenje: > opterećenje vjetrom i nametnuto opterećenje1,31,50 Parcijalni faktori su potrebni radi uzimanja nesigurnosti materijalnih osobina i razlika između vrijednosti dobijenih "in situ" i onih utvrđenih laboratorijskim ili terenskim ispitivanjima kao i nesigurnosti vezane za stepen krutosti ili duktilnosti tla, odnosno stijenskog masiva, vremenske netačnosti kod utvrđivanja nosivosti tla ili konstrukcije, geometrijskih podataka, te uticaja raznih aktivnosti kod izgradnje na osobine tla i stijenskog masiva. Projektne veličine materijalnih osobina (parametara tla i masiva) A'rf utvrđuju se direktno ili pomoću karakteristične vrijednosti X k preko izraza: X d = Хк/ут , (25.2.) gdje je Y m parcijalni faktori sigurnosti za materijalne osobine (tabela 25.2.), koji se mogu detaljnije naći u Eurocodeu 7. Parcijalni faktori sigurnosti materijalnih osobina za uobičajene projektne situacije za konačno granično stanje Tabela 25.2.

MiiiL'riJMliic osobine tg 1,00 aproksimacijom da određenom produktu0,35 odgovara isto tako ukupno TVRDE /с > 1,25 20 Zbijen pijesak dopušteno opterećenje Dakle, vrijednosti između Kod fleksibilnih temeljnih traka ili temelja samaca, navtlu bezl naročite 1 2 1 d heterogenosti u sastavu i na međusobnoj udaljenosti pojedinih temelja većoj 210360600 linearno se inteipoliraju po Dodi 7,0 m, mogu se dopustiti diferencijalna slijeganja veličine 50%, apsolutnih Zbijen Ako jeoko razlika između stope temelja i nivoa podzemne vode manja od širine računskih slijeganja u nekoherentnom tlu, odnosno 25% u koherentnom tlu. temelja B, zadane vrijednosti smanjuju se0,85 za 50 KOHERENTNO TLO

I <

(q)

I

(q

M <

J^^/2j

B-yD M > q -B =q -B . I q.

q

(ш/,").

Vrlo zbijen pijesak

0,65

330590800 Vrlo zbijen 1,00 0,85

u nekoherentnom i koherentnom tlu, u odnosu na dopuštena slijeganja (tabela 26.3. i 26.4.).

37

Temeljenje

Temeljenje

57

26. Kriterijumi, Dimenzionisanje,

I X Plitko - direktno temeljenje

slijeganje ________________________________ i analize plitkog temeljenja

Dopuštena nosivost koherentnog tla, ako se uzme u obzir osnovno i dodatno opterećenje za širinu temelja 80 cm, a za dopušteno Sleganje 2,5 cm, može se dobiti iz izraza: Ako je dopušteno Sleganje manje od 5 cm i B manje od 1,60 m, onda se može koristiti dati izraz 26.15.

Dopušteno opterećenje za Tabela koherentno tlo J ',Ј:::ЈЛ'ШШШ:Ј(ШШ '} =opterećenje (q d ) 26.4. : (%)PrašinaKonzistencija :>Indeks konzistencije /, Indeks konzistencije'KonzistencijaVrlo mehka0,00 0,25 Mehka 20 0,50 Srednje plastična 50 Ч'а = Чl0

IIIIL dubina

Šiljka

gdje je:

49

Temeljenje

65

26. Kriterijumi, Dimenzionisanje, slijeganje

IX Plitko - direktno temeljenje

________________________________________________________________________________________________ t analize plitkog temeljenja

Sl.26.6. Dijagram uticajnog faktora vertikalnog napona ( /, ) prema Schmertmannu i dr. (1978) ( a ) , sa skicom i oznakama ukopanog temelja (b).

C, = 1 - 0,5------korekcioni faktor dubine; Д„ vrijeme - vremenski faktor puzanja; C2=L + 0,21OG,, godine 0Д A p = q - q ' = q - y D - neto opterećenje u ravni temelja; /. - uticajni faktor vertikalnih napona (si.26.6.); ДГ - debljina sloja tla;

M

- modul deformacije ( temelja.

