Podjela i Gradnja Potpornih Konstrukcija

UNIVERZITET U TUZLI RUDARSKO-GEOLOŠKO-GRAĐEVINSKI FAKULTET

PODJELA I GRADNJA POTPORNIH KONSTRUKCIJA

Prof. dr. sc. NEDIM SULJIĆ, dipl.ing.građ. 1

ZAVRŠNI ISPIT: 1. Položen dio predmeta “Stabilnost kosina” (modul 1) – uslov izlaska na ispit 2. Pismeni dio ispita (dva zadatka) 3. Usmeni dio ispita 4. Konačna ocjena (modul 1 + modul 2)

NAPOMENA: Pismeni dio ispita iz modula 2 (“Potporne konstrukcije”): VAŽI tokom tekuće akademske godine

usmeni dio ispita

OBAVEZE STUDENATA: Obavezno prisustvo na predavanjima i vježbama Više od 3 (tri) izostanka student NE MOŽE ostvariti pravo na potpis u indeks

2

1

Obaveze tokom pohađanja nastave:

-DVA KOLOKVIJA (2 x pismeni i 2 x usmeni)

-OBAVEZNO PRISUSTVO PREDAVANJIMA I VJEŽBAMA

-AKTIVNOST NA PREDAVANJIMA I VJEŽBAMA

3

VJEŽBE -Bodovi sa kolokvija (dva kolokvija): Svaki kolokvij nosi 20 bodova i sastoji se od 2 zadatka. --------------------------------------------------------------------------Maksimalno osvojenih bodova sa dva kolokvija: 40 bodova -Prisustvo na vježbama: Svako prisustvo na vježbi nosi 0,333 bodova (15x0,333=5,0 bodova) --------------------------------------------------------------------------Maksimalno osvojenih bodova: 5 bodova -Aktivnost na vježbama: Maksimalno tokom semestra: 5 bodova Ukupno dobijenih bodova tokom semestra:

maksimalno 50 bodova Završni pismeni ispit u strukturi ocjenjivanja:

maksimalno 50 bodova 4

2

PREDAVANJA -Bodovi sa kolokvija (dva kolokvija): Svaki kolokvij nosi 20 bodova i sastoji se do 10 pitanja. -------------------------------------------------------------------------Maksimalno osvojenih bodova sa dva kolokvija: 40 bodova -Prisustvo na predavanju: Svako prisustvo na predavanju nosi 0,333 bodova (15x0,333=5,0 bodova) -------------------------------------------------------------------------Maksimalno osvojenih bodova: 5 bodova -Aktivnost na predavanju: Maksimalno tokom semestra: 5 bodova

Ukupno dobijenih bodova tokom semestra: maksimalno 50 bodova Završni usmeni ispit u strukturi ocjenjivanja: maksimalno 50 bodova 5

SISTEM OCJENJIVANJA:

OCJENA

BROJ OSVOJENIH BODOVA

OPISNA KONAČNA OCJENA

10

95 – 100

Odličan (izuzetan uspjeh sa neznatnim greškama)

9

85 – 94

Vrlo dobar (iznad prosjeka, ali sa ponekom greškom)

8

75 – 84

Dobar (općenito dobar rad, ali sa dosta grešaka)

7

65 – 74

Zadovoljavajući (solidan, ali sa značajnim nedostacima)

6

54 – 64

Dovoljan (zadovoljava minimalne kriterije za prolaznu ocjenu)

5

Ispod 54

Nedovoljan (potreban dodatni rad za uspješno polaganje ili znatno više rada za okončanje obaveza)

6

3

Sve informacije o predmetu, kolokvijima, ispitima i rezultatima kolokvija i ispita možete naći na slijedećoj web stranici:

www.suljicnedim.hpage.com 7

LITERATURA: OBAVEZNA: 1) Suljić N.: “POTPORNE KONSTRUKCIJE”, Rudarsko-geološko-građevinski fakultet Tuzla Univerziteta u Tuzli, 2010. godina

2) Usmena predavanja

DODATNA: 1) Suljić N.: “SAVREMENI MATERIJALI ZA IZVOĐENJE POTPORNIH KONSTRUKCIJA”, IGK Planjax Tešanj, 2005. godina

2) Tanja Roje-Bonacci: “POTPORNE GRAĐEVINE I GRAĐEVNE JAME”, Građevinsko-arhitektonski fakultet Split, Sveučilište Split, 2005. godina

8

4

•Geotehničke građevine stare koliko i graditeljstvo •Građene po iskustvu

•Početak

neke trajale duže

neke nestale kroz historiju.

jednostavne i učinkovite geotehničke građevine

npr. suhozid

bez veziva, potpuno propusni za vodu, odolijevaju vijekovima i vrše zadatu ulogu

odbrambeni zidovi oko gradova i naselja

drugi vid spomenika ovih građevina

Dubrovnik, Ston (Pelješac) u Hrvatskoj i Veliki zid u Kini

9

•Danas

proračun potpornih konstrukcija

savremeni software

nove metode proračuna, istraživanje varijantnih rješenja

•Ispitivanje materijala

dokaz kvaliteta materijala prije i nakon ugradnje

nova dimenzija savremenog projektovanja

10

5

•Najsloženiji numerički modeli

tačan odabir parametara tla

najsloženiji dio za tačan geotehnički proračun

Važnost parametara tla za tačan proračun i izgradnju potpornih zidova

11

•Potporne konstrukcije

složene geotehničke građevine

dio mnogih objekata visokogradnje zidovi koji pridržavaju nasipe terena zidovi u usjecima na cestama zidovi brodskih prevodnica upornjaci mostova zidovi bazena za vodu zaštita građevinskih jama sanacija klizišta osiguranje denivelacije terena . . .

12

6

Brana Tri klanca u Kini – potporna građevina za građevinsku jamu prilikom gradnje brodske prevodnice

13

Potporne konstrukcije trajni ili privremeni, masivni ili raščlanjeni građevinski objekti osnovni zadatak da podupiru i spriječavaju od urušavanja strme zasjeke terena kao i materijal u nasipu. Obložni zidovi lakše raščlanjene ili kompaktne građevine koje treba da zaštite vertikalne ili strme zasjeke terena koji su statički stabilni od uticaja prirodne erozije. Projektovanjem i gradnjom dobijamo: -slobodni prostori u urbanim sredinama, -denivelacija terena, -sanacije klizišta, -regulacije vodotoka, -podrumski zidovi objekata sa podzemnim etažama, -osiguranje građevinskih jama (trajno ili privremeno)

14

7

•Potporne konstrukcije su i: -razne vrste zagata opterećeni hidrostatičkim pritiskom odnosno dejstvom PV •Opterećenja na Pot K: -pritisak tla iza zida, -hidrostatički pritisak, -hidrodinamički pritisak, -vanjsko opterećenje iza zida (statičko i dinamičko), -seizmički uticaji ...

•Smanjiti uticaj hidrostatičke sile

drenažni sistem i filtarski sloj iza zida

manja horizontalna sila pritiska

15

•Potporne konstrukcije: -osiguravaju i podupiru nasuti materijal koji se nalazi iza potporne konstrukcije -materijal iza zida nazivamo zasip, -širina zasipa f-ja načina na koji se izvodi potporna konstrukcija

H = visina potpornog zida H = visina između vrha zida odnosno terena iza zida i gornje površine temelja potpornog zida B = širina temelja potpornog zida D = visina temelja potpornog zida 16

8

•Projektovanje

zadovoljeni uslovi stabilnosti i nosivosti

•Način gradnje Pot K

bitan uticaj na izbor Pot K i na njenu geometriju

•Gradnja

prema revidovanoj projektnoj dokumentaciji

•Gradnja

stalan stručan građevinski i geotehnički nadzor

•Radovi na gradnji potpornog zida: -pregled terena prije početka rada, -iskolčenje, -iskop zemlje za temelje potpornog zida, -ugradnja armature i betona (kod armirano betonskog zida) -izrada betonskih ili glinenih tajača (ovalna podloga za prihvat drenažne cijevi), -postavljanje drenažnih cijevi, -izrada poprečnih ispusta drenaže, -izrada barbakana u potpornom zidu (cijevasti prodori u tijelu zida za odvođenje procjednih voda koje se skupljaju iza potpornog zida), -ugradnja kamenog filtra, -uređenje okoliša nakon završetka radova. 17

PODJELA POTPORNIH KONSTRUKCIJA •Prema načinu gradnje

ZASIPANE I UGRAĐENE

•Zasipane potporne konstrukcije: -masivni betonski zidovi, -armirano betonski potporni zidovi, -gabionski zidovi, -montažni potporni zidovi -potporne konstrukcije od armirane zemlje (najnovija vrsta potpornih konstrukcija) •Ugrađene potporne konstrukcije: -novijeg datuma -zidovi od zabijenih talpi, -armirano betonske dijafragme, -konstrukcije izvedene od zabijenih ili bušenih šipova

18

9

•Dvije vrste potpornih zidova: a) oni koji pridržavaju zasjeke u prirodnom terenu b) oni koji pridržavaju nasipe

•Vrste istražnih radova •Istražni radovi

f-ja pridržavanja prirodnog tla ili nasipa

teren i laboratorija

podaci za projektovanje

tlo iza i ispod potpornog zida detaljno ispitati

•Svaki poseban potporni zid

NOVI I ZASEBAN PROJEKAT

nema tipskog rješenja kao npr. tipske stambene kuće

19

•Prema EC7

podjela potpornih zidova u tri grupe:

a) Gravitacijski b) Zagatne stijene c) Složene potporne građevine

Zajednička osobina

kombinacija od a) i b)

opterećene jednostranim bočnim p od tla i/ili vode

20

10

21

•Potporne konstrukcije •Potporni zidovi

bitna razlika u načinu preuzimanja horizontalnih sila

sile preuzimaju uglavnom svojom masom (gravitacioni)

zidovi većih visina

koristimo sidra, zatege, kontrafori

•Potporni zid

i dio građevine (podrumski ab zid, ab dijafragme . . . )

•Potporni zid

smanjenje hidrostatičkog p (drenaže, odvodnja oborinskih voda)

•Potporni zid

zid i temelj (proračun temelja kao i kod drugih konstrukcija)

•Temelj potpornog zida

najčešće plitko temeljenje i rjeđe duboko temeljenje

22

11

AB potporni zid – plitko temeljenje 23

•Duboko temeljenje

upornjaci mostova, obalni zidovi pristaništa . . .

