Potporni Zid Armatura i Proračun

TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU STRUČNI STUDIJ GRADITELJSTVA

Ante Grabovac

POTPORNI ZIDOVI NA PROMETNICAMA ZAVRŠNI RAD br. G 328

Zagreb, rujan,2011

TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU STRUČNI STUDIJ GRADITELJSTVA

Ante Grabovac JMBAG:0246014726

POTPORNI ZIDOVI NA PROMETNICAMA ZAVRŠNI RAD br. G 328

Zagreb, rujan, 2011 1

SAŽETAK DIPLOMSKOG RADA

U ovom Dilomskom radu ćemo opisati potporne konstrukcije te prikazati način i tijek izgradnje jednog potpornog zida.

Prikazt ćemo: · Svrhu i podjelu potpornih konstrukcija · Način dimenzioniranja potpornog zida · Općenito o Eurokodu · Funkciju potpornog zida na dionici D – 60 · Tehnologiju izgradnje potpornog zida na dionici D – 60 · Dokaz stabilnosti potpornog zida na dionici D – 60

2

SADRŽAJ

1. Uvod

1.

2. Tehnički opis problema

4.

3. Potporne konstrukcije

5.

3.1. Svrha potpornih konstrukcija

5.

3.2. Podjela potpornih konstrukcija

7.

3.3. Dimenzioniranje potpornih zidova

16.

4. Eurokod

21.

4.1. Općenito o Eurokod-u

21.

4.2. Eurokod 7, EN 7, geotehnika u Eurokodu

22.

4.3. Provjera graničnih stanja primjenom parcijalnih koeficijenata

23.

4.4. Istražni radovi prema Eurokodu 7

30.

5. Potporni zid na dionici D – 60, Lovreć - Imotski u mjestu Krivodol – Bašići

31.

5.1. Općenito o ojektu, funkcija i veličina objekta

31.

5.2. Tehnologija izgradnje potpornog zida

32.

5.3. Slike s terena

34.

5.4. Proračun stabilnosti potpornog zida(primjer)

44.

6. Zaključak

55.

7. Literatura

56.

8. Prilozi

57.

3

POPIS SLIKA, TABLICA I PRILOGA POPIS SLIKA SLIKA 1.: Masivni betonski zid

8.

SLIKA 2.: Armirano – betonski gravitacijski T i L zidovi

8.

SLIKA 3.: Grabionski zid

9.

SLIKA 4 .: Terramesh sustav

10.

SLIKA 5 .: Maccaferi gabioni

11.

SLIKA 6.: Tipični poprečni presjek čelične talpe s bravicama na oba ruba i prikazom spajanja susjedne talpe

12.

SLIKA 7.: Ugradnja prve talpe u tlo zabijanjem (u gline i tvrđa tla) ili vibriranjem, ugradnja druge tlape kojoj brava prve služi kao vodilica

13.

SLIKA 8.: Faze izvedbe armirano-betonske dijafragme u tlu: 1, 2, 3- faze iskopa neparnih kampada, 4- iskopana kampada, 5- spuštanje armaturnog koša u iskopanu kampadu, 6 - ulijevanje svježeg betona kroz „kontraktor“ cijev (radi spriječavanja segregacije agregata u betonu), 7- izlijevani dio buduće dijafragme, 8- gotova kampada, 9- izvedena stijena u tlu

14.

SLIKA 9.: Štićena armirano betonskom dijafragmom s tri reda sidara

15.

SLIKA 10.: Granično stanje prevrtanja zida oko rubne točke temelja

17.

SLIKA 11.: Nosivost tla ispod stope temelja

18.

SLIKA 12.:Pasivni otpor ispered zida

19.

SLIKA 13.:Moguća granična stanja globalne nestabilnosti tla kod potpornih konstrukcija

20.

SLIKA 14.:Proračunski pristup 1 (PP1),Kombinacija 1 (lijevo) i Kombinacija 2 (desno), za granično stanje nosivosti tla ispod temelja potpornog zida (presjek A-A) 28. SLIKA 15.:Proračunski pristupi 2,PP2 (lijevo),i varijanta 2*,PP2*(desno) za granično stanje nosivosti tla ispod temelja potpornog zida (presjek A-A) SLIKA 16.: Proračunski pristup 3, PP3, za granično stanje nosivosti tla ispod temelja potpornog zida (presjek A-A)

29.

SLIKA 17.: Faze ispitivanja temeljnog tla pri geotehničkom projektiranju, izvođenju i korištenju konstrukcije

30.

SLIKA 18.: Ostatak starog potpornog zida izvedenog od kamena-suhozid.

34.

SLIKA 19.: Priprema terena za temelje zida – iskop

35.

4

SLIKA 20.: Završen iskop i priprema terena za podložni beton

36.

SLIKA 21.: Izvedba podložnog betona i armiranje temelja

37.

SLIKA 22.: Postavljanje armature zida

38.

SLIKA 23.: Izvedba oplate zida

39.

SLIKA 24,25.: Pogled na lice zida, pozicija procjednica

40.

SLIKA 26.: Vlačna pukotina na zidu nakon izvedbe

41.

SLIKA 27.: Vlačna pukotina

42.

SLIKA 28.: Vlačna pukotina duž cijele visine zida

43.

POPIS TABLICA TABLICA 1 .: Prikaz veličina za Terramesh sustav

10.

TABLICA 2 .: Prikaz veličina za Maccaferi gabione

11.

TABLICA 3.: Provjera stabilnosti za 5 graničnih stanja nosivosti metodom parcijalnih koeficijenata

25.

TABLICA 4.: Granično stanje STR i GEO: parcijalni koeficijenti za djelovanja i učinke djelovanja (za oznake A1 i A2)

26.

TABLICA 5.: Granično stanje STR i GEO: parcijalni koeficijenti za parametre tla (za oznake M1, M2)

26.

TABLICA 6.: Granično stanje STR i GEO: parcijalni koeficijenti za otpornosti ( za oznake R1, R2, R3 i R4 )

27.

POPIS PRILOGA PRILOG 1.: Presjek potpornog zida

58.

PRILOG 2.: Nacrt armature potpornog zida

59.

PRILOG 3.: Iskaz armature potpornog zida

60.