Es

oznaka u originalu);

B iL

- širina i dužina

l

Uticaj vertikalnog napona z dobije se iz dijagrama na slici 26.6. i to za kvadratne temelje kriva = 1, a za trakaste temelje kriva ^£ > 10. Vrijednosti za pravougaone %0.5,

26. Kriteriju mi, Dimenzi onisanje , slijeganj e analize plitkog temelje nja

0, lp-F,.F2!—)t' /

___________________________ i

se izrazi dati u ovome 26. poglavlju. > Za Sleganje (pe) i rotaciju (?) koristiti slijedeće izraze:

Pe =Pe ' (еЛ

(26.32.)

1-2 —

> Determinisanje koeficijenta (faktora) sigurnosti

68

(F s)

Temeljenje

za ekscentrično opterećeni temelj:

Temelje nje

55

26. Krit erij umi , Dim enzi onis anje , slije gan je

IX Plitko - direktno temeljenje

______________

anal ize plitk og tem elje nja

> Sleganje za e = 0:

68

Temeljenje

Temeljenje

i

56

26. Krit erij umi , Dim enzi onis anje , slije gan je

IX Plitko - direktno temeljenje

______________

anal ize plitk og tem elje nja

Фм))

68

U

i

„ 2 ^ („ \

Temeljenje

Temeljenje

57

26. Krit erij umi , Dim enzi onis anje , slije gan je

IX Plitko - direktno temeljenje

______________

anal ize plitk og tem elje nja

i

(26.33.) (jedn. 26.19. 26.20.).

68

Temeljenje

Temeljenje

i

58

26. Kriterijumi, Dimenzionisanje,

IX Plitko - direktno temeljenje

slijeganje _____________________________ _____________________________ ' analize plitkog temeljenja

> Rotacija - nagib: e/ B B=TG (26.34.) gdje je: C - ВФ2 faktori ovisni o odnosu UB i dati su na slici 26.10. /3, se odnosi na vertikalno Sleganje, a В2 na rotaciju temelja (Lee, 1963; Whitman i Richart, 1967). Osim jedn. 26.34. postoje i drugi slični izrazi za iznalaženje nagiba temelja samaca, kao stoje npr. (Dolarević 1987): > Nagib u podužnoj osi temelja:

> Nagib u

(26.35.) poprečnoj, kraćoj osi temelja: Pv -e ■2 К (26.36.)

\tge2 = gdje su: в1 i62 - uglovi nagiba temelja; pv - ukupno vertikalno opterećenje, koje djeluje na temelj sa ekscentricitetom (kN);

(a) v

samaca

pokretnim

- srednja vrijednost Poissonovog koeficijenta; К г i K 2 - bezdimenzionalni koeficijenti koji ovise o odnosu strana L/B (sl.26.11.) sr

Kod ekscentrično opterećenih temelja ili traka može doći do naginjanja temelja. 2 4 6 8 Ш Ovo je kod nekih konstrukcija izuzetno 2 4 6 ODNOS 8 10 važno kao npr. kod nekih kranskih staza, DUŽINA mostova i u industrijskim objektima, sa velikim ODNOS DUŽINA opterećenjem L/B unutar objekta. Zbog naginjanja može doći do promjene L/B raspona, što može utjecati na slobodan profil, odnosno ometanje Dijagramiza određivanje slobodnog kretanja krana i dr.

L/B

Sl.26.11. koeficijenata K, (a) i K2 (b)

26.5. PRORAČUN KONTAKTNIH NAPONA ZA LINEARNU RASPODJELU Vidjeli smo u tački 12.1. i 26.2. da kontaktni naponi ovise od više faktora kao'npr. od: (i ) krutosti temeljne konstrukcije, (i i ) fizičko - mehaničkih osobina tla, (iii) veličine i raspodjele opterećenja, (i v ) veličine i vrste opterećene površine, (v) dubine temelja, (vi ) nivoa podzemne vode, (vii) dubine nestišljive geološke formacije itd. Kod proračuna slijeganja tla, pretpostavlja se linearna raspodjela pritisaka (napona) na kontaktu temelj tlo, što na ukupnu vrijednost slijeganja nema značajnijeg uticaja. Međutim, kod statičkog proračuna temelja pretpostavljena linearna raspodjela može imati veliki uticaj na rezultat te u ovome slučaju treba biti obazriviji pri proračunu temelja. U praksi je praktički nemoguće uzeti sve faktore u obzir, radi čega se često koristi pojednostavljeni način (do temelja graničnih dimenzija 4,0 m) pravolinijske raspodjele kontaktnih pritisaka (Dolarević, 1987). a) Ekscentricitet u jednoj ravni. Kao stoje poznato, ivični napon (ст12) ili pritisak (#____), za temelj opterećen ekscentrično u jednom 59