24

12

Zasipane potporne konstrukcije 25

•Potporni zidovi

podjela prema tipu zida:

a) masivni (gravitacijski) b) olakšani, gravitacijski (lagano armirani) c) tankostijeni (armirani) a) MASIVNI (GRAVITACIJSKI) -velike dimenzije -neracionalni za velike H

b) OLAKŠANI -lakši od masivnih -oblikovani da preuzmu zadato opterećenje (zid sa konzolom, zid sa zategom)

c) TANKOSTIJENI -AB sa proširenim temeljom sa unutarnje i/ili vanjske strane (slobodni prostor) -sa ili bez kontrafora

26

13

Ugrađene potporne konstrukcije

27

•Pojmovi kod projektovanja i gradnje potporne konstrukcije: Površina (ploha) potpornog zida: površinu potpornog zida koja prekriva dio terena i koja „drži“ tlo iza zida Nagib lica potpornog zida (nagib prednje strane zida): nagnutost potpornog zida u odnosu na vertikalu. Pozitivan nagib nagnutost izvan poprečnog presjeka, Negativan nagib nagnutost prema poprečnom presjeku Kruna (vrh) potpornog zida: najviša tačka potpornog ili obložnog zida Nožica potpornog zida: najniža tačka stope potpornog ili obložnog zida Dreniranje potpornog zida: različite mjere odvodnje vode iza zida i kroz zid (barbakane)

odvodne cijevi odgovarajućih profila u podnožju plohe zida procjedni materijal iza potpornog zida 28

14

Tajača: betonska ili glinena ovalna podloga za prihvat odnosno smještaj drenažnih cijevi Barbakane ili procjednice: cjevasti prodori u tijelu potpornog zida za odvođenje procjednih voda

sakupljene vode iza potpornog zida Slijeganje potpornog zida: promjena položaja zida u odnosu na visinske kote spuštanja jednog dijela potpornog zida ili cijelog potpornog zida Klizanje potpornog zida: translatorno tj. horizontalno pomjeranje zida u odnosu na projektovano i izvedeno stanje Naginjanje potpornog zida: otklon plohe zida od njegovog početnog položaja upravno na dužinu zida Pukotine u potpornom zidu: „otvori“ u zidu nastali zbog deformacija i pritiska tla iza zida ili lokalno zbog puzanja, 29 skupljanja ili uticaja temperaturnih razlika

•Podjela prema vrsti materijala od kojih se izvode: -kamen -beton, -armirani beton -kombinacija kamena i betona -sintetički materijali (uglavnom geomreže)

•Podjela prema načinu prenošenja opterećenja: -masivni (gravitacioni), -polugravitacione potporne konstrukcije, -potporne zidove sa konzolom, -potporne zidove sa zategom, -montažni zidovi, -ankerisani armirano betonski potporni zidovi

30

15

•Potporne konstrukcije

dijelovi raznih građevinskih objekata ili samostalni

- ab zidovi brodskih prevodnica - krila upornjaka mostova - zaštita predulaza u tunele - podrumski ili suterenski zidovi ...

•Duboko fundirane potporne konstrukcije

Df = 3 do 4 m od kote terena

•DFPotK

kontinualne, polukontinualne i diskontinualne

•DFPotK

Df f-ja tla i njegovih parametara i vrste slojeva

•DFPotK

upornjaci mostova, u pristaništima

•DFPotK

geometrija f-ja spoljnih sila

31

GRADNJA POTPORNIH KONSTRUKCIJA •Prema projektu, tehničkim propisima i normativima, nadzornim organom •Beton

kvalitet prema projektu i odredbama EC2 i PBAB

•Armatura •Temelj

prema projektu i odredbama EC2 i PBAB izbjegavati oplatu (oplata samo za zid)

•Temelj uglavnom ukopan u tlo •Oplata zida

vidne površi ravne i glatke

•Prije početka radova

NO i izvođač pregledati teren (uporedba sa projektom)

tehnologija gradnje prilagođena stvarnim uslovima terena

•Odobrenja betoniranja temelja •Razupiranje temelja •Temelj

NO (ispravan iskop, armatura)

ne smiju se ostaviti dijelovi oplate ili razupora u temelju

u beton možemo dodati i manju količinu zdravog lomljenog kamena

•Dodatak kamena

max. 30% od V temelja

32

16

Iskop za temelj potpornog ab zida

Betonirani temelj sa ankerima

Montaža oplate i armature

33

Potporni zid nakon demontaže oplate

Zasipanje iza potpornog zida

34 Potporni zid nakon zasipanja

17

•Betoniranje zida

u oplati prema projektu (konzolna ploča)

•Horizontalni prekidi betoniranja NISU poželjni •Spravljanje betona mašinski •Ugradnja vibriranjem

zbog segregacije i zbog ravnih površina zida

•Gradnja u kampadama

dilatirane

•“Šahovski” raspored kampada (na preskok) •Tajača iza zida

perforirana drenažna cijev za PV

•Drenažne cijevi

u neprekidnom padu

bitan visinski položaj

poprečni ispusti drenaže

poprečni ispust = cijev potrebnog φ kroz zid u revizioni šaht

•Revizioni šaht

beton, penjalice, montažni šahtovi

•Barbakane

prolaz vode kroz zid u rigol

•Barbakane

na svaka 2m’

obično plastične cijevi (φ 10cm)

cijevi osigurati prilikom betoniranja 35

glina d=20cm

sitni šljunak

kolovozni ivienjaci 18/24/80 cm barbakana φ100mm

2

1

geotekstil krupni šljunak drenažna cijev φ200mm

Poprečni presjek ab zida 36

18

•Filtarski sloj

iza potpornog zida (između glinovitog materijala i kamene podloge)

•Filtarski sloj

izbor materijala i debljina

laboratorijska ispitivanja

•Filtarski sloj

više vertikalnih slojeva

•Filtarski sloj

i primjena geotekstila uz nevezani materijal

•Filtarski sloj

iznad, pri površini terena,

•Glineni čep

u slojevima, optimalna w

zbija se laganim nabijačem

glineni čep d=20 do 50 cm ručni nabijači

•Nakon gradnje zida: - čišćenje od raznih otpadaka i viška materijala - uređenje okolnog terena

37

•Često potporni zidovi oštećeni

naginjanje, pukotine . . .

dejstvo vode iza zida

•Dejstvo hidrostat. p jednakim silama bez obzira na prostor koji ispunjava voda

f-ja pornih pritisaka po visini potpornog zida

•Tečenje vode usljed izvedene drenaže

•Voda iza zida

hidrostat. p iza zida se mijenjaju

kontrolisano odvesti u zonu van potpornog zida

drenažni sistem i barbakane (procjednice)

38

19

Uticaj drenaže na porne pritiske na kliznoj plohi: razlikovati pritiske vode na kliznoj plohi od pritisaka vode na zid koja utiče na dimenzioniranje zida !!!

39

Primjer izvedenog potpornog zida bez projektne dokumentacije

40

20

Obračun radova kod gradnje potpornog zida: •Iskop u m3 prema projektu, naknadnim izmjenama odobrenim od NO •Beton temelja u m3

mogućnost dodavanja kamena u beton

•Betonska tajača i drenažna cijev u m’ •Poprečni ispusti drenaža u m’ položenih drenažnih cijevi •Reviziona okna u m3 ugrađenog betona (monolitna) •Reviziona okna u m’ ugrađenih cijevi (montažna) •Barbakane u m’ ugrađenih cijevi •Filtarski sloj u m3 ugrađenog filtra •Glineni čep u m3 ugrađene i zbijene gline iza zida

41

•Projektovanje i gradnja ab potpornog zida

vrste radova:

-iskop i eventualno razupiranje iskopa, -crpljenje vode iz iskopa, -odvoz viška zemlje na deponiju, -zatrpavanje i nabijanje tla oko temelja, -betoniranje temelja (izrada, prevoz, ugradnja, njegovanje betona, armatura, sidra ...) -betoniranje tajače i drenažna cijev (prevoz, ugradnja, uređenje podloge, zaštita drenažne cijevi tucanikom ili šljunkom 1 do 6 cm -poprečni ispusti (materijal, iskop, izrada podloge, polaganje cijevi, izlivi -betoniranje revizionog okna (nabavka i ugradnja betona, cijevi, oplata, penjalice, poklopci ... -barbakane (nabavka i ugradnja cijevi) -kameni filtar (materijal i rad) -glineni čep (nabavka, prevoz i ugradnja gline)

42

-betoniranje zida (nabavka, prevoz, ugradnja, zbijanje, oplata, armatura)

21

ZASIPANE POTPORNE KONSTRUKCIJE POTPORNI ZIDOVI OD KAMENA •Kamen prirodni materijal •Potporni zidovi •Ranije

primjena od davnina

razne svrhe

obrađeni ili poluobrađenog kamen u c.m. ili krečnjačkom malt.

potporni zidovi od kamena usuho (manje važne površine terena)

•Lomljeni kamen

čvrst, postojan na mraz, bez pukotina

•Čvrstoća na pritisak kamena min. 70 MN/m2 •Obrađeni lomljeni kamen usuho •Zidanje usuho •Danas

krupniji i ujednačenih dimenzija (min. 30cm)

bitna međusobna nalijeganja kamena sa što manje klinova

zidovi od kamena u Dalmaciji (denivelacije terena)

43

Zidanje potpornog zida poluklesanim kamenom •Poluklesani kamen = obrađen dlijetom i čekićem, pravilan oblik, ravne naliježeću strane •Dimenzije različite •Tačnost obrade

spojnice unutar zida max. 3cm; spojnice na licu i dubini do 15cm max. 1cm do 1,5cm

•Gradnja u c.m. •Zaklinjavanje = umetanje sitnijih komada

nije dopušteno

•Svaki komad kamena obložen c.m. sa svih strana •Susjedni dijelovi kamena ne smiju se dodirivati •Ne smiju postojati praznine (šupljine) unutar zida

44

22

Zidanje potpornog zida obrađenim kamenom •Obrađeni kamen = potpuno obrađen po nacrtima •Spojnice max. 1cm •Spojnice

potpuno ispunjene c.m.

•Susjedni komadi kamena se ne smiju dodirivati

45

Načini zidanja potpornih zidova od kamena •Pažljiva obrada kamena i slaganje kamena •Lice zida

estetski izgled

•Lice zida

fugovanje naknadno nakon zidanja

•Tokom zidanja

odabir boljeg kamena

vanjske spojnice ostaviti prazne do dubine 5cm

•Fugovanje c.m. omjera 1:3 •Fuga (spojnica) uvučena u zid za 1cm

•Po obliku veze razlikujemo: - proizvoljan oblik veze - oblik veze pravilnih horizontalnih spojeva - “ciklopski” vez - “češki” vez

46

23

•Proizvoljni oblik veze: -fugovanje i dotjerivanje površina dlijetom

•Veza sa horizontalnim redovima: -redovi mogu biti različitih h

komadi kamena u jednom redu iste h

•”Ciklopski” vez: -kamen proizvoljnog višeugaonika -ne mora biti horizontalnih niti vertikalnih fuga -tri fuge mogu se sučeljavati u jednoj tački

•“Češki” vez: -kamena oblika pravougaonika -proizvoljne veličine kamena (duža strana horizontalna ili vertikalna) -krupniji komadi zauzimaju dva ili više redova

47

-izbjegavanje dužih horizontalnih i vertikalnih fuga

Kameni potporni zid sa horizontalnim redovima (otok Hvar – Stari grad)

Kameni potporni zid sa horizontalnim redovima (Sinj – R Hrvatska)

48

24

GABIONSKI POTPORNI ZIDOVI •Dosta česti pored saobraćajnica •Sanacija klizišta, denivelacija terena ... •Odmah preuzimanje nosive uloge (nakon gradnje) •Podnijeti dosta velike deformacije

nakon deformacije obavljaju svoju ulogu

•Korpe od pocinčane čelične žice φ 6 do 10mm ili plastificirane čelične žice •Korpe

na ivicama ojačane okruglim čelikom

•Dimenzije korpi

L=2 do 4m; B=1m; H=0,5 i 1m

49

•Pripremni radovi na gradnji gabionskog zida: - obilježavanje objekta - sječenje drveća ili zaštita drveća drvenim ogradama od oštećenja - iskop materijala prema projektu - zbijanje podloge do potrebnog Ms