PRILOG 4.: Iskaz količine betona potpornog zida

61.

5

1.UVOD

Geotehnika je dio uglavnom građevinske tehnike koji obuhvaća postupke planiranja konstrukcija i radova, spojeve, način korištenja materijala te postupke i vještine za izvođenje građevinskih radova u tlu i stijeni. Sami postupci i vještine za planiranje i izvođenje tih radova nazivaju se geotehničkim inženjerstvom. Stoga možemo reći da je geotehnika građevinska aktivnost kojom se prjektiraju i grade građevinski objekti u tlu i stijeni. Od tuda naziv geotehničko projektiranje, geotehničko bušenje i slično. Temeljne discipline geotehničkog inženjerstva su mehanika tla i mehanika stijena. Znanja koja nudi mehanika tla esencijalna su u rješavanju svakodnevnih geotehničkih problema u građevinskoj praksi. Geotehničko projektiranje Građevinski podhvati obuhvaćaju različite i često složene postupke koji trebaju osigurati ispunjenje postavljenih ciljeva i zahtjeva. Zahtjevi s građevinskog stanovišta prvenstveno su stabilnost, uporabivost i trajnost konstrukcije, njena otpornost na moguće vanjske utjecaje te izbjegavanje njenog nepovoljnog utjecaja na okoliš.

Projektiranje geotehničkih zahvata sastoji se od: · utvrđivanja parametara tla relevantnih za određeni zahvat · usvajanje opterećenja i proračunskog modela zahvata · primjena popisa (odredbe i pravila struke - danas se primjenjuje Eurocode 7

-

geotehničko projektiranje)

Točnost geotehničkih proračuna je mnogo veća od podataka o parametrima tla. Parametrizacijom tla bavi se mehanika tla.

6

Geotehnički podaci i geotehnički istražni radovi

Svaka građevina prenosi svoje opterećenje u tlo ili stijenu, a tlo ili stijena djeluju na građevinu. Mogućnost preuzimanja opterećenja na građevinu bez ugrožavanja bitnih zahtjeva koje ta građevina mora zadovoljavati kao i djelovanje koja se iz tla prenose na građevinu ovise o svojstvima tla i stijene. Ukupnost svih svojstava tla kao i njihov prostorni i vremenski raspored koji su od utjecaja na zadovoljenje bitnih zahtjeva na građevinu nazivaju se geotehničkim podacima. Racionalno projektiranje ima za cilj utvrditi, koliko je to bolje moguće i u kolikoj mjeri ekonomske mogućnosti i koliko raspoloživo vrijeme to dozvoljava, svojstva tla u mjeri od značenja za planirani građevinski zahvat. Iz tog se razloga gotovo uvijek provode geotrhnički istražni radovi na svakoj lokaciji budućeg građevinskog zahvata. Geotehnički istražni radovi provode se radi prikupljanja podataka o tlu koji su od značenja za ispunjenje bitnih zahtjeva na građevinu. Oni se provode odgovarajućim postupcima na terenu i u labaratoriju, ali i pretraživanjem postojećih podataka iz postupnih izvora kao što su postojeće geološke karte, podaci o susjednim ranije istraženim lokacijama i slično. Svi se ti podaci razvrstavaju i interpretiraju kako bi se utvrdilo vjerodostojani prvo geološki, a zatim geotehnički modeli tla. Geotehnički problemi Posebni geotehnički problemi: · ponašanje tla za vrijeme potresa · stabilnost tla za slučaj miniranja · temeljenje strojeva koji izazivaju vibracije · likvefekcija pijeska (negativna pojava u tlu izazvana potresom) · temeljenje na slabonosivom i jako stišljivom tlu · visoki nivo podzemnih voda · problem pojave kritičnih hidrauličkih gradijenata · utjecaj mraza na tlo

7

Kako bi se gore navedeni problemi mogli riješiti potreban je velik broj stručnjaka iza raznih područja kako bi zadovoljili sva ta znanja, stoga geotehnička rješenja se trebaju tražiti u okvirima timskog rada. Najčešći radovi koji se izvode u geotehnici su: · temeljenja · potporne konstrukcije · zaštita građevinskih jama · ugradnja građevinskog materijala · poboljšanje tla

Zadatak u ovom radu je navesti svrhu izvedbe potpornih zidova na prometnicama, te opisati postupak izvedbe potpornog zida na konkretnom primjeru.

Dakle, radi se sanacija postojećeg potpornog zida, izvedbom novog armirano-betonskog potpornog zida T presjeka na dionici državne ceste D – 60, Lovreć - Imotski u mjestu Krivodol-Bašići.

8

2.TEHNIČKI OPIS PROBLEMA U ovom diplomskom radu (završnom radu) prikazat će se

način izgradnje

armirano – betonskog potpornog zida na državnoj dionici ceste D – 60, Lovreć – Imotski u mjestu

Krivodol – Bašići.

Na prometnici u mjestu Krivodol zbog vrlo lošeg stanja postojećeg potpornog zida došlo je do njrgovog urušenja, te odrona zemlje ispod ceste. Već postojeći zid je bio izveden od kamena, ali bez vezivnog materijala - suhozid. Zbog tog urušavanja došlo je do oštećenja kolnika ceste, pa je promet na tom mjestu bio jako otežan, rizičan, te je bilo potrebno sanirati postojeći potporni zid i zaustaviti daljnje urušavanje i odron zemlje. Odron zemlje i urušavanje suhozida treba biti savladan izgradnjom armirano – betonskog potpornog zida. Oblik zida uvjetovan je karakteristikama tla i opterećenjem koje na njega djeluje. Napravljeno je geotehničko istraživanje i na osnovu njih utvrđeno je stanje tla na mjestu gdje će biti izgrađen potporni zid i dat je prijedlog temelja za potporni zid.

Na predviđenom mjestu izveden je strojni iskop materijala za temeljenje zida. Potporni zid je vertikalan, širine 65 cm na dnu i 50 cm na kruni zida. Postavljen je svojom poleđinom duž parcele u punoj duljini od cca 28 m. Visina zida iznosi 4 m, dok je širina stope temelja 3,85 m.

