PATOLOSKE Pojave Kod Potpornih Konstrukcija

PATOLOSKE POJAVE KOD POTPORNIH KONSTRUKCIJA

suttc

JOVAN PETAR MITROVIG UVOD ObavljajuCi svoju namenu prijema i podnosenja pritiska tla iii stena, potporne konstrukcije mogu - usled: nepredvidenih uticaja u terenu iii spolja; poqresno procenjenih iii precenjenih faktora pri projektovanju; gresaka pri izvodenju iii kasnije pri odrzavanju - tokom vremena, izqubiti svoje sposobnosti nosenja mase tla iii stena pa dolazi do porneranja. rotiranja, deformacija i lama potporne konstrukcije iii tla u kame je tundirana. Pomeranja, rotacije, deformacije i 10m potporne konstrukcije iii tla se cesto u praksi ponavljaju, imaju iste uzroke i manifestuju se na slican nacin, pa ih je moquce klasifikovati po vrsti: podcenjenih, precenjenih iii uopsts ne uzetih faktora, koji znatno uticu na stabilnost i funkcionalnost potporne konstrukcije. Isto taka, qreske pri izvodenju iii kasnije pri odrzavanju potpornih konstrukcija, po svojim manifestacijama svrstavaju se u grupe, koje se mogu raspoznati i klasifikovati. Ostecenia i deformacije, kao i njihovi dalji progresivni procesi u smislu radikalizacije slabljena potporne kenstrukcije, mogu se smatrati kao bolesti, odnosno patoloske pojave Svrstavanje ostecenja u vrste i poznavanje njihovog nacina manifestovanja pornaze gradevinskom strucnjaku da brze proceru stepen ostecenja i sagleda neophodne mere i cenu sanacije. Poznavanjem uzroka i posledica ostecanja po stabilnost potporne konstrukcije, umnogome pornaze izboru adekvatnih sanacionih mera, koje potpornu konstrukciju reqenorisu i osposobljavaju je za obavljanje svojih funkcija. Sve ova podseca na medicinu. Poznavanje bolesti, tj. tacna dijagnoze uslovljava odredivanje tacne terapije i izlecen]e. lstrazivac Paterson objavio je studiju u kojoj je izneo podatke istrazivanja uzroka ostecen]a gradevinskih kenstrukcija. Analizirao je aka 10.000 slucajeva ostecanih konstrukcija sagradenih ad raznih materijala i dosao do zakliucka: - ostecerua nastala usled greske projekta 37 %; - ostecenja nastala usled greske pri izvode51 %; nju radova Adrese autora: Prof. Jovan Sutic, dip, into grad., 11000 Beograd, Dalmatinska 8; Dr Petar Mitrovic, dip. inz. grad., Institut za puteve, a.d., Beograd, Kumodraska 257

MATERIJALI I KONSTRUKCIJE, 43 (9-20), 3-4 (2000)

UDK: 624.16.012.3/.4.044= 861 Naucni rad

- ostecenja nastala zbog poqresno izabranag materijala 4,5 %; - ostecenja nastala usled nedovoljnog i pogresnog odrzavania 7,5 %. Paterson dolazi do zakljucka da se aka 60 % ostecenja pojavljuju u prve tri godine eksploatacije gradevinske konstrukcije. Francuski istrazivac Louis Logeais obavio je istrazivanja na 300 osteceruh potpornih konstrukcija. Dosao je do zakljucka: - ostecenia nastala usled qreski pri dimenzionisanu temelja 25 %; ostecenja nastala usled qreski pri dimen19 %; zionisanju stuba potporne konstrukcije - ostecenja nastala usled nedostatka drenaze iii nepravilno izvedene drenaze 33 %; - ostecenja nastala usled brzlJ iii prevremenog opterecenja potporne konstrukci10 %; je tlom - ostecenia nastala usled qresaka pri sidrenju iii ankerovanju potporne konstrukcije 5 %; - osteccnja nastala usled nepazr,e pri radu 5 %; - ostecenja nastala usled dejstva ag resiv3 %, nih voda, tla iii vazduha U ovom radu obradice se patoloske pojave samo kod betonskih i armirano betonskih potpornih konstrukcija. Pojave ostecenja kod potpornih konstrukcija sagradenih ad drugih materijala (kamen, celik, plastika itd.), nece biti razmatrane u ovom clanku.