50

25

•Formiranje zida

prazne korpe na mjesto zatvaranje poklopca

ručno punjenje međusobno uvezivanje žicom

Gabionski potporni zid pored saobraćajnice

•Pogodnost

estetski razlozi

uklapanje u prirodni ambijent

lice zida moguće ozeleniti

•Gabionski zidovi

gravitacioni potporni zidovi 51

Spajanje bridova korpe Korpe u raširenom i pripremljenom položaju

•Vertikalni bridovi

spajanje upletanjem žice ili posebnim kopčama

•Kopče pocinčane ili od nehrđajućeg čelika •Kopče zatvaranje

posebna kliješta ili pneumatski ručni alati

•Nakon postavljanja

bridovi susjednih gabiona vežu se na razmacima od 20cm 52

26

•Gabionske korpe

i od polimernih mreža

•Polimerne mreže

geosintetici

otpornije na vanjske uticaje, koroziju, ... od pocinčane žice

•Korpe od polimernih mreža

npr. tip Netlon, otvori 6x6cm, PE visoke gustoće

•Potreban proračun stabilnosti •Zid

blokovi (korpe) postavljene jedna na drugu

•Proračun

prevrtanje i klizanje

•Gabionski zidovi

vodopropusni

•Potrebni filtarski slojevi iza zida •Filtar •Lice zida

nema uticaja hidrostatičkog pritiska procjeđivanje vode kroz zid

od netkanog geotekstila ili krupnozrnog materijala ravno ili smaknuto po visini

•Optimalna H primjene = do 8m

53

Načini izvedbe gabionskog zida

•Lice zida izvedenog od geosintetika

zaštita zidom od betonskih blokova

•Betonski blokovi

ne treba proračun na horiz. dejstvo vode

montažni nenosivi

•Zaštita geosintetika

zasijavanje trave (vegetacija)

kod blažih nagiba

•Geotekstil (netkani)

spriječavanje zamuljenja gabionske konstrukcije

54

27

•Materijal za punjenje gabionskih korpi

bazalt, granit, tvrdi krečnjak

•Prečnik kamena veći od okna gabiona

•Kameni materijal moguće pomiješati sa zemljom

sadnja vegetacije

Rast vegetacije

jačanje konstrukcije

•Regulacija vodotoka i sanacija kosina primjenom gabiona: -bolji sitni istovrsni materijal (šljunak)

zrna 63 do 150 mm

•Gradnja većih vertikalnih zidova: -primjeniti 20% materijala zrna oko 300 mm (za čeonu stranu) 55

•Punjenje gabionskog sistema: A) kamen B) kamen sa primjesom zemlje

da nije vlažna niti smrznuta

C) eventualno drobljeni beton

A) Punjenje gabiona kamenjem: -kamen

zahtjevi izdržljivosti (čvrstoća na pritisak, smrzavanje, upijanje)

-kamen

kamenolom ili riječni

-kamen

otporan na vremenske uticaje

-kamen

optimalni prečnik za punjenje čela 1,5 do 2 x > od okna korpe kamen za sipanje iza čela

bolje kamen veće specifične težine nepropustan i tvrd

32 do 63 mm

56

28

Punjenje gabionskih korpi kamenom 57

B) Punjenje gabiona kamenom u kombinaciji sa zemljom: -kamen na čelo gabiona, a zemlja u sredini -sipki materijal (zemlja)

sadnja visokog zelenila

slojevi od 30 cm i zbija se (ručni nabijač)

-slijedeći sloj zemlje na prethodno sabijeni sloj bez blatnjave zemlje

-ispuna kamenom

sipanje zemlje (humus) na prednji dio zida

između zemlje i gabiona geotekstil

ozelenjavanje prednjeg dijela

58

29

•Glavne prednosti gabionskih zidova: -dug vijek trajanja -elastičnost konstrukcije -neograničena mogućnost oblikovanja -dobra ekološka svojstva -niže cijene od betonskih i AB potpornih zidova -brza gradnja -nema problema odvodnje PV i procjednih voda -temeljenje ne mora biti do dubine mržnjenja -visoka otpornost na vanjske vremenske uticaje (geomreža za korpu) -mogućnost gradnje i u zimskim mjesecima

59

•Elastičnost gabionske konstrukcije: -praćenje podloge

slijeganje

-podnošenje neravnomjernog slijeganja

veoma bitna osobina kod građenja na nestabilnoj podlozi veoma bitna osobina kod građenja na mjestima izloženih valovima

60

30

•Slobodan tok vode kod gabionskih konstrukcija: -propusna konstrukcija -propusnost tokom cijelog vijeka trajanja konstrukcije -nema problema sa odvodnjom voda iza konstrukcije -ne javlja se hidrostatički pritisak iza konstrukcije

61

•Gradnja gabionskog potpornog zida - REZIME: -Prvi sloj pripremiti podlogu (skinuti slojeve tla do čvrstog terena)

betonska ploča

-Sastavljanje korpi i montaža na pripremljenu podlogu ili beton. temelj (ploča) 20cm

-Vertikalni sastavi gabiona

spajanje PE užetom

-Punjenje gabiona ručno ili manjim utovarivačem uz ručno dotjerivanje

-Punjenje u tri sloja, postupno sa izravnavanjem

-Korpe u istom sloju povezujemo PE užetom

-Lice korpi izložene dejstvu UV zračenja

veća čvrstoća

zaštita bitumenskom emulzijom 62

31

63

64

32

Oblici lica zida od gabiona

Gabionske korpe obložene geotekstilom 65

Situacija klizišta na putu Ormanica – Gradačac

66

33

Situacija sanacije klizišta na putu Ormanica-Gradačac

Poprečni presjek sanacije klizišta na putu Ormanica-Gradačac

67

68

34

Izgled lica gabionskog zida i poprečni presjek na putu Ormanica-Gradačac

69

•Gabioni sa produžetkom za armiranje tla (sistem Terramesh) •Produžetak korpe za armiranje max. 5m

Sistem Terramesh

•Sistem Terramesh

sanacija slijeganja dijela puta prema UKC (Gradina)

70

35

•Projektovanje gabionskog zida

vanjska stabilnost; Fs; unutarnja stabilnost

•Veličina agregata za ispunu korpi •Proračun gabionskog zida

od 100 do 200mm (čvrst kamen) samo dipl. ing. građ. sa iskustvom

•Gabioni sistema “Terramesh”: -uvažiti sve moguće modele lomova -modeli lomova

vanjska stabilnost bloka; unutarnja stabilnost veze vanjske obloge armature

•Vijek trajanja gabiona

f-ja mreže korpe, trajnosti kamena

•Pocinčana žica sa ili bez plastificiranja

otporna na hemikalije u tlu

•Moguća lokalna oštećenja žičane obloge od plastike •Trajnost plastificiranog gabiona = do 120 godina •Gabioni u agresivnim sredinama ili vodi

obavezno plastificiranje korpi 71

Terramesh sistem: elementi izrađeni od heksagonalne mreže galvanizirane plastifikacijom, prečnik 2,7 - 3,7 mm.

72

36

Sistem Terramesh – sanacija slijeganja dijela puta Đindić džamija-UKC

73

10:1

PP-28 km 0+512,80

1:10

265,97

266,03

betonski ivičnjak 18/24 cm

-asfalt beton (AB008) ............. 3 cm -bitonosivi sloj (BNS016) ........ 4 cm -tamponski sloj ...................... 25 cm -nasip -nabijeno podtlo betonski ivičnjak 266,21 266,30 10/18 cm

266,09

kosina ozelenjena

266,25

265,31 TERRAMESH SISTEM

KVARCN I PIJESAK , SREDNJ E ZBIJEN-N ŽUTI, ASIP TERRAMESH SISTEM linija iskopa

SMEĐA GL DROBINE INA SA UKLOPC IMA OD LAPO RACA

zasip lomljenim kamenom uz zbijanje

SM EĐA GLINA, LAPORO VITA, SR EDNJE SMEĐA TVRDA GLINA, LA POROVIT A, TVRD A

drenažna cijev

φ200mm

4%

betonski temelj MB 30

Poprečni presjek na sanaciji slijeganja puta – sistem Terramesh 74

37

Klizanje po bazi

Prevrtanje zida

Nosivost podloge

75

•Način slaganja, montaže i punjenja gabionskih korpi: 1) korpe otvaramo i slažemo na čvrstoj podlozi 2) formiramo gabionski koš (prednja, zadnja i bočne strane i dijafragma) 3) rubove međusobno spajamo žicom ili prstenovima (ručno ili pneumatici) 4) montažu u nizu na ravnu podlogu i međusobno spajanje prije punjenja 5) punjenje kamenom 50 do 75mm iznad nivoa korpe (radi slijeganja) 6) gabioni na licu

punjenje u trećinama h

na svakoj 1/3 poprečna

ukruta od žice 7) nakon punjenja

poklopac zatvaramo i spojimo sa svim stranama

korpe i sa dijafragmom 8) svaku gabionsku korpu vezati za susjedne korpe

76

38

Pozicioniranje i montaža gabionskih korpi

Gabionski potporni zid i gabionska korpa 77

78

39

•Preko ugrađene gabionske konstrukcije

rast vegetacije

•Gabionske konstrukcije

zemlja

sadnja vegetacije

povećanje stabilnosti zida

potporni zidovi, hidrotehnički radovi, ...

•Hidrotehnički radovi: -regulacija vodotoka -izrada vodenih pregrada -zaštita obala od erozije

79

Ozelenjeni gabionski potporni zid 80

40

GABIONSKE KORPE OD ARMIRANOG BETONA •Brza i laka gradnja •Uspješna primjena kod saobraćajnica i sanacije klizišta

Klizište na putu u Gnojnici, općina Lukavac 81

Radovi na sanaciji klizišta na putu u Gnojnici, općina Lukavac

82

41

Radovi na sanaciji klizišta na putu u Gnojnici, općina Lukavac

10

85

15

10

15

10 10

85

b-b

c

10 25

b

83

15 100 100

a 1

1

1 rupe za vađenje iz kalupa i montažu

100

c-c

100

10

80

100

oplata u obliku lijevka

2

2

2

200

2 otvori u zidu za procjeđivanje

2

a-a

Betonska gabionska korpa 84

42

MAKADAMSKI PUT

betonska ab ploča MB30 betonski gabion

1

6

bet. ploča

betonski gabion ostaviti otvore u temelju 100x100mm paralelno sa otvorima na betonskim gabionima

šljunčani zasip

lomljeni kamen 300 do 500mm

beton MB20

B-1

2,1

4,0

Poprečni presjek potpornog zida od betonskih gabiona 85

POTPORNI ZIDOVI OD BETONA I ARMIRANOG BETONA •Kod nas najveća primjena •Masivni betonski, ab zidovi, betoski ili ab sa ili bez konzole, ab sa kontraforima ... •Lice zida se NE malteriše

bitna oplata zbog estetskih zahtjeva

•Osobine svježe betonske mase za potporne zidove: -zbijenost -stabilnost -fluidnost

•Zbijenost = sav ili skoro sav zrak tokom zbijanja treba izaći iz mase betona •Stabilnost = beton ostane homogena masa •Fluidnost = može se ugraditi u oplatu i pored armature (ab potporni zidovi)

86

43

•Svježa betonska masa za potporne zidove

potrebne mjere i uslovi:

-segregacija -vrijeme vezivanja betona -homogenost betonske mase -obradivost -količina pora

•Trajnost betonske potporne konstrukcije

f-ja pravilnog projektovanja

kvalitetan materijal i gradnja prema propisima

•Bitno dejstvo na niske temperature

f-ja broja i veličine pora

razaranje

mržnjenje brže na površini i sporije u dubinu betona 87

•Bitna korozija armature •Kvalitetan beton

(ab potporni zidovi) zaštita betonskog željeza

•Proces betoniranja potpornog zida: - isporuka i prijem betonske mase - mjere prije ugradnje betona u oplatu - ugradnja betona - njega i zaštita ugrađenog betona - mjere nakon betoniranja

•Kod većih L betonskog zida

oblikovana oplata za lice zida (valoviti oblik lica)

88

44

•Ugradnja betona u oplatu potporne konstrukcije

osnovna pravila:

a) ugradnja betona u jednakim slojevima b) v ubacivanja betona i v zbijanja da su podjednake c) v punjenja oplate zida max 2 m/h d) punjenje betona

ne smije udarati beton u oplatu (kroz cijev pumpe)

•Veoma bitan stalan stručan geomehanički i građevinski nadzor •Veoma bitna veličina zaštitnog sloja betona •Revidovan projekat •Materijal ugrađen prema onom iz projekta

89

GRAVITACIONI (MASIVNI) BETONSKI ZIDOVI •Svojom težinom preuzimaju i prenose opterećenje na tlo •Obično pravougaoni ili trapezni poprečni presjek (lice u nagibu) •Prednji prepust temelja prema vani •Pravilno oblikovanje zadnje strane zida

a) osnovni oblik

uštede i povoljniji položaj R

b) ekonomičan oblik

•Odnos između d zida na temeljnoj stopi i H zida

1:2,5 do 1:4 90

45

•Masivni zid preuzima pritisak tla iza zida

da R prolazi kroz bazu temelja

•Naponi u temeljnom tlu < dopuštenog napona tla •Masivni zidovi: -pored saobraćajnica (naročito ranije) -nisu ekonomski opravdani

mnogo betona

-danas rijetka primjena -riječna pristaništa ...

Orijentacione proračunske dimenzije masivnog zida

91

•Masivni betonski potporni zidovi

obično trapeznog presjeka

-temelj (baza) zida sa ispustima ispred zida (obično)

25 do 30 cm

smanjenje kontaktnog napona

-vrh zida

najmanje d=30 cm

radi dobre ugradnje betona

-zid preuzima horizontalni ili kosi pritisak tla -zakošenjem lica zida ili zaleđa

pomjeramo težište unazad

Izlomljena linija zadnje strane zida

smanjuje R aktivnog pritiska 92

46

•Masivni potporni zidovi

sile preuzimaju uglavnom svojom težinom

krute građevine

•Masivni potporni zidovi

veće H

za savladavanje manjih H

dodavanje kontrafora, sidara, zatega . . .

•Masivni potporni zidovi

gradnjom raznih radova (drenaža, odvodnja oborina)

smanjenje hidrastatičkog pritiska

93

ARMIRANO BETONSKI POTPORNI ZIDOVI •Najčešća gradnja u regionu i kod nas •Dva konstruktivna elementa •Potrebna ravnoteža sila

temelj i zid (konzola) težinom zasipa na temeljnu konstrukciju (iza zida)

AB zid sa osnovnim karakteristikama

94

47

•AB potporni zid

konzola uklještena u temeljnu ploču (trakasti temelj)

•Gradnja relativno jednostavna

ravne oplate

•Max. M savijanja na spojnici •Max. M

najveća potrebna arm.

čest taj presjek veće debljine (nagib lica)

Montaža oplate prilikom gradnje ab potpornog zida

•Potporne AB konstrukcije

95

kod gradnje infrastrukturnih objekata u gradovima

podzemna željeznica, podzemna parkirališta, trgovački centri . . .

•Gusto izgrađene urbane sredine

potporne građevine u punom izražaju

potporni zidovi i NAROČITO ugrađene potporne konstrukcije

96

48

Stambeni objekat

B-1 SLOJ GLINE

1,1

Ulica

372,47

372,25

II SPRAT

Izvedeni torkreti i ankeri

1 3,1

DROBLJENI KAMEN

2

AB POTPORNI ZID Z1

B-2

R-1 368,50

I SPRAT

1,8 6,1 2,7

AB POTPORNI ZID Z2

AB zid visine H=2,60 m

PRIZEMLJE

4,7

1,7

3 362,10

4

PV

R-3

6

6,0

3

SUTEREN

3,6

7,0

5,0

1,6

6,2 AB TEMELJNA PLOČA

5

3 5

365,255

B-5 Ulica centar

DRENAŽNA CIJEV DN 250 mm

2

2

3,6

5 6

TP DRENAŽNA CIJEV DN 250 mm

Hotel u Srebrenici – projektno rješenje i gradnja 2010. godina primjena ab potpornih zidova kao dijela konstrukcije objekta 97

Gradnja ab potpornog zida sanacija klizišta u ulici Mehmeda Ibrahimovića u Srebreniku 98

49

Gradnja ab potpornog zida sanacija klizišta u ulici Mehmeda Ibrahimovića u Srebreniku 99

2 .5 0

0

6.

24

+0 _ .0 0

r=

24

23

22

1

21 -2 .7 0

20 - 3. 00

19 18

1 17

2

2

16

3 4

5

6

7 891 0 11

12

13

14

15

Model ab potpornog zida sa kliznom ravni sanacija klizišta u ulici Mehmeda Ibrahimovića u Srebreniku 100

50

betonski kanal naboj gline

slojevi puta

sitni šljunak

netkani geotekstil (g=200g/m2) krupni šljunak drenažna cijev φ200mm sloj laporca

Poprečni presjek ab potpornog zida sanacija klizišta u ulici Mehmeda Ibrahimovića u Srebreniku

101

•Visoki ab potporni zid •Smanjenje debljine zida

geostatički proračun

veća d zida

gradimo kontrafore (poprečna rebra)

statički sistem kontinualne ab ploča sa tri strane uklještena

•Kontrafori (rebra) ispred ili iza zida •Manja d zida •Kontrafori

rad na izvođenju složeniji (oplata i armatura rebra) uštede u betonu (manja geometrija presjeka)

•Dimenzije temelja ab potpornog zida : -zadovoljeni uslovi deformacije -zadovoljeni uslovi dopuštenih napona -stabilnost zida protiv klizanja

102

51

AB zid sa kontraforima

AB zid sa rebrom (kontrafor)

•Kontrafori na razmaku ½ H do ¾ H •Debljina kontrafora min. 25 cm •Zidovi sa kontraforima

opterećeni kao i “klasični” ab zidovi

•Povećanje stepena uklještenja

zidovi sa kontraforima izvedeni sa vutama

103

AB potporna konstrukcija sa kontraforima 104

52

•Veća sigurnost protiv klizanja ab zida sa kontraforima: -temelj izveden sa “zubom” (greda) -temelj izveden u nagibu

Povećanje sigurnosti protiv klizanja zida

105

Kameni potporni zid ojačan betonskim kontraforima (otok Hvar – Stari grad) 106

53

POTPORNI ZID SA KONZOLOM •Smanjenje težine potpornog masivnog zida •Konzola

zasipni materijal na konzoli

na dio zida ispod konzole

•Zid sa ab konzolom

gradnja ab konzole povoljnije usmjerenje R sila

manja ukupna sila aktivnog pritiska

pogodan kod visokih betonskih zidova

(manje betona)

107

Dijagram momenata

Potrebna armatura

108

54

•AB konzola

težina nasipa na konzoli povećava G zida dio zida ispod konzole

težište ka nazad

manji pritisak tla

Aktivni pritisak tla zida sa ab konzolom i zid sa više ab konzola

109

110

55

111

POTPORNI ZID SA ZATEGOM •Kod gravitacionih zidova •Zatega

smanjenje G

ugradnja zatege na određenoj H

preuzima horizontalnu komponentu pritiska zasipnog meterijala

manja geometrija gravitacionog zida nego bez izvođenja zatege

•Uloga zatege slična ab konzoli

112

56

•Zatega

u ab gredu ili serklaž u potpornom zidu

•Dimenzije betonskog bloka

drugi kraj u betonski blok

osigurati potreban otpor sili zatege

•Međusobni razmak zatega obično od 1,5m do 4m duž potpornog zida •Zatege čelične

izolacija bitumenom ili drugim materijalom

trajnost

Geometrijske karakteristike zida sa zategom

•Potrebna L zatege određena uglovima sa slike •Preporuka

da se ne povećava akt. pritisak

zajedničko sidrenje zatega u ab zidić (duž potpornog zida)

•Postojanje pasivnog otpora

113

mora doći do pomaka

•Regulisanje pomaka

prednaprezanjem zatege

•Prednaprezanje zatege

aktiviranje pasivnog otpora prije nego zid preuzme opt.

•Nakon postizanja pune sile u zatezi postiže se manji dio pomaka

manji dio pomaka zajedno sa izduženjem zatege

omogućavanje zidu dovoljan pomak za aktiviranje minim. aktiv. pritiska

Dijagram pasivnog otpora iza sidrenog bloka ili zida 114

57

•Sidreni blok

dimenzionisanje

mora preuzeti potrebnu silu zatezanja

•Bitan detalj mjesta usidrenja zatege -za sidreni zid

dimenzionisati ga kao nosač kojem su mjesta sidrenja oslonci treba ga armirati

•Kada nije moguća izvedba sidrenog bloka

gradnja geotehničkog sidra

-u zidu ugraditi ležaj za glavu sidra -oblik ležaja f-ja vrste sidra -sidrišno tijelo izvesti izvan aktivnog kliznog klina

Potporni zid usidren geotehničkim sidrom u prostor iza kritične klizne plohe

115

•Gradnja zida sa zategom

gradnja ab grede u zidu, betonskog bloka i zatege

novi radovi u odnosu na masivni zid bez zatege manje betona u masivnom zidu

•Potporni zid sa zategom

kod pristupnih rampi na mostovima

dva paralelena zida

međusobno povezati zategama

116

58

POTPORNI ZIDOVI SA GEOSINTETIČKIM MATERIJALIMA •Prvi zid 1965. godine u Francuskoj •Racionalizacija i sigurnost

čelične galvanizirane trake

veći kvalitet

manja cijena koštanja

•Potporne konstrukcije: -armirano tlo (sa ili bez obloge) -teksol (prije 15-ak godina)

•Armirano tlo

poseban način izvođenja zidova

sličnost sa armiranim betonom

•Armatura: -rebraste čelične galvanizirane trake -geomreže -geotekstili -teksol (plastificirani konac pomiješan sa pijeskom) -sistem Terramesh 117

Neke od primjena armiranog tla Model sa licem od papira – - armiran listovima papira

Primjena u gradnji: a) Završetka nasipa – upornjaci mosta; stub mosta duboko temeljen b) Nasute brane; odbrambeni nasipi c) Kosine terena i potporni zidovi d) Obale plovnih puteva i pristaništa e) Skijaške skakaonice itd