Nivo podzemne vode je duboko, duboko ispod dna temelja potpornog zida, te zid zaštićujemo samo od procjedne površinske vode. Otjecanje te površinske vode omogućeno je vodopropusnicama Φ 110 mm. Vodopropusnice su

postavljene na 1/3

visine zida, na razmaku svakih 6 m. Svaka vodopropusnica je zaštićena s unutarnje strane mrežicom i zasipom od šljunka (batudom). Prostor iza zida se zasipao šljunkom do visine 1/2 zida. Granulacija šljunka iznosi od 32 – 64 mm. Potom se na taj šljunak postavljo geotekstil i onda do vrha tj. do određene (potrebne, predviđene) visine zasipao se materijal koji je iz iskopa.

9

3. POTPORNE KONSTRUKCIJE ( POTPORNI ZID) 3.1. Svrha potpornih konstrukcija

Postoje mnoge vrste potpornih konstrukcija koje mogu biti samostalne ili dio neke građevine. Potporne konstrukcije obično služe za bočno pridržavanje tla kako god to izgradnja neke građevine ili uređenje zemljišta zahtjevalo. Ove konstrukcije se koriste za trajno ili privremeno podupiranje mase zemlje ili drugog materijala kojima nije bilo moguće osigurati njihov prirodni nagib. Takve konstrukcije se izvode od različitih materijala, različitih statičkih sustava i za razne namjene. Projektiranjem i izgradnjom potpornih konstrukcija stvaraju se slobodni prostori za gradnju novih građevinskih objekata kao što su objekti visokogradnje, prometnice, zatim se postižu osiguranja kod regulacija vodotoka, osiguranje kosina terena i slično.

POTPORNI ZID: je objekt koji svojim strukturalnim kapacitetom nosi opterećenje tla, odnosno on je građevina koja služi za svladavanje visinskih razlika na površini terena. On podupire vertikalne ili strme zasjeke terena ili neki nasuti materijal, pa je površina tog materijala iza zida na većoj koti nego što je kota ispred zida. U većini slučajeva temelj potpornog zida je ukopan u tlo. Temelj i temeljna stopa služi za povećanje nalijeganja zida na temeljno tlo, usmjeravanje rezultante ukupnog opterećenja potpornog zida i za što bolje učvršćivanje zida u tlu. Temelj je obično horizontalan, a može biti i blago nagnut. Dubina temelja se ovisno o tipu tla kreće između 80 i 100 cm. . Potporni zidovi su sastavni dijelovi raznih građevina, kao što su: · krila upornjaka mosta · zaštita predulaza u tunele · valobrani · zidovi brodskih prevodnica · zidovi suhih dokora · građevine koje se izgrade u zasjecima ili usjecima · u nožici nasipa i sl.

10

Provjere koje treba provesti kod svakog potpornog zida su: · prevrtanje potpornih zidova · provjera stabilnosti na klizanje zida · provjeru dopuštene nosivosti tla temelja s obzirom na slom tla pod temeljem · provjeru dopuštenog slijeganja temelja zida · provjeru unutarnje stabilnosti naprezanjem karakterističkim presjecima i dnu temelja · procjena stabilnosti na seizmičke sile potresa

Sile koje djeluju na potporni zid su: · vlastita težina zida · sila zasipa tla iza zida · pasivni otpor tla ispred stope zida · hidrostatski tlak vode · hidrodinamičke sile vode · seizmičke sile potresa · reakcije tla u razinu temelja zida

11

3.2. Podjela potpornih konstrukcija Potporne konstrukcije dijelimo u dvije široke skupine čija je jedina razlika u načinu njihove izgradnje. Osnovna podjela potpornih konstrukcija prema načinu njihove izgradnje je : · zasipne potporne konstrukcije (mogu se graditi samo ako tlo na njih ne pritišće) · ugrađene potporne konstrukcije (grade se u tlu bilo prije ili tijekom iskopa tla ispred njih) U zasipne potporne konstrukcije spada masivni potporni ili gravitacijski zid, armirano – betonski L i T zidovi, razni tipovi montažnih zidova, gabioni i konstrukcije od armiranog tla.

Ugrađene potporne konstrukcije obično su plošnog oblika i novijeg datuma, a predstavljaju ih razni zidovi od zbijenih platica ili talpi, armirano – betonske dijafragme, različite pilotne stijene izgrađene

iz zbijenih ili bušenih pilota te, u novije vrijeme, konstrukcije od

čavlanoga tla. Zasipne potporne konstrukcije Tipični zasipni zidovi: gravitacijski masivni betonski zid, armirano – betonski T zid, armirano – betonski L zidovi te zid od gabiona. Za izgradnju ovih zidova potrebno je osloboditi prostor na kojima se oni mogu nesmetano graditi, da bi se nakon završetka gradnje prostor iza zida zasipao nekim pogodnim ili priručnim zemljanim materijalom.

Gravitacijski masivni zid najjednostavnija je vrsta zida. Ime je dobio prema uzroku njegove stabilnosti, a to je težina samog zida. Nekad su se takvi zidovi izvodili i iz kamena ili opeke, ali danas obično iz nearmiranog betona.

12

SLIKA 1.: Masivni betonski zid Armirano – betonski T i L zidovi su lakši zidovi i za njih je potrebno mnogo manje betona, nego za masivni zid. Stabilnost zida se postiže oblikovanjem samog zida kao i težinom tla koja pritišće stopu u pozadini zida.

SLIKA 2.: Armirano – betonski gravitacijski T i L zidovi

13

Posebnu vrstu gravitacijskih zidova čine često korišteni gravitacijski gabionski zidovi.

Oni

se izgrađuju slaganjem gabiona, kvadratskih košara, obično dimenzija 1 x 1 x 2 m, izgrađenih od pletenih mreža pocinčane, a ponekad i plastičnim premazom zaštićene, čelične žice. Košara se iz pred gotovljenim elemenata slaže na licu mjesta te puni odgovarajućim lomljenim ili priručnim kamenom. Zid je vrlo pogodan jer osigurava dobro drenirnje tla iza zida, a njegova podatljivost omogućuje primjenu u tlima nejednolikih krutosti koja mogu izazivati probleme krutim zidovima. Nepovoljna im je strana što punjenje kamenom zahtjeva puno ručnog rada koji danas postaje sve skuplji. Upitna strana ovakvih zidova je i njihova trajnost. Iz tog razloga korištena čelična žica mora biti što bolje zaštićena kako s vremenom ne bi korodirala, a zid izgubio svoju stabilnost.