Temeljenje

71 Temeljenje

26. Kriterijumi, Dimenzionisanje,

IX Plitko - direktno temeljenje

slijeganje _____________________________ _____________________________ ' analize plitkog temeljenja

pravcu (e) i pod pretpostavkom pravolinijske raspodjele pritisaka (q), dobije se iz poznatog izraza: p, 0"l,2 = — ±

A

60

M P , P- e _ + W A W '

Temeljenje

71 Temeljenje

IX Plitko - direktno temeljenje

(26.37.) e1 i e 2 - odstojanje rezultante od osovine temelja u podužnom i poprečnom pravcu (те); BiL - širina, odnosno dužina temelja (m); M s r - srednja vrijednost modula deformacija (kN / m 2 );

61

Temeljenje

71 Temeljenje

IX Plitko - direktno temeljenje

26. Kriterijumi, Dimenzionisanje, slijeganje __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ' analize plitkog temeljenja

gdje je: P - vertikalna sila (/c/V); B - širina temelja (m); L - dužina temelja (m); M = P-e - vanjski momenat (kN m );

62

Temeljenje

Temeljenje

71

26.

IX Plitko - direktno temeljenje

Kriterijumi,

Dimenzionisanje, slijeganje

___________________________

i analize plitkog temeljenja

A = B - L - površina temelja i m 2 ); W - B- L2/6 - moment otpora za pravougaoni presjek; e = Mj P - ekscentricitet vertikalne sile opterećenja. Uvrštavanjem poznatih izraza za A i W dobije se jednadžba u poznatom obliku:

1±-

(26.38.) B P (. . 6-4 BL Pri proračunu ivičnih napona mogu nastubiti u osnovi četiri slučaja (vidjeti i 20.3.), koji su šematski prikazani na slici 26.12. > Temelj centrično opterećen, e = 0 (sl.26.12.-a), tada je cr = P/ A; > Rezultujuća sila je unutar jezgre, e < ^ (sl.26.12.-c); > Rezultujuća sila je na granici jezgra, e = %> \ ~^/bVG ~ ® (sl.26.12.-b); > Rezultujuća sila je izvan jezgra, e > , ax pozitivna, a a2 negativna veličina (sl.26.12.-d). a

I

тР+ ■ =o © j i i gj В/6 i

• - B /6©

ТП

Ili

©

6V°

Р гг+т-. %Ш

-:'-..::,-г;

w

eL

/j

/^ — j/^ ■

&в

I slučaj: i j ove uslove, a prema slici 26.16.-b iznosi:

A' =- B, ■ Ц, 2 1

gdje je: B1

=B

Г

15- 1 ^

Л

/

в

•

Stvarna - efektivna površina (A') za

(26.52.)

B

1,_------^

70

i 6 /ј^ —

Temeljenje

(26.53.)

Temeljenj e

79

IX PLITKU

- DIREKTNO TEMELJENJE

II slučaj:

y^ <

e

0,5 i

e

yg < j/^ ■

slici 26.17.-a bit će: *=\(LI+L2)B. Efektivna širina je:

Efektivna površina

(A') za

ovaj slučaj prema

(26.55.)

A' duža efektivna stranica L j ili L2 a efektivna dužina bit će:

(26.56.) L' = Li i l i Li, koja bude duža efektivna stranica. J

Veličine LL i L2 dobiju se iz dijagrama (sl.26.17.-b) ovisno o odnosima

П1 slučaj: A

&1

'/тј

< Yd 1 ^ <