118

59

Potporna konstrukcija od geosintetika

•Gradnja

naizmjenično postavljanje hor. slojeva tla i geosintetika

•Prednosti: -za udaljene lokacije gradnje zida -cijena manja od betonskih zidova -ne treba teška mehanizacija -ne treba posebno obučena radna snaga -zidovi fleksibilni

nisu ugroženi slijeganjem tla 119

-propusni

•Trenje između tla i geosintetika

max. naprezanja na zatezanje

•Zadovoljavaju i stroge estetske zahtjeve •Lice zida od nenosivih elemenata

estetski zahtjev Francuski inženjer Vidal (1965)

Potporne konstrukcije – armirana zemlja

•Razmak slojeva geosintetika •Gradnja

f-ja njegove čvrstoće i bočnog pritiska iza zida

postupno (od dna ka vrhu)

•Tlo za armiranje

γ > 18 kN/m3

φ > 25o 120

60

Armirano tlo

•Nasipni materijal nevezano tlo •Nevezano tlo

dobro prijanja uz armaturu filtrirajuće osobine

•Potporni zid od armiranog tla

NE dimenzionira se na hidrostatički pritisak

121

Potporni zid armiran geotekstilom sa ozelenjavanjem lica zida

122

61

Vrste geosintetičkih materijala •Prema namjeni za koje se upotrebljavaju: a) geotekstili b) geomreže c) geomembrane d) geokompoziti a) Geotekstili •Posebno složena i učvršćena vlakna •Funkcije

razdvajanje, armiranje, filtriranje i dreniranje

123

•Tkani i netkani geotekstili •Tkani •Netkani

od dva ili više nizova vlakana

isprepleću se nizovi

mehaničkim, hemijskim ili termičkim spajanjem vlakana

•Tkani čvršći od netkanih geotekstila

armiranje tla

tkani geotekstili

•Spajanje geotekstila: preklapanjem, zavarivanjem i šivanjem

Preklop geotekstila kod spajanja

124

62

b) Geomreže •Geosintetik otvorene građe •Osnovni zadatak

armiranje

rijetko za razdvajanje

•Geomreže nosive u jednom ili u oba pravca (jednoosne i dvoosne) •Više načina proizvodnje geomreža

najjednostavniji je bušena folija bez ikakve obrade, i zavarivanje vlakana ili traka prethodno položenih na razmake

Dvoosna geomreža

Primjena geomreža u tlu

125

c) Geomembrane •Nepropusne folije

brtvljenje radi prolaska vode i gasa

•Geomembrane od PEHD, PVC, PP ... •Geomembrane

bitumeniziranjem netkanih ili tkanih geotekstila

ova proizvodnja moguća i na samom gradilištu

•Debljina različita

0,25mm do 2,50mm (čak i do d=15mm)

•Širina od 2,0m do 5,50 (rolne)

126

63

127

d) Geokompoziti •Složeni materijali

geotekstil i geomreža ili geomembrana i geomreža ...

•Uloga: -dreniranje -filtriranje -brtvljenje -armiranje -kombinacije gore navedenih

128

64

Osobine geosintetika •Zadatak armiranje, dreniranje, filtriranje, brtvljenje, razdvajanje

osobine

•Osobine geosintetika: -fizičke osobine -mehaničke osobine -hidrauličke osobine -prema okolišu •Druge bitne osobine: -otpornost na kidanje i probijanje -mogućnost izrade spojeva -otpornost na bakterije -otpornost na ekstremne T ...

•Ispitivanja geosintetika

norme pojedinih zemalja

•Međunarodne organizacije

propisi ispitivanja (RILEM, EDANA)

129

Fizičke osobine geosintetika •Dužina i širina -geotekstili u rolnama širine do max. 5,50m -geotekstili L od 50m do 150m (rolne)

•Površinska masa -najčešća orijentacija za projektanta (g/m2) -preciznom vagom vagamo masu uzorka poznate površine

•Debljina -pritisak pod kojim se mjeri d geotekstila iznosi 2 do 20kPa (f-ja norme) -d geotekstila = udaljenost između referentne plohe na koju se postavlja uzorak geotekstila i ploče koja je stavljena na njega i koja stvara pritisak 130

65

Mehaničke osobine geosintetika •Zatezna čvrstoća i izduženje -najvažnija osobina geosintetika -ispitivanje zatezne čvrstoće

sposobnost armiranja mjerimo deformaciju ili istezanje

-modul krutosti = odnos naprezanja i izduženja -temperatura bitan učinak na zateznu osobinu geosintetika

•Otpornost na paranje -paranje geosintetika prilikom ugradnje (pukne jedna nit i onda ostale) -ispitivanje trapezoidnim pokusom (uzorak trapeznog oblika)

•Trenje geosintetika -veoma bitno

na dodirnim plohama geosintetika i tla

-trenje f-ja hrapavosti, oblika i veličine zrna, prisutnosti vode u tlu ... -ispitivanje u kutiji za smicanje (sila potrebna da izvuče geosintetik iz tla) 131

Hidrauličke osobine geosintetika •Permitivnost i transmisivnost •Permitivnost -za filtriranje poznavati propusnu moć geotekstila -uticaj opterećenja

smanjuje se d geotekstila

uvodimo pojam

permitivnosti umjesto koeficijenta vodopropusnosti -hidraulička permitivnost = vodopropusnost geotekstila upravno na njegovu ravan Ψ=kn / d Ψ - permitivnost, kn – koeficijent vodopropusnosti u smjeru upravnom na geotekstil, d – debljina geotekstila. -suština ispitivanju vodopropusnosti geotekstila pod const. vodenim pritiskom -ispitivanjem mjerimo Q vode kroz geotekstil (1 ili izuzetno 2 geotekstila) 132

66

•Transmisivnost -vodopropusnost geotekstila u njegovoj ravni

bitno kod dreniranja

-transmisivnost = propusnost geotekstila u njegovoj ravni Θ=Q * L / ∆H * W Θ - transmisivnost (m2/s), Q - protok (m3/s), L – dužina geotekstila (m), ∆H – razlika pritiska (m), W – širina geotekstila (m) -ispitivanje mjerenje Q vode kroz geotekstil pod const. hidrauličkim p i različitim normalnim p

133

Osobine otpornosti geosintetika prema okolišu •Uticaji na geosintetike

temperatura, hemikalije, bakterije i svjetlost

•Postoje određene metode ispitivanja geosintetika •Bitan uticaj okoliša na geosintetike

armirano tlo

potporna konstrukcija

•Otpornost prema temperaturama -visoke i niske T (ispitivanje prema američkim propisima ASTM) -visoke T

geosintetik u asfaltogradnji (vruć asfalt)

-niske T

gubitak elastičnosti geosintetika

krti lom

•Otpornost prema hemikalijama -prema američkim propisima ASTM -ispitivanje

geosintetik izložen određenim hemikalijama tokom

različitog vremena -standard propisuje 50 raznih hemikalija

134

67

•Otpornost prema bakterijama -ispitivanja na više vrsta geosintetika -bitno kod armirane zemlje

razne bakterije tokom vremena

bakterije u tlu

-utiče na vijek trajanja i stabilnost potporne konstrukcije

•Otpornost prema svjetlosti -bitna otpornost prema UV zrakama -prema ASTM

ponašanje geosintetika pod dejstvom svjetlosti

-posebno osjetljiv geosintetik od PP -bitan odabir polimera od kojih je proizveden geosintetik

135

Funkcije geosintetičkih materijala a) Razdvajanje b) Armiranje

geomehanički različitih materijala slabog tla i dijelova građevine

c) Filtriranje d) Dreniranje

odvodnja

e) Brtvljenje

izolacija

a) Razdvajanje -između dva materijala sa različitim osobinama -nevezani zrnasti materijal stavljen na meko tlo

propadanje zrna

-preovladavale bi osobine mekog tla

136

68

-suština razdvajanje

ne miješanje lošeg i dobrog tla

-najbolji geotekstili (porozna građa) -razdvajanje geomrežama

bitna vrsta kamenog nadsloja

uklještenje zrna u otvore geomreže -geomreže kod slabo nosivog tla

b) Armiranje -geosintetik ima zateznu čvrstoću

tlo nema

-slično kod armiranog betona -postoji membranski tip armiranja i sidreni (smičući) tip armiranja Membranski tip armiranja: -geosintetik na stišljivoj podlozi i dejstvo vertikalnog opterećenja Sidreni (smičući) tip armiranja: -zbog dejstva trenja između geosintetika i tla 137

Uklještenje kamenih zrna u otvore geomreže

•Pri malim opterećenjima

geosintetik između zrnastog materijala i mekog tla

-geosintetik poboljšava rasprostiranje opterećenja

manji ugibi

-geosintetik spriječava prodor mekog tla u šupljine kamenog materijala

•Pri velikim opterećenjima

geosintetik uzmeđu zrnastog materijala i mekog tla

-povećano zatežuće naprezanje u geosintetiku -geosintetik razdvaja kameni materijal

spriječava miješanje 138

69

Armiranje temeljnog tla Behrambegova medresa u Tuzli – 2005. godina

139

•Kod potpornih konstrukcija

uglavnom geomreže

armirano tlo

-uklještenje kamenih zrna u otvore geomreža -stvorena međupovršina sa velikim trenjem

armiranje tla

-modul krutosti geomreže > modul krutosti od geotekstila -modul krutosti

bitan uticaj na armiranje tla

c) Filtriranje -geotekstili i neki geokompoziti (nalazi se geotekstil) -prolazak vode kroz geotekstil okomito na njegovu površinu i zadržavanje čestica tla -bitno kod izvođenja filtarskog sloja iza potporne konstrukcije (AB ili beton) -struktura geotekstila dovoljno otvorena za prolaz vode i dovoljno gusta za spriječavanje prolaska sitnih čestica tla -vodopropusnost geotekstila -bitan granulometrijski sastav tla -uporedba

izraziti pojmom permitivnosti naročito najsitnijih frakcija

140

najsitnije čestice tla i otvori u geotekstilu (pore)

70

d) Dreniranje -ravnoteža geotekstil i tlo dopuštena slobodan tok vode bez gubitka čestica iz tla u ravni geotekstila tokom neograničenog vremena -bitna transmisivnost geotekstila -koristimo debele netkane geotekstile

imaju znatnu poroznost

e) Brtvljenje -spriječava se prolaz vode i vodene pare unutar građevine -geomembrane -veoma bitna osobina

zgradarstvo, mostovi, tuneli, HG, deponije ...

-vodonepropusnost geomembrane (k < 10-11 cm/s) -bitna i mehanička otpornost

141

Armirano tlo •Vrsta potporne konstrukcije •Armatura ugrađena u tlo iza zida •Lice sa ili bez obloge (obloga nenosiva) •Armirano tlo

u tlo postavljamo umetke (preuzimaju napone zatezanja)

•Armiranjem tla (potporni zid)

moguće i vertikalno lice zida

•Osobine armature: -trenje (tlo-armatura) -odnos napona i deformacije -uticaj okoline na armaturu (hemikalije, toplota ...)