SLIKA 3. : Grabionski zid (info.grad.hr/!res/odbfiles/.../szavits-g5_potporne_konstrukcije-radno.pdf)

Gabionske zidove prema imenima proizvođača dijelimo na: · TERRAMESH gabioni (sustav) · MACCAFERI gabioni

14

TERRAMESH sustav - kombinacija gabiona i horizontalno postavljenih mreža (vlačnih elemenata) za “armiranje tla” To su gabioni čija se donja mreža produžuje kao zatega. Kod ugradnje takvih gabiona mora se istovremeno sa punjenjem gabiona na čelu zida zasipavati i mreže zatega.nasipani materijal koji se zasipava na mreže treba kompaktirati valjanjem ili vibriranjem. H – visina, W – dužina, A – pregrada, B – mreža zatege, L – dužina mreže

SLIKA 4 .: Terramesh sustav (Gabionski zidovi, Lebo,2008) W=dužina (m)

Širina (m)

H=visina (m)

3 4 5 6 3 4 5 6

1 1 1 1 1 1 1 1

0.5 0.5 0.5 0.5 1 1 1 1

TABLICA 1 .: Prikaz veličina za Terramesh sustav

15

MACCAFERI gabioni –je vrsta gabiona kod kojih je košara podijeljena u ćelije pomoću pregrada koje se nalaze na razmaku od svakih jedan metar. Izgrađuju se u velikom rasponu standardnih veličina.

SLIKA 5 .: Maccaferi gabioni (Gabionski zidovi, Lebo,2008) L-dužina (m)

W-širina (m)

H-visina (m)

Broj ćelija

2 3 4 1.5 2 3 4

1 1 1 1 1 1 1

0.5 0.5 0.5 1 1 1 1

2 3 4 1 2 3 4

TABLICA 2 .: Prikaz veličina za Maccaferi gabione

16

Ugrađene potporne konstrukcije

Karakteristika ugrađenih potpornih konstrukcija ja da za njihovu izgradnju ne treba prvo iskopati tlo, a kasnije ga zatrpati iza gotovog zida, već se one posebnim tehnologijama izvode neposredno u tlo. Takve konstrukcije se mogu izvoditi i u okolnostima koje su nepovoljne za gravitacijske zidove, na primjer u neposrednoj blizini postojećih zgrada ili za izvedbu u vodi i slično. Ugrađene potporne konstrukcije obično se grade tako da se ili pred gotovljeni elementi zabijaju u tlo posebnim strojevima ili se izvode opet posebnim strojevima, rovovi u koje se ugrađuje prvo armatura, a zatim se lijeva svježi beton. U prvu grupu spadaju stijene od zbijenih čeličnih talpi, a u drugu armirano – betonske dijafragme i pilotne stijene. Predgotovljeni elementi mogu biti armirano – betonske ili čelične talpe. Danas se češće koriste čelične talpe, u mekanim tlima i izvan urbanističkih naselja zbog velikih vibracija. Čelične talpe su posebni dugački i uski čelični elementi izrađeni od valjanog čelika koji su na svojim rubovima posebno oblikovani kako bi omogućili spajanje niza takvih elemenata u zidove. Ovi posebno oblikovani rubovi talpi nazivaju se bravice. Prednost čeličnih talpi posebno dolazi do izražaja pri izvedbi privremenih zaštitnih građevnih jama. Naime kad se jama konačno izvede, a u njoj buduća građevina, čelične se talpe mogu izvaditi za kasnije ponovno korištenje. Čelične talpe mogu se varenjem produživati na licu mjesta pa je moguće izvođenje i vrlo dubokih potpornih konstrukcija. Od talpi se mogu izvoditi potporne konstrukcije najrazličitijih oblika, svojstava i namjene.

SLIKA 6.: Tipični poprečni presjek čelične talpe s bravama na oba ruba i prikazom spajanja susjedne talpe (info.grad.hr/!res/odbfiles/.../szavits-g5_potporne_konstrukcije-radno.pdf)

17

SLIKA 7.: Ugradnja prve talpe u tlo zabijanjem (u gline i tvrđa tla) ili vibriranjem, ugradnja druge tlape kojoj bravice prve služe kao vodilice (info.grad.hr/!res/odbfiles/.../szavits-g5_potporne_konstrukcije-radno.pdf) Ugrađene potporne konstrukcije mogu se izrditi i neposredno u tlu. U tu vrstu spadaju i sidrene armirano – betonske dijafragme. One se izvode tako da se izvede poseban rov u kampadama, koji će poslije služiti kao oplata armirano – betonskoj konstrukciji stijene. Širina rova će uvjetovati debljinu buduće stijene. Uobičajene debljine su od 0,5 do 1,2 m. Stroj za izvedbu rova ima posebnu grabilicu koja je stabilno vođena kako bi se osigurala ravnina buduće stijene. Da se rov tijekom izvedbe nebi urušio, iskpo se radi pod isplakom od betonita. Kod dodataka obično se dodaje visoko plastična glina (bentonit) koji na stjenci rova stvara tanki slabo propusni sloj. Ova mješavina vode i bentonita s mogućim drugim dodacima naziva se isplakom.

18

SLIKA 8.: Faze izvedbe armirano-betonske dijafragme u tlu: 1, 2, 3- faze iskopa neparnih kampada, 4- iskopana kampada, 5- spuštanje armaturnog koša u iskopanu kampadu, 6 - ulijevanje svježeg betona kroz „kontraktor“ cijev (radi spriječavanja segregacije agregata u betonu), 7- izlijevani dio buduće dijafragme, 8- gotova kampada, 9- izvedena AB stijena u tlu (info.grad.hr/!res/odbfiles/.../szavits-g5_potporne_konstrukcije-radno.pdf)

19

Osim armirano – betonskih dijafragmi, kao ugrađena potporna konstrukcija koristi se često stijena izgrađena od bušenih ili uvrtnih armirano – betonskih pilota. Piloti su štapni elementi, u ovom slučaju kružnog presjeka, koji se izvode prvo bušenjem okrugle bušotine promjera budućeg pilota (obično pod zaštitom isplake) zatim se u bušotinu spušta armaturni koš da bi se iza toga ulijevao tekući beton kontraktor postupkom.