VRSTE OSTECENJA Uzroci ostecanja potpornih konstrukcija mogu se klasifikovati na osnovu prirode nastanka: - potcenjenih faktora: sile pritiska tla iii stena, sila u ankerima iii sidrima, podzemne vade, povrSinskih voda, sile seizma, spoljnjeg opterecenja, ne uzimanje iii potcenjeno uzimanje u obzir dejstva agresivnih agenasa na potpornu konstrukciju, fenomena mraza, fenomena bubrenja i skupljanja tla, nepravovremenog opterecenja potporne konstrukcije itd.; - na osnovu precenjenih fakata: nosivosti tla, nosivosti temelja iii stubova potpornih konstrukcija, nosivosti rnontaznih potpornih konstrukcija, opste stabilnosti terena, tehnologije izvodenja potpornih konstrukcija, kvalite-

9

ta materijala od kojih je sagradena potporna konstrukcija itd. ; - na osnovu faktora iznenadenja: neocskivano povecanje statickoq iii dinarnickoq spoljnjeg opterecenia, nepredvideno povecanie dejstva agresivnih cinilaca, iznenadni visevakovni intenzitet seizma, iznenadni visevekovni nivo povrSinskih voda sa statickim iii dinarnickim dejstvom (poplave), iznenadna pojava podzemnih voda tokom vremena eksploatacije potporne konstrukcije itd.; - na osnovu qresaka pri izvodenju radova na potpornim konstrukcijama; - na osnovu qresaka koje se jave usled pravilnog neodrzavanja potpornih konstrukcija (drenaze, povrsinski kanali, propusti, saniranje prslina i pukotina potpornih konstrukcija itd). U nastavku teksta opisacerno grupacije ostecenja nastale usled potcenjenih, precenjenih iii neuzetih faktora, koji uticu na stabilnost potporne konstrukcije. Redosled tretiranja ostecenia, u ovom radu, obavicerno prema ucestalosti u gradevinskoj praksi.

snije, dolazi do povecanja deformacija u tlu koje prelaze u stanje plasticnosti, odnosno u stanje' rezidualnosti deformacija. Tad se deformacije, pomeranja iii sleganje potporne konstrukcije povecavaju Poslednja faza je 10mtla. U toj fazi tlo gubi svaku nosivost. Lom tla se na potpornu konstrukciju manifestuje: znatnim horizontalnim pomeranjem, znatnim sleganjem iii rotiranjem konstrukcije oko svoje ekstremne spoljne tacke Same deformacije konstrukcije nisu velike i one se pri ovoj vrsti ostecenia manifestuju prslinama i pukotinarna, narocito ako su sagradene od armiranog betona. Znaci, ostecenie konstrukcije, koje nastaje precenjenom nosivosti tla, rnanifestuje se izrazitom rotacijom, sleganjem translacijom iii kombinacijom pomenutih pomeranja (slika 1). Elasticni opseg deformisanja tla smatra se onom kad se deformacije nalaze u intervalu:

1. Ostecenja nastala usled precenjene nosivosti tla

Navedene relacije su orijentacione. Opsezi elasticnih i plasticnih deformacija tla su razliciti i zavise ad vrste tla. Granicno stanje ravnotsze kod tla, ispod temelja, tj. stanje izmedu elasticnoq i plasticnoq opsega deformisanosti, postize se: • kod normalno nosivih tla (0DOZ > 150 kPa), pri qranicnorn stanju napona u tlu, dijagram napona je trougao (slika 2a). Tad je:

& = (0,1 - 3)% . h Plasticni opseg deformisanosti. posle koje nastaje 10m tla, nastaje kad deformacije predu granicu:

& = (2 - 3)% . h

Precenjenost nosivosti tla mozs nastati usled: poqresno izvrSene ernpiricke procene nosivosti; usled nepravilno obavljenih laboratorijskih iii "in situ' opita, sto dovodi do izbora netacnih qeotehnickih parametara ($, C, Y itd.): usled nstacnoq proracuna itd. Netacno odredena nosivost tla, tj. precenjena sposobnost nosenja potporne konstrukcije izaziva velike deformacije, kao sto su: sleganje potporne konstrukcije, rotiranje oko spoljne ivice konstrukcije, translatorno pomeranje konstrukcije iii 10m tla. Usled nedovoljno odredene nosivosti u tlu se javljaju deformacije, koje mogu, prvobitno, biti u domenu elasticnosti, sto je povoljnije za potpornu konstrukciju, jer se ona u tom slucaju manje detormise, pomera iii rotira. Ka~

'\: ~

o<

2 . 0 m:

2 LV

(j1

= 20m = --b-;

&1

A I

'"

#0' In ,w)j

\

I h

h

I

h

h

I I

+0 SLEGANJE

0'<

~ HORIZ. POMERANJE

--- ::l8 b

~

ROTACIJA

SIV

t. b

II

\ \ \

t "b-1

t

S11I

KOMBIN. POt1ERANJE

Slik« 1. Pomerenje potorne konstrukcije: a) sleganje; b) horizontelne trensleciie; c) roteclje; d) kombinoveno kretenje

a)

Slika 2. a) dijagram nepone kod norma/no nosivog

10

tie; b) dijagram nepone kod nedovo/jno nosivog tla

MATERIJALI I KONSTRUKCIJE, 43 (9-20), 3-4 (2000)