•Armatura: -metali -fiberglas -geosintetici

142

71

•Metalne armature -galvanizirani čelik i nehrđajući čelik -korozija metalnih armatura (oštećenje, rupičavost armature) -galvanizirane trake traju koliko i cinčana zaštita -nehrđajući čelik

oprez prilikom rada

oštećenja

rupičavost

•Armature od fiberglasa -fiberglas = kompozitni materijal od orijentisanih staklenih niti prelivenih smolom -velika žilavost i stabilnost na koroziju -trajnost konstrukcije max. 100 godina

143

•Sintetičke armature -geomreže i tkani geotekstili -za armiranje tla

bitne mehaničke osobine

faza izrade vlakana

-armatura preuzima opterećenje od konstrukcije -sintetici

imati veliki modul elastičnosti i malo puzanje

dobro orijentisane niti

min. deformacija

-hemijski i biološki otporni (agresivno tlo) -lice zida ozeleniti ili nenosiva obloga lica zida

Nenosiva obloga lica zida od armiranog tla

144

72

•Tip lica zida

f-ja projektovanog vijeka trajanja i upotrebe građevine

•Vijek trajanja preko 100 godina •Armiranjem tla nastaje zatezanje u armaturi

slijedeći slučajevi:

-armiranje sa idealno neistegljivom armaturom (čelična traka) -armiranje sa idealno istegljivom armaturom (geosintetik – geomreža)

•Potporna konstrukcija od armiranog tla

geomreže i slojevi nevezanog tla

•Geomreže za potporne konstrukcije: -jednoaksijalne (primaju veću silu zatezanja u jednom pravcu) -dvoaksijalne (primaju istu silu zatezanja u oba pravca)

•Potporne konstrukicje •Armiranje temeljnog tla

uglavnom jednoaksijalne geomreže dvoaksijalne geomreže 145

Potporna konstrukcija od armiranog tla

•Najvažnije osobine geomreža: -otpornost na zatezanje (β βz) -dilatacija (εε)

•Potporne konstrukcije

mjerodavan podatak veličina ε pri vršnoj čvrstoći

•Potporne konstrukcije

geosintetici sa što manjom ε 146

73

Tabela: Vrijednosti čvrstoće na zatezanje i dilatacije kod geomreža ČVRSTOĆA NA ZATEZANJE (βz)

DILATACIJA (ε)

VRSTA GEOMREŽE Geomreže od poliestera

>40 do 200 kN/m

40 do 110 kN/m

80 do 1200 kN/m

100 do 1800 kN/m

60mm

nema rasta vegetacije

Zemlja kao materijal za ispunu

Mreža za zaštitu od erozije

150

75

Oblikovanje lica zida panelima i čeličnim ugaonicima

151

Nenosivi blokovi na licu zida

152

76

Estetsko oblikovanje u okolni ambijent 153

Osnovni mehanizam armiranog tla •Armirano tlo

široka primjena u građevinarstvu (potporni zidovi, upornjaci mosta, nasipi, temeljenje ...)

•Uglavnom prihvatljiva ekonomska i tehnička rješenja •Uporedba “klasične” betonske potporne konstrukcije i armiranog tla

Betonski potporni zid

Potporni zid-armirano tlo

154

77

•“Klasičan” potporni zid

vanjska podupora

•Potporni zid (armirano tlo)

dio poduprte mase tla (nosiva konstrukcija)

različita ponašanja armiranog tla od “klasičnih” potpornih konstrukcija

Analogija direktnog smicanja

•U tlu se javlja aktivna i pasivna zona pritiska

granica klizna ploha

•Tokom gradnje naponi u armaturi rastu sa rastom konstrukcije 155

•Ako su naponi u armaturi manji od čvrstoće tla •Dodatno opterećenje

dodatni naponi zatezanja u armaturi

granično opterećenje

•Mehanizam loma

konstrukcija STABILNA

armatura postaje plastična

kada sve armature duž klizne plohe postanu plastične

do tada nema pomjeranja krutog bloka OAB

156

78

Trenje između tla i armature •Mehanizmi interakcije između tla i armature: a) klizanje po armaturi b) izvlačenje armature

Mehanizmi interakcije između tla i armature: a) klizanje tla po armaturi-odgovara ispitivanju direktnog smicanja, b) izvlačenje armature-odgovara ispitivanju izvlačenja

•Trenje između tla i armature

f-ja fizičko-mehaničkih osobina tla i oblika i krutosti armature

•Trenje

odrediti u laboratoriji opitom izvlačenja i direktnog smicanja 157

•Armiranje tla u slojevima (sloj po sloj) •Položaj horizontalne armature

f-ja potencijalnih kliznih površina

•Armirano tlo zasnovano na trenju između armature i tla •Dosta istraživanja zadnjih 40-ak godina (Schlosser 1978 ...)

utvrđeno mehanizam trenja 3D i povezan sa dilatacijom tla

•Direktnim smicanjem odrediti koeficijent trenja između tla i armature, po izrazu: Ups= τ / σv Ups – koeficijent trenja između tla i armature τ – smičući napon σv – vertikalni napon

158

79

•Eksperiment izvlačenja: -armatura umetnuta između gornjeg i donjeg tla -sila pomaka i čupanja mjeri se tokom eksperimenta -koristi prethodni izraz za koeficijent trenja Ups

Kutija za smicanje – presjek i izgled

159

Gradnja potpornog zida sa geosintetičkim materijalima •“Klasičan” potporni zid

priprema podloge, iskop za temelj, podloga ispod temelja, oplata i armatura za ab zid, betoniranje, njega betona

puno operacija rada

spora gradnja

f-ja nosivosti nakon očvršćavanja betona

•Potporna konstrukcija od armirane zemlje: -prvi sloj geosintetika direktno na podlogu (uklnoti samo humus) -izuzetak tlo loše nosivosti (zamijeniti loš materijal i zbiti) -bez teške mehanizacije -bez posebno obučene radne snage -uklapanje u prirodni ambijent 160

80

•Tri faze gradnje potporne konstrukcije od armiranog tla: Prva faza gradnje: -postaviti vanjske čelične L nosače i na njih daske (oblikovanje lica zida) -geosintetik na tlo i preko daske

dovoljno za preklop

-rolnu odmotavati po dužini ili po širini -preko geosintetika

da imamo manji broj spojeva

zemljani materijal i mašinski zbiti

-paziti da ne oštetimo geosintetik prebačen preko daske

161

Druga faza gradnje: -prebačeni dio geosintetika preko daske preklopiti preko tla -dosipati materijal do nivoa daske (oplate) -mašinski zbiti materijal

162

81

Treća faza gradnje: -izvaditi daske i čelične podupirače -ponavljati postupak za svaki slijedeći sloj

163

•Oblikovanje završnog sloja potpornih zidova od armiranje zemlje:

•

Preporuke za gradnju potpornih zidova od armiranog tla:

1) U donju polovinu zida ugrađivati prvo tanje slojeve debljine oko 23cm, a potom deblje slojeve oko 30cm 2) U donju polovinu zida geosintetik veće površinske mase (400 i 500 g/m2) 3) U gornju polovinu zida ugrađivati prvo tanje slojeve debljine oko 23cm, a potom deblje slojeve oko 30cm 4) U gornju polovinu zida geosintetik manje površinske mase (300 i 500 g/m2) 164

82

TEKSOL •Novi postupak ojačanja pijeska pomoću sintetičkog konca •Dobija se novi materijal

izrada obložnih i potpornih konstrukcija

•Pijesak i sintetički konac miješaju se na mjestu ugradnje

tehnološki postupak (mehanički, pneumatički, hidraulički) dva izmješana materijala su sjedinjena

homogena mješavina

T E K S O L •Sintetički konac bez prekida •Veza između S i konca

kontinualan i dugačak

bolja veza sa pijeskom

princip ankerovanja i povezivanja

165

Prikaz povezivanja pijeska i sintetičkog konca

•Konac ugrađen u S (mineralna masa)

stvara mrežu

> otpornost S

•Teksol

propustan za vodu i otporan na mehanička dejstva

•Teksol

zadržava prirodni izgled S i dobra je podloga za vegetaciju

ozeleniti lice zida kao kod armiranog tla

•Teksol

prvi puta u Francuskoj 1992. godine (sanacija manjeg klizišta)

166

83

•

Materijali potrebni za izvođenje potpornih konstrukcija principom teksola:

a) Pijesak postupkom teksol se pojačava (veće otporne karakteristike) bolje koristiti krupniji pijesak (0,20 do 2,00 mm)

b) Sintetički konac poliester ili polipropilen

izuzetno velike L

d konca obično 0,10 mm da primi silu zatezanja od 500 do 2000 kN

•

Omjer mješavine S i konca od 0,10 do 0,20% težinske količine konca u odnosu na suhu γ S

•

Konac doziramo pomoću jedinice desiteks (g / km)

•

Desiteks = L konca 1km mase 0,10 grama 167

•Konac u masi S daje efekat kohezije u S •Kohezija (c)

vezivanjem zrna S pomoću konca

mehanička veza koja zamijenjuje c u nevezanom materijalu

•Konac između zrna S stvara dodatnu vezu tj. c

trenje S ostaje isto

•c zavisi od količine doziranog konca u masi S (c uglavnom od 100 do 300 kN/m2)

•Nakon primjene teksola za obložne ili potporne konstrukcije obavezno:

štititi konstrukciju od erozije pomoću vegetacije

168

84

Poprečni presjek potporne konstrukcije primjenom postupka Teksol

Statički proračun potporne konstrukcije od Teksola •Provjeriti na: a) opštu stabilnost prirodnog terena i konstrukcije -opšta stabilnost terena metodom (npr. Bishop-a, Felinius-ova ,,,)

provjera ispod i kroz potpornu konstrukciju

169

b) smičuća otpornost potporne konstrukcije na spoju zida sa tlom (A-B)

Provjera stabilnosti terena i zida

Sile koje utiču na smičuću otpornost zida

170

85

Tehnologija rada izvođenja postupka Teksol: •Specijalnom mašinom sastavljenom iz dva dijela •Jedan dio dovodi S

drugi dio izbacuje konac

•Dovod S mehanički, pneumatski i hidraulički •Izbacivanje konca

hidrauličkim putem pod p

•Miješanje S i konca na mjestu ugradnje •Potporna konstrukcija gradi se u horizontalnim slojevima d po 10cm •Svaki sloj ojačanog S zbijamo platvibratorom

•Specijalna mašina ima pokretnu strelu

pokretna od nožice do vrha zida

•Pomoću strele moguće miješanje S i konca na raznim H zida u horiz. slojevima

•Specijanom mašinom moguće izgraditi oko 600t materijala od S i konca za 1 dan 171

UGRAĐENE POTPORNE KONSTRUKCIJE •Za gradnju NE treba prvo iskopati tlo pa ga poslije zasipati •Određenim tehnologijama gradnja direktno u tlu •Pogodnost na nepovoljnim lokacijama

blizina postojećih susjednih objekata gradnja u vodi

•Sklop relativno tankih talpi koje se pobijaju u tlo

razlika od zasipanih

Ugrađena ankerisana potporna konstrukcija a) slobodno podupiranje donjeg kraja b) čvrsto podupiranje donjeg kraja

172

86

•Ugrađene potporne konstrukcije znatno fleksibilnije od zasipanih

•Donji kraj talpi

pasivni otpor tla

•Gornji dio talpi

ankerisan

•Znači

BITNO !!!

donja i gornja strana talpi NEPOKRETNA

pomjeranje talpi ili priboja samo savijanjem u horiz. pravcu najveće pomjeranje

sredina visine talpi ili priboja

173

•Projektovanje

odrediti H do koje moramo pobijati talpe

bočni oslonac

•Poznavati intenzitet sila koje djeluju i max. M savijanja talpi

•Gradnja

prefabrikovani elementi se pobijaju posebnim uređajima ili se posebnim mašinama grade rovovi