SLIKA 9.: Štićena armirano betonskom dijafragmom s tri reda sidara (Građevna jama Importanne galerija u Zagrebu)

20

3.3. Dimenzioniranje potpornih zidova

Potporni zidovi moraju zadovoljiti prema EUROKOD 7 slijedeće: Najmanje se, za sve vrste potpornih građevina moraju razmotriti sljedeća granična stanja: · gubitak opće stabilnosti · slom nosive sastavnice kao što je zid, sidro, vezna greda ili razupora, ili slom spoja između tih sastavnica. · istovremeni slom u temeljnom tlu i nosivoj sastavnici; · slom prouzročen hidrauličkim izdizanjem tla i sufozijom (ispiranjem); · pomak potporne građevine, koji može izazvati urušavanje ili utječe na izgled ili djelotvornu uporabu građevine ili susjednih građevina ili instalacija koje se na nju oslanjaju; · neprihvatljivo procurivanje kroz zid ili ispod njega; · neprihvatljiv pronos čestica tla kroz zid ili ispod njega; · neprihvatljiva promjena režima podzemne vode.

Za gravitacijske zidove i složene potporne građevine moraju se razmotriti još i sljedeća granična stanja: · gubitak nosivosti tla ispod osnovice · slom klizanjem osnovice · slom prevrtanjem

Za sve vrste potpornih građevina, ako je to važno, u obzir se moraju uzeti kombinacije gore navedenih graničnih stanja.

21

PREVRTANJE ZIDA

Granično stanje prevrtanja zida mjerodavno je za slobodne gravitacijske zidove i zamišlja se kao mogućnost njihovog prevrtanja kao krute konstrukcije pod opterećenjem aktivnog tlaka i drugih opterećenja na zidu oko točke na vanjskom rubu temeljne plohe. Tom se prevrtanju kao otpornost suprotstavlja prvenstveno vlastita težina zida, a u manjoj mjeri pasivni otpor ispred zida. Podloga ispod temelja zida pretpostavlja se krutom pa nosivost tla ispod temelja u tom graničnom stanju ne sudjeluje. Zid mora biti tako dimenzioniran da je opasnost od prevrtanja zanemariva. Provjerava se usporedbom destabilizirajućih učinaka opterećenja (momenata sile aktivnog tlaka oko točke ) u odnosu na stabilizirajuće učinke sila (momenata vlastite težine zida i eventualno momenta sile pasivnog otpora, odnosno njegove reducirane vrijednosti na razinu one koja je kompatibilna s prihvatljivim pomacima zida.)

SLIKA 10.: Granično stanje prevrtanja zida oko rubne točke temelja (info.grad.hr/!res/odbfiles/.../szavits-g5_potporne_konstrukcije-radno.pdf)

22

NOSIVOST TLA ISPOD STOPE ZIDA I KLIZANJE ZIDA PO STOPI

Opterećenja na poleđini zida, uključivo i trenje između tla i zida, prenosi se na zid. To opterećenje s drugim opterećenjima na zid prenosi se preko temelja zida ili stope na temeljno tlo. Projektom zida treba biti osigurano da tlo ispod temelja zida može pouzdano preuzeti to opterećenje, da ne dođe u stanje sloma. Zato treba provjeravati nosivost tla ispod temelja zida. To se provjerava na isti način kao i kod svakog drugog plitkog temelja. Pri tome treba uzeti u obzir da će zona sloma tla u tom slučaju biti usmjerena prema bližoj površini terena, a to je redovito prema nižem terenu ispred zida. Pri proračunu povoljnog opterećenja tla ispred zida treba voditi računa da li će sigurno tijekom životnog vijeka zida to tlo uvijek biti prisutno. Ako to nije sigurno, jer bi se nekim kasnijim građevinskim radovima ono moglo iz nekog razloga ukloniti, s tim povoljnim opterećenjem ne treba računati. zida.

SLIKA 11.: Nosivost tla ispod stope temelja (info.grad.hr/!res/odbfiles/.../szavits-g5_potporne_konstrukcije-radno.pdf)

Uloga temelja zida je da pouzdano prenese opterećenje zida u temeljno tlo. Pri tome je nosivost tla samo jedan od dva bitna uvjeta da se to ostvari. Drugi uvjet pravilno projektiranog temelja zida je da osigura da ne dođe do klizanja između temelja i zida. Provjera stabilnosti temelja na klizanje provodi se na isti način kao i za svaki drugi plitki temelj. Ako pouzdanost na to granično stanje nije osigurana, treba preoblikovati temelj. 23

PASIVNI OTPOR ISPRED ZIDA Prednja strana potpornih konstrukcija često je ukopana. Pomicanjem zida u toj zoni dolazi obično do povećanja pritisaka čija je granična veličina pasivni otpor tla. Aktiviranje pasivnog otpora ispred zida sastavni je dio graničnog stanja klizanja temelja po podlozi, kao i graničnog stanja prevrtanja zida. Dok je za postizavanje aktivnog tlaka potreban relativno mali pomak zida prema nižem terenu, za postizavanje pune vrijednosti pasivnog otpora potreban je za oko red veličine veći pomak, kao što je već ranije prikazano. Zbog toga se pri dimenzioniranju zida obično pretpostavlja da će se on pomaknuti koliko je potrebno za postizavanje aktivnog tlaka, dok se za silu pasivnog otpor uzima njegova reducirana vrijednost u iznosu koji slijedi iz kompatibilnosti s pretpostavljenim pomacima. Pri tome je uobičajeno da se računa s reduciranom veličinom koeficijenta pasivnog otpora u veličini koeficijenta tlaka mirovanja uvećanog za jednu trećinu do jednu polovinu razlike koeficijenta pasivnog otpora i koeficijenta tlaka mirovanja.

SLIKA 12.: Pasivni otpor ispered zida (info.grad.hr/!res/odbfiles/.../szavits-g5_potporne_konstrukcije-radno.pdf) Kao i pri proračunu nosivosti tla ispod temelja zida, treba uzeti u obzir da li je osigurano da će tlo ispred zida biti uvijek prisutno tijekom životnog vijeka zida. Ako to nije osigurano, s povoljnim djelovanjem pasivnog otpora ne treba računati. 24

GLOBALNA STABILNOST

Jedno od mogućih graničnih stanja nosivosti potpornih konstrukcija je globalni slom tla. Pri tome potporna konstrukcija ne sudjeluje u otpornosti na to granično stanje. Slom tla u takvim slučajevima može zahvatiti tlo iza, ispod i ispred potporne konstrukcije, ali i samo iza konstrukcije. Provjera globalne stabilnosti provjerava se metodama provjere stabilnosti kosina.

SLIKA 13.: Moguća granična stanja globalne nestabilnosti tla kod potpornih konstrukcija (info.grad.hr/!res/odbfiles/.../szavits-g5_potporne_konstrukcije-radno.pdf)

25

4. EUROKOD 4.1. Općenito o Eurokod-u

U zadnjih se dvadesetak godina u Europi razvija jedinstveni sustav normi za projektiranje građevinskih konstrukcija pod skupnim nazivom Eurokodovi. U njima je skupljeno vrlo široko svjetsko iskustvo suvremenog projektiranja. To je prvi takav sustav koji sustavno obuhvaća projektiranje građevinskih konstrukcija kroz jedinstveni pristup. Izradom eurokodova upravlja Tehnički komitet 270 (TC 270) Europskog odbora za normizaciju (CEN) čije su članice zemlje EU i CEFTA, a od nedavno i Hrvatska. Sustav eurokodova čini skup od slijedećih 10 normi:

· EN 1990 Eurokod: Osnove projektiranja konstrukcija, · EN 1991 Eurokod 1: Djelovanja na konstrukcije, · EN 1992 Eurokod 2: Projektiranje betonskih konstrukcija, · EN 1993 Eurokod 3: Projektiranje čeličnih konstrukcija, · EN 1994 Eurokod 4: Projektiranje kompozitnih čeličnih i betonski konstrukcija, · EN 1995 Eurokod 5: Projektiranje drvenih konstrukcija, · EN 1996 Eurokod 6: Projektiranje zidanih konstrukcija, · EN 1997 Eurokod 7: Geotehničko projektiranje, · EN 1998 Eurokod 8: Projektiranje konstrukcija otpornih na potrese, · EN 1999 Eurokod 9: Projektiranje aluminijskih konstrukcija.

Eurokodovi traže da svaka građevina tijekom njene izgradnje kao i tijekom njenog korištenja zadovoljava bitne zahtjeve. Ti su zahtjevi nosivist, uporabivost, otpornost na požar, trajnost i pouzdanost. Eurokod tretira građevinu kao nešto što ima svoj vijek trajanja. Taj vijek trajanja je zapravo ekonomska kategorija. S GRAĐEVINOM SE POSTUPA KAO S PROIZVODOM KOJI NE TRAJE VJEČNO, VEĆ ODREĐENO UPORABNO VRIJEME.

26

4.2. Eurokod 7, EN 7, geotehnika u Eurokodu

Eurokod 7 (službenog naziva EN 1997) odnosi se na geotehničko projektiranje i sastoji se iz dva dijela: EN 1997-1 Geotehničko projektiranje – Dio 1: Opća pravila, te EN 1997-2 Geotehničko projektiranje – Dio 2: Istraživanje i ispitivanje tla. Svi Eurokodovi, pa tako i Eurokod 7 imaju pristup proračunima koji se temelji na parcijalnim faktorima sigurnosti za opterećenja i za sva svojstva gradiva od kojih se građevina izvodi. U fazi projektiranja da bi se odradilo stanje građevine u odnosu na neko granično stanje, primjenjuju se odgovarajući proračunski modeli koji se, ako je potrebno, mogu dopuniti tezultatima probnog opterećenja. Osnovna je podjela na: · Krajnje granično stanje ili granično stanje nosivosti · Granično stanje uporabivosti

Krajnje granično stanje je stanje sloma ili nestabilnosti građevine u bilo kojem obliku, koje može ugroziti sigurnost ljudi i/ili samu građevinu.

Granično stanje uporabivosti nastaje kad građevina ne može više služiti predviđenoj svrsi zbog: · Prevelikih deformacija, pomaka, progiba i sl., pri čemu se misli i na ometanje rada strojeva i tehnoloških procesa vezanih uz tu građevinu, · Vibravija koje ometaju rad ljudi, oštećuju građevinu ili njezine djelove.

Eurokod 7, uvodi klasifikaciju od tri geotehnička razreda prema složenosti i rizičnosti geotehničke konstrukcije ili zahvata kako bi se racionalizirao opseg istražnih radova i složenost postupka dokazivanja stabilnosti i uporabivosti za građevine bitno različitih stupnjeva složenosti i različitih stupnjeva izloženosti riziku.

27

· Prvi geotehnički razred prvi geotehnički razred se odnosi na najjednostavnije konstrukcije gdje istražni radovi mogu obuhvaćati najjednostavnije radnje, a dokazi se stabilnosti mogu zamijeniti usporedivim iskustvom. · Drugi geotehnički razred Ovdje spadaju uobičajene vrste građevina koje zahtjevaju kvantificirane geotehničke podatke, ali ne više od rutinskih postupaka u ispitivanju tla. · Treći geotehnički razred U njega su svrstane sve velike i neuobičajene građevine, odnosno vrlo složeni zahvati i zahvati velikog rizika, te građevine u predjelima s velikom opasnošću od potresa. Za sve građevine potrebno je provjeriti sve najnepovoljnije mogućnosti projektne okolnosti. Primjena razreda nije obvezna pa može poslužiti projektantu kao pomoć pri projektiranju. 4.3. Provjera graničnih stanja primjenom parcijalnih faktora

Postoji pet vrsta graničnih stanja nosivosti i to: EQU: gubitak ravnoteže konstrukcije ili tla razmatranog kao kruto tijelo, u kojem čvrstoća konstruktivnog materijala ili tla značajno ne doprinosi otpornosti (na primjer prevrtanje gravitacijskog betonskog zida na podlozi od čvrste stijene);