•Prva grupa •Druga grupa

ugradnja arm. koševa

zagatne stijene od talpi ab dijafragme i šipovi

•Zagatne stijene

od drveta, čelika, betona i ab

•Zagatne stijene

sa ili bez zatega (ili se dvije naspramne stijene razupiru)

Konzolna zagatna stijena 174

87

Razuprta zagatna stijena

Zagatna stijena sa zategom

•Zagatne stijene

zaštita građevinskih jama kod dubokih iskopa

•Zagatne stijene

objekti visokogradnje sa dvije ili više podzemnih etaža

•Zagatne stijene

gradnja hidrotehničkih objekata

•Zagatna stijena u građevinskoj jami: -preuzima pritisak tla -vertikalnu silu od objekta -hidrostatički pritisak vode

•Zagatne stijene

mala d prema L

bitno kod geostatičkog proračuna

175

ČELIČNE TALPE •Čelik veoma pogodan za zagatne stijene •Čelične talpe •Na tržištu

velika elastičnost i čvrstoća

uski i dugački elementi od valjanog čelika, posebno oblikovani veliki broj različitih talpi (razne namjene i osobine)

Čelične talpe tipa Larsen

•Velika prednost čeličnih talpi

privremena zaštita dubokih građevinskih jama

jedna ili više podzemnih etaža objekata visokogradnje nakon gradnje čelične talpe se mogu izvaditi

dalje korištenje

176

88

•Čelične talpe

i kao dijelovi trajnih konstrukcija (obalni zidovi, pristaništa ...)

debljine usvojiti > od potrebnih

•Ugradnja i pobijanje

zbog korozije iznad najnižeg vodostaja

dovoljno visoke dizalice sa maljem

•Organizacija rada f-ja rada u suhom ili iznad vode

•Ugradnja i pobijanje •Pri ugradnji

po jedna talpa ili po dvije skupa

žljebove premazati uljem radi lakšeg pobijanja

Zaštitne kape za pobijanje čeličnih talpi a)

Pojedinačna Larsen

b)

Dvostruka Larsen

c)

Talpa 177

•Kod pobijanja na talpe postavljamo i zaštitne metalne kape posebno profilisane •Gornji kraj kape profilisan za stavljanje drvenog umetka

pobijanje talpe

Normalni profili talpi Larsen

178

89

Čelične talpe tipa Larsen

Ugradnja talpi vibriranjem

179

Izgled vibratora

•Čelične talpe i za trajne objekte

obale zidova

uticaj korozije

•Debljina čelične talpe: još dovoljno d da ne dođe do sloma

-nakon utvrđenog vijeka trajanja

•U praksi: -zbog korozije poprečni presjek talpi smanji se i nekoliko mm godišnje -danas talpe od nehrđajućeg čelika

•Prema Taylor-u: -koherentno tlo

iskop vertikalno do dubine: Hd = 3,85

c γ ⋅ Fs

Fs – koef sigurnosti (f-ja veličine γ i c) 180

90

•Prema Kezdi-ju

dubina vertikalnog iskopa iznosi: H = 1,5

c

γ

π φ  tg  +   4 2

H – dubina do koje osiguranje bočnih strana nije potrebno H = f(γ, c, ϕ)

•Nekoherentno tlo

kod iskopa obavezno uraditi osiguranje bočnih strana

•Osiguranje bočnih strana iskopa

čelične talpe i drvene talpe

•Talpe dimenzionirati na prijem bočnih sila (pritisaka)

•U praksi često

spriječiti dotok vode u temeljnu jamu i sigurnost od obrušavanja

osiguranje pribojem od talpi pobijenih u tlo do potrebne H potrebna H pobijanja talpi

f-ja hidrogeoloških uslova i NPV 181

Čelična talpa sa ab naglavnom gredom Dijagrami hidrodinamičkih pritisaka na talpe priboja

•Čelične talpe za trajne građevine

na vrhu naglavna greda

•Naglavna greda od ab ili čeličnih profila •Naglavna greda

osiguranje veze između susjednih talpi osiguranje koncentrisane sile na veći broj čeličnih talpi

182

91

DRVENE TALPE •Danas se rjeđe koriste (cijena drvene građe) •Ranije

zagatne stijene od drveta

•Drvene zagatne stijene

bitna nepropusnost kao i kod ostalih zagata

posebno oblikovane veze i utori između susjednih talpi

•Veza zakošenog utora

najjednostavnija (za manje H iskopa)

nema sigurnosti da će susjedne talpe biti dobro vođene nema sigurnosti za nepropusnost zagatne stijene kod zemljišta u kome nema većih komada stijene

183

•Veza užljebljenog utora

bolja veza od prethodne

potreban deblji materijal

bolje vodimo susjedne talpe

zbog slabljenja presjeka na mjestu utora i žljeba

primjena kod većih H zagatnih stijena

•Drvene talpe od dasaka

građevinske jame sa manjom H (veza ekseri)

nepropusnost ovih zagata uzastopnim preklapanjem talpi preklapanje talpi u jednom i drugom redu

184

92

•Pobijanje drvenih talpi: -gornji kraj čelični prsten na talpi dok se pobija do potrebne H -prsten skidamo

na druge talpe

Vrh drvenih talpi

-donji kraj talpi posebno oblikujemo

zakositi ga

-donji kraj talpi oblažemo limom (veza ekseri)

Donji kraj drvene talpe

185

•Naglavna greda drvenih talpi: -drvene grede u obliku “klješta” (sa obje strane obuhvataju talpe) -klješta međusobno povezujemo vijcima

Drvena talpa sa naglavnom gredom

186

93

•Gradnja konstrukcija od jednozidnih zagata f-ja NPV u tlu ili gradnja u vodi •Zid drvenih talpi ukrutiti stubovima 16x16 cm do 30x30 cm •Raspored stubova zavisi od oblika građevinske jame

•Pobijanje drvenih talpi

obavezno na uglovima

ručnim maljem ili makarama (zabijači)

•Dublja građevinska jama i teža tla

primjena teških motornih pobijača

•Makara na kolosijeku II sa osom zagatnog zida

Zabijanje talpe: a)

Na tlu sa lakim i teškim zabijačem

b)

Iznad vode

187

•Razupiranje drvenih zidova često potrebno •Razupiranje sukcesivno sa iskopom •Razupore preuzimaju sile aktiv. pritiska tla i vode

dalje na hor. grede i stubove

Razupiranje jednozidnog zagata: a)

Dva razupiranja

b)

Pogled stijenke

c)

Razupiranje na stubovima

d)

Detalj razupiranja

188

94

TALPE OD ARMIRANOG BETONA •Primjena kod trajnih građevinskih objekata •Manje osjetljive na agresivne uticaje tla od drvenih i čeličnih •Dimenzije ograničene mogućnosti pobijanja (f-ja težine talpe) •Manje opterećene ab talpe (manji M savijanja) presjek kvadratni ili pravougaoni •Više opterećene ab talpe

poprečni presjek obično T oblika

•Grade se sa utorom i žljebom sa obje strane talpi -prednost

susjedne talpe tokom pobijanja se međusobno vode

-prednost

zadržavaju se u ravni pobijanja

-prednost

obostrani žljebovi

bolja nepropusnost

•Donji kraj ab talpe se posebno oblikuje (zakošenje)

lakše pobijanje

189

•Betonske talpe nekada međusobno povezujemo kao i čelične talpe •Povezivanje betonskih talpi

ugradnja čeličnih dijelova u toku betoniranja ugradnja čitavih Larsen talpi tokom betoniranja

•Pobijanje ab talpi

teški malj preko oblikovane “glave”

•Pobijanje u zbijenom nevezanom tlu lakše dovodom vode pod p na dno talpe

•Ab talpe često sastavni dio temeljne konstrukcije

190

95

TALPE OD PREDNAPREGNUTOG BETONA •Prednapregnuti beton veoma povoljan -cijeli presjek talpe iskorišten na savijanje -onemogućeno stvaranje pukotina -pukotine

prodor vlage

korozija armature

•Poprečni presjek manji od talpi od ab -za opterećenje istog intenziteta

191

ŠIPOVI •Ugrađene potporne konstrukcije

pobijeni šipovi

•Šipovi

uglavnom kružnog poprečnog presjeka

•Šipovi

prenose opterećenje od objekta do dubljih slojeva tla (veće otpornosti)

•Opterećeni aksijalnom silom pritiska

a)

rjeđe silom zatezanja i bočnom silom

aksijalno pritisnut šip b) aksijalno zategnut šip c) šip opterećen bočnom silom

192

96

•Dijelovi šipa: -glava -stablo -baza •Baza šipa

istog poprečnog presjeka kao i šip ili konusna ili proširena

Elementi šipa: a) glava b) stablo c) baza

193

•Šipovi kod dubokog temeljenja i kod sanacije klizišta •Sanacija klizišta

šipovi i dreniranje terena

•Materijal za šipove: -uglavnom ab -željezni -drveni (predusjek tunela Caparde; dijelovi padine ispod ulice u Moluhama)

•Drveni šipovi

ranije na bazi iskustva se ugrađivali

•Šipovi za sanaciju klizišta

jedinstvena potporna konstrukcija

interakcijom između tla i šipa umanjuje se deformacija tla povećanje ukupne čvrstoće tla

•Stabilizacija padina šipovima

prenošenje napona iz nestabilne mase tla ka stabilnim (nepokrenutim) masama tla

194

97

•Sanacija klizišta gradnjom jedinstvene potporne konstrukcije od šipova

tri karakteristična slučaja naprezanja šipova prema kliznoj ravni

a) Zatezanje i smicanje (ugao između šipa i klizne ravni oštar) b) Čisto smicanje (šip upravan na kliznu ravan) c) Pritisak i smicanje (ugao između šipa i klizne ravni tup) a) Kod strmih kliznih ravni koje su kod vještačkih kosina i potpornih građevina b) i c) kod nestabilnih padina

klizna površina blažeg nagiba gotovo II sa nagibom padine 195

•Šipovi

tri osnovne grupe: -šipovi koji nisu međusobno povezani -međusobno povezani šipovi veznom gredom (potporna konstrukcija) -međusobno povezani veznom gredom i sidreni

•Nepovezani (samostalni) šipovi

djeluju svaki za sebe

-povećavaju smičuću otpornost u kliznom sloju -time povećavaju stabilnost terena koji saniramo -nedostatak

nepovezanost šipova

-nedostatak

neravnomjerno opterećenje šipova deformacija pojedinih šipova

•Šipovi kao kompaktna potporna konstrukcija

povezani veznom gredom

-vezna greda podjednako raspoređuje pritiske tla na tu konstrukciju -vezna greda preko vrhova šipova

NAGLAVNA GREDA

196

98

-šipovi postavljeni visoko (blizu vrha padine) klizanje masa tla ispod njih (a)

-šipovi postavljeni blizu nožice klizišta klizanje masa tla preko šipova (b)

Položaj šipova na nestabilnoj padini – efikasnost sanacije klizišta

•Šipovi ugrađeni u zoni padine gdje naprezanje potrebno za stabilizaciju ne prelazi otpor koji može podnijeti tlo

197

•Primjer: određena horizontalna sila P potrebna za stabilizaciju padine -sila P daje zadovoljavajući koeficijent sigurnosti