STR: slom ili velika deformacija betonske, metalne, drvene ili zidane konstrukcije ili njenog elementa, uključivo temelje, pilote, sidra i potporne zidove, u kojima čvrstoća konstruktivnog materijala bitno pridonosi otpornosti (na primjer slom pri jakom savijanju armirano-betonske dijafragme, izvijanje pilota u jako mekom tlu, klizanje blokova obalnog zida na vodoravnim reškama među blokovima, popuštanje čelične šipke geotehničkog sidra pod vlačnim opterećenjem, propadanje podložne ploče sidra kroz sloj prskanog betona zaštitne potporne konstrukcije, slom pilota od vodoravnog opterećenja);

28

GEO: slom ili velika deformacija tla pri kojoj čvrstoća tla ili stijene bitno pridonosi otpornosti (na primjer slom tla ispod temelja, slom tla oko vodoravno opterećenog pilota, veliko slijeganje pilota, naginjanje potpornog zida, čupanje sidra iz tla, slom i propadanje tla iznad tunelskog iskopa, klizanje i odron tla, značajno popuštanje oslonca luka mosta, izdizanje i slom dna građevne jame u mekom tlu);

UPL: gubitak ravnoteže konstrukcije ili tla uslijed uzgona vode ili drugih vertikalnih sila (na primjer izdizanje lagane podzemne konstrukcije pod pritiskom uzgona podzemne vode, izdizanje i probijanje slabo propusnog sloja tla na dnu građevne jame od uzgona podzemne vode u nižem vodonosnom sloju, čupanje temelja dalekovodnog stupa);

HYD: hidrauličko izdizanje (hidraulički slom), interna erozija tla uzrokovana hidrauličkim gradijentima (na primjer hidraulički slom u pjeskovitom dnu građevne jame uslijed vertikalnog strujanja vode prema dnu jame, interna erozija pjeskovitog tla od strujanja vode u nasipu i stvaranje erozijskih kanala).

Oznake EQU, STR, GEO, UPL i HYD dolaze od engleskih riječi equilibrium (ravnoteža), structural (kostrukcijski), geotechnical (geotehnički), uplift (uzgon) i hydraulic (hidraulički).

29

TABLICA 3.: Provjera stabilnosti za 5 graničnih stanja nosivosti metodom parcijalnih koeficijenata (Eurokod, Ivšić 2006)

30

TABLICA 4.: Granično stanje STR i GEO: parcijalni koeficijenti za djelovanja i učinke djelovanja (za oznake A1 i A2) (Eurokod, Ivšić 2006)

TABLICA 5.: Granično stanje STR i GEO: parcijalni koeficijenti za parametre tla (za oznake M1, M2) (Eurokod, Ivšić 2006)

31

TABLICA 6.: Granično stanje STR i GEO: parcijalni koeficijenti za otpornosti ( za oznake R1, R2, R3 i R4 ) (Eurokod, Ivšić 2006)

Postoje tri proračunska pristupa za granično stanje nosivosti STR/GEO Parcijalni koeficijenti podijeljeni su za svaki proračunski pristup u grupu A za djelovanja, grupu M za svojstva materijala i grupu R za otpornosti. Kombinacije pojedinih skupina za svaki od tri proračunska pristupa prikazuje . Prikaz primjene pojedinog proračunskog pristupa na primjeru nosivosti tla ispod potpornog zida prikazuju SLIKA 14, SLIKA 15 i SLIKA 16.

32

SLIKA 14.: Proračunski pristup 1 (PP1), Kombinacija 1 (lijevo) i Kombinacija 2 (desno), za granično stanje nosivosti tla ispod temelja potpornog zida (presjek A-A) (Eurokod, Ivšić 2006)

SLIKA 15.: Proračunski pristupi 2, PP2 (lijevo), i varijanta 2*, PP2* (desno) za granično stanje nosivosti tla ispod temelja potpornog zida (presjek A-A) (Eurokod, Ivšić 2006)

33

SLIKA 16.: Proračunski pristup 3, PP3, za granično stanje nosivosti tla ispod temelja potpornog zida (presjek A-A) (Eurokod, Ivšić 2006)

Analize pokazuju da je PP3 najkonzervativniji, PP2 najmanje konzervativan, a PP1 se smjestio negdje između (Orr 2005). Konsenzus oko toga koji od ova tri pristupa treba prihvatiti nije postignut, pa je odluka prepuštena pojedinim zemljama. Neke analize ukazuju da razlike među konstrukcijama dimenzioniranim prema različitim proračunskim pristupima nisu velike (za 10 razmatranih primjera do najviše ±10 %) Neke analize dokazuju ozbiljne zamjerke na PP2 i PP2* (Simpson 2000, Simpson i Powrie 2001). Glavni pobornik PP2* je Njemačka (Vogt i dr. 2006) i Francuska (uz korištenje PP3 za globalnu stabilnost i stabilnost kosina), pobornik PP1 je Velika Britanija i Portugal, dok PP3 zagovara Nizozemska. Irska za sada omogućuje ravnopravnu primjenu sva tri pristupa. Vrijeme i praksa će, kao i uvijek, pokazati kojim pristupom treba ići u budućnosti.

34

4.4. Istražni radovi prema Eurokodu 7

Posebnu važnost za projektiranja građevine Eurokod 7 predaje istražnim radovima. Karakteristike temeljnog tla bitno utječu na konstrukciju buduće građevine. geotehnički se istražni radovi često provode u fazama i iterativno dok svi potrebni podaci ne budu dostupni, a konstrukcija, njena izvedba i uključeni rizici budu poznati. Složenost istražnih radova, temeljnog tla i konstrukcije prikazuje slika dolje.

SLIKA 17.: Faze ispitivanja temeljnog tla pri geotehničkom projektiranju, izvođenju i korištenju konstrukcije (Eurokod, Ivšić 2006)

Cilj geotehničkih istražnih radova je da prikupi podatke o temeljnom tlu, podzemnoj vodi i drugim relevantnim podacima o lokaciji potrebnim za projektiranje, izgradnju i korištenje otporne, stabilne, uporabive i trajne konstrukcije. Ti podaci se mogu prikupljati postupno, ali tako da pravodobno budu dostupni oni relevantni za pojedinu fazu projektiranja ili gradnju. 35

5. POTPORNI ZID NA DIONICI D – 60, LOVREĆ – IMOTSKI U MJESTU KRIVODOL - BAŠIĆI 5.1. Općenito o objektu, funkcija i veličina objekta

Na putu od Lovreća do Imotskog kod mjesta Bašići došlo je do oštećenja cestovne prometnice. Oštećenje je nastalo jer se postojeći potporni zid napravljen od kamena suhozid urušio. Urušavanje zida je prouzročilo oštećenje nasipa na kojem je smještena prometnica, pa iz tog razloga prometnica nije bila sigurna za uporabu. Osnovni zadatak na prometnici bio je izgraditi novi potporni zid radi osiguranja stabilnosti nasipa na kojem je smještena prometnica.

Potporni zid Projektiran je i izveden armirano – betonski zid T-presjeka. Zid je vertikalan, postavljen svojom poleđinom duž ruba prometnice u punoj duljini od cca 28 m. Izveden je u dvije faze: temelj zida, te vertikalni zid do određene visine. Visina zida iznosi 4 m, a visina temelja je 40 cm. Zid je širine 65 cm na spoju sa temeljem te 50 cm na kruni zida. Zid je izveden od betona klase C25/30, uz armiranje rebrastom i mrežastom armaturom prema planu armature. Zid je izveden u kampadama duljine 6 m, a izvedene su i dilatacije na duljinama od 6 m, oni se spajaju ˝kontinuirano˝ u temelju pomoću propuštene armature, te ˝na zub˝ na kontaktu zidova i kampada. Vodopropusni sustav Za slučaj velikog dotoka procjednih i površinskih voda ugrađene su vodopropusnice kroz koje voda može drenirati kroz zid. Vodopropusnice su izvedene od PVC cijevi Φ 110 mm, koje su ugrađene na visini 1/3 zida od baze temelja, a na razmaku duž osi zida od 2 m. Zasip Prostor između zida i nasipa na kojem je prometnica ispunjen je šljunkom granulacije 32 – 64 mm do 1/2 zida,a ostatak zasipa materijalom iz iskopa.

36

5.2. Tehnologija izgradnje potpornog zida Dobivši od strane investitora izvedbeni projekt potpornog zida izveden je široki strojni iskop za temelj potpornog zida. Iskop je izveden bagerom pikamerom i bagerom sa korpom. Utovar viška materijala vršio se bagerom orpom, a odvoz materijala na deponij sa kamionima. Nakon što je nadzorni inženjer geodezije snimio teren obavljeno je planiranje terena (ručno) te je izvedeno zbijanje podloge. Zbijanje se izvodilo vibro valjkom. Nakon što je podloga bila pripremljena slijedio je dovoz betona mikserom i betonirao se podložni beton, klase C12/15. Nakon betoniranog podložnog betona slijedilo je postavljanje armature temeljne stope prema planu, jer je armatura napravljena strojno po pozicijama u armiračnici. Pregledavši postavljenu i povezanu armaturu od strane nadzornog inženjera dozvoljava se postavljanje oplate i daljnje betoniranje. Betoniranje se vršilo beton pumpom.Nakon što je izvedeno betoniranje temeljne stope potpornog zida slijedio je geodetski snimak i iskolčenje novih segmenata. Transport betona obavljen je beton – mikserima. Kod ugradnje betona koristio se perivibrator

Završetkom temeljne stope postavljala se pripremljena armatura zida, te oplata zida. Postavivši svu oplatu zida slijedilo je betoniranje zida sa klasom C 25/30. Radi opasnostiod odrona zid je izveden kampadno tj. u segmentima, pa tako se izvodilo i betoniranje, svakih 6,0 m. Po sazrijevanju betona na minimalnu čvrstoću slijedilo je skidanje oplate te su se izvodile vodopropusnice, koje su smještene svakih 2,0 m, na visini od 1/3 zida. Vodopropusnice će kroz zid odvoditi površinsku vodu vani iz nasipa. Vodopropusnice su sa unutarnje strane zaštićene mrežicom. Završivši izgradnju zida, vršilo se zasipavanje iza zida drobljenim materijalom i šljunkom od 32 – 64 mm, do 1/2 zida. Na šljunak se postavljao geotekstil, te se nastavljalo zasipanje nasipa do visine ceste s materijalom iz iskopa. Nakon izvedbe armirano – betonskih radova, pristupilo se izvedbi završnih radova Pod ovim radovima izvedeno je uređenje površine terena ispred zida, te je prometnica vraćena u tzv. Prvobitno stanje. Isto tako očistila se radna površina i prilazni put, te se odvezao višak materijala iz iskopa. 37

NAPOMENA :

Betoniranje: · podložni beton C 12/15 · temelj

C 25/30

· zid

C 25/30

Armatura: · Izrađena strojno po pozicijama u armiračnici · Šipkasta armatura B500B · Mrežasta armatura B500A

Prilazni put: · Zbog nemogućnosti izgradnje prilaznog puta promet na cesti se odvijao u jednoj traci prometnice, a druga traka se koristila kao kao prilazni put. Promet na cesti se regulirao semaforima. Osim prilazećeg puta traka se koristila kao i deponij za armaturu i oplatu, te kao radni prostor.

Ispitivanje kvalitete ugrađenog materijala: · Armaturna izrada u sukladnosti · Beton, uzimali su se uzorci betona na mjestu ugradnje radi ispitivanja kvalitete betona. Jedna koca na 15 – 30 m ³ betona ili jedna kocka svaka pozicija koja je napravljena tog dana. -

Podložni beton 1 kocka

-

Temelj

1 kocka

-

Zid

1 kocka

38

5.3. Slike s terena

SLIKA 18.: Ostatak starog potpornog zida izvedenog od kamena-suhozid.

39

SLIKA 19.: Priprema terena za temelje zida - iskop

40

SLIKA 20.: Završen iskop i priprema terena za podložni beton

41

SLIKA 21.: Izvedba podložnog betona