Određivanje optimalnog položaja jednog reda šipova

-u pravcu sile P=400 kN povlačimo horizontalu -horizontala krivu horizontalnog otpora H siječe u tačkama A i B, i dobijamo 3 zone: ZONA I: “pritisak” tla nedovoljan da mobiliše u šipovima potreban otpor šipovi ne mogu spriječiti tlo da klizne niz padinu ZONA II: šipovi u optimalnoj zoni za ulogu “zakivanja” šipovi prenose naprezanja na nepomični sloj tla ispod klizne površine 198

99

ZONA III: pasivni otpor koji pruža tlo ispod linije šipova do nožice je nedovoljan stabilizacija padine neefikasna

199

Građenje šipova •Prema načinu izvođenja: -šipovi koji se pobijaju u tlo -šipovi koji se formiraju u tlu

•Pobijeni šipovi (drvo, čelik, beton) -imaju konusnu glavu

lakše prodiranje u tlo

-pobijanje maljem •Šip prenosi veliko opterećenje ili ima veliku dužinu -teško koristiti prefabrikovane šipove

veći poprečni presjek prenos i rukovanje

-formiraju se šipovi u tlu (u bušotini) -bušotina se puni betonom uz prethodnu montažu armaturnog koša -šipovi formirani u tlu = BUŠENI ŠIPOVI (često proširena baza) -veći poprečni presjek šipa = bušeni šipovi ili BUNARI

200

100

Bušeni šipovi (betoniranje na terenu)

201

Tehnologija izvođenja bušenih šipova •Potporna konstrukcija od bušenih šipova

diskontinualna

sanacija klizišta

•Bušeni ab šipovi prečnika (mm): 600; 800; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500 •Bušeni ab šipovi: max. H za izvođenje potporne konstrukcije 40 m

•Iskop i zacjevljenje (potpuni i djelimično) •Zacjevljenje

u praksi uglavnom potpuno

spriječavanje odronjavanja sitnih i krupnih čestica tla sa bušotine

Potpuno zacjevljenje bušotine

Djelimično zacjevljenje bušotine 202

101

•Djelimično zacjevljenje bušotine

naiđemo na sloj gline tvrde konzistencije naiđemo na lapor

•Danas

moguća izvedba i bez zacjevljenja umjesto cijevi ugrađujemo bentonitnu ili glinenu suspenziju

•Bušeni šipovi

gradnja sa proširenom ili neproširenom bazom (donji dio)

•Znatno dejstvo horizontalnih sila

NE izvodimo proširenje baze šipa

nema geostatičkih uslova za to (proširena baza)

•Proširenje baze u praksi teško izvodljivo

moguće kod glinovitih materijala

•Proširena baza šipa obično dvostruko veća od D šipa

203

•

Izvođenje bušenih šipova kao potporne konstrukcije:

a) priprema gradilišta (uslovi na terenu i projekat) -prilazne saobraćajnice i radni plato b) mehanizacija za izvođenje -bager za iskop -zaštitna cijev -hidraulički cijevni oscilator za rotaciono oscilovanje zaštitnih cijevi -dizalica za vađenje zaštitnih cijevi i ugradnju armaturnog koša -oprema za kontraktorsko betoniranje

•

Bageri za iskop: - odgovarajući alati (spirale, udarni čekići, dlijeta ...)

•

Hidraulički oscilator: -zacjevljenje čeličnim cijevima koje osciluju pomoću hidrauličkog oscilatora

•

Zaštitna cijev max. L=40 m

nastavak specijalnom mehaničkom spojnicom 204

102

•Kontraktorsko betoniranje: - kontraktorskom cijevi D=200 mm i pomoću spojnica -spravljanje betona standardno kao i transport (automikseri)

•Tehnologija izvođenja bušenih šipova: 1) iskop bušotine 2) montaža i ugradnja armaturnog koša 3) betoniranje šipa

•Početak bušenja vodilice

postaviti pomoćne cijevi

vodilice (L=2 do 4 m)

osiguranje pravca i položaja šipa

•Iz pomoćne cijevi vadimo zemljani materijal •U bušotinu spuštamo zaštitnu čeličnu cijev •Napredovanje bušenja

•Zaštitna cijev

dalji iskop tla

dodavanje zaštitnih cijevi do projektovanog dna

205

bušenje i izbacivanje zemlje iz bušotine

•Izbacivanje zemlje: -spirale kod koherentnih materijala -”kašike” za nekoherentne materijale

•Provjera dubine bušotine

tri uzastopna mjerenja graduisanom trakom

•Armaturni koševi: -glavna armatura vertikalna -L glavne armature veća za H naglavne grede šipova (ako je predviđena) -min. 50% glavne armature zavaruje se za unutarnji prsten -unutarnji prstenovi

konstruktivni nosači vertikalnih šipki glavne arm.

-unutarnji prstenovi na međusobnom L od 1,0 do 1,5 m H šipa -vilice (uzengije) obično φ 8 ili 10 mm

spiralnog oblika

-vilice min. 50% spojeva zavarujemo -distanceri

centrisanje arm. koša

206

od čelične armature

103

•Nakon bušenja i čišćenja bušotine

armaturni koš

•Armaturni koš

ugradnja dizalicom

•Armaturni koš

ne smije ići do dna bušotine

•Nakon montaže armaturnog koša

ranije pripremljen

min. 10 cm iznad dna

za max. 2 sata otpočeti betoniranje

•Betoniranje bušenog šipa: -spuštanje kontraktorske cijevi na H 20 cm od dna bušotine -betoniranje bez prekida -tokom betoniranja povlačimo kontraktorsku cijev prema gore -tokom betoniranja kontraktorska cijev uronjena u masu betona min. 2,0 m -tokom betoniranja kontraktorska cijev potpuno ispunjena betonom -na vrhu kontraktorske cijevi imamo lijevak

doziranje betonske mase

-bušeni šipovi obično MB 30 ili MB 35 -betoniranje završiti min. 30 cm iznad projektovane kote višak betonske mase ukloniti nakon min. 72 sata

207

ARMIRANO BETONSKE DIJAFRAGME •Ugrađene potporne konstrukcije •Betoniranje u lamelama na preskok

gradnja neposredno u tlu prvo neparne pa onda parne lamele

•Dimenzije lamela obično: -visina 10 do 35 m -širina 2 do 6 m -debljina 0,5 do 1 m

208

104

•Dijafragme

zaštita bočnih strana temeljne jame ili dio budućeg objekta

•Dijafragme

kao vodozaštitni elementi (hidrotehnički objekti)

•Tokom gradnje okolno tlo neporemećeno

primjena u urbanim sredinama

Podrumski zidovi kao dijafragme

•Iskop

osigurati da se rov ne obruši

•Vodi dodajemo dodatke (bentonit)

209

iskop raditi pod vodom > NPV usporava infiltraciju vode u tlo

•Mješavina vode i bentonita = ISPLAKA

Faze gradnje ab dijafragme 210

105

1, 2, 3 = faze iskopa (prvo neparne kampade)

4 = iskopana lamela za ab dijafragmu

5 = spuštanje armaturnog koša u očišćenu kampadu

6 = betoniranje sa kontraktorskom cijevi

7 = betonirani dio buduće dijafragme

8 = završena kampada

9 = gotova ab dijafragma (stijena)

211

Tehnologija izvođenja armirano betonskih dijafragmi •Posebna mehanizacija i alati -specijalni bager sa krutim teleskopskim i hidrauličkim vođenjem grabilica -razmuljivač za pripremu suspenzije bentonita -pumpe za prepumpavanje suspenzije bentonita -hidrauličke grabilice za iskop zemljanog materijala -cijevi za kontraktorsko betoniranje -granične cijevi

•Prvo pripremiti gradilište i radni plato: -dobro uvaljan teren -dreniranje oborinskih voda i voda iznešenih zajedno sa zemljom iskopa -izveden šljunčani sloj ili tucanik na radnom platou (zbijen)

opterećenje

212

106

•Iskop lamele ili kampade ab dijafragme: -postavljanje i centriranje specijalnog bagera -iskop zemlje i istovremeno ubacivanje suspenzije bentonita (pumpama) suspenzija bentonita

spriječavanje obrušavanja

•Završen iskop: -montaža pripremljenog armaturnog koša -armaturni koš

prema projektu (revidovan)

-armaturni koš pomoću dizalice

•Betoniranje: -cijev kontraktora spuštamo do H 30cm od dna iskopa (φ kontakt. cijevi 245 mm) -kontraktorske cijevi od segmenata L 1 do 3m -kraj kontraktorske cijevi -odmah početi betoniranje -betoniranje bez prekidanja

povezane navojima

lijevak oblika zarubljene kupe da ne dođe do taloženja čestica suspenzije kontrakt. cijev uronjena u beton

213

•Osnovni principi betoniranje ab dijafragmi: -nije dopušteno prekidanje betoniranja -svjež beton automikserima i direktno upuštamo u lijevak kontraktora -kompletno betonir. jedne dijafragme završiti do početka vezivanja betona -količina cementa za 1m3 betona najmanje 380 kg -zrna agregata max. krupnoće do 32 mm

•Na gradilištu: -za svaku izvedenu ab dijafragmu praviti izvještaj -izvještaj (podaci od iskopa do betoniranja) -izvještaje potpisuju izvođač radova i nadzorni inženjer

214

107

SIDRA ILI ZATEGE •Ugradnja u tlo •Sidro

prenošenje napona zatezanja u tlo ili stijenu

prenos zatežuće sile iz konstrukcije objekta u okolno tlo

•Dvije osnovne vrste sidara: a) aktivna sidra (prednapregnuta) b) pasivna sidra (nisu prednapregnuta)

Aktivno sidro

Pasivno sidro

215

•Prema antikorozivnoj zaštiti i elementima korištenim za sidro, prema EN 1537: -privremena sidra (< od 2 godine vrijeme eksploatacije) -trajna sidra

•Sidra osim kod potpornih konstrukcija i za druge konstrukcije

stabilizacija dubokih temelja, gradnja dimnjaka, betonske brane ...

Osnovni elementi sidra

216

108

•Prema načinu na koji se formira sila u zategi (sidru ili ankeru)

dva tipa:

-zatege sa gredama -prednapregnute zatege

Zatege sa gredama: •U terenu formiramo betonsku gredu (monolitna ili prefabrikovana) •Iz betonske grede “izlaze” čelične zetege

pričvršćuju se kotvama

Zatege sa gredama

217

•Zatege spriječavaju pomjeranje tla na dužini zida do betonske grede •Betonska greda UVIJEK u stabilnom terenu

•Sile koje djeluju na zatege

iz uslova ravne deformacije

Prednapregnute zatege: •Čelični kablovi

na jednom kraju vezuju se za stijensku masu injektiranjem

-kablovi se istežu do postizanje potrebne sile u njima -na drugom kraju kotvama pričvršćuju se za zidove

kablovi prednapregnuti

u stijenu unosimo određenu silu

218

109

Prednapregnute zatege

•Dio između fiksirane dužine i kotve = SLOBODNA DUŽINA ZATEGE (ANKERA)

219

•Sila u zategi prenosi se na tlo na dijelu fiksirane dužine

treba biti izvan zone loma

stabilan teren

Položaj fiksirane dužine ankera u terenu a) Potporni zid

b) Kosina 220

110

•Prednapregnuti ankeri (zatege)

u svim vrstama tla i čvrstim stijenama

•Primjeri upotrebe prednapregnutih ankera (zatega):

Potporni zid

Rezervoar ispod NPV

Iskop temeljne jame

Betonska gravitaciona brana

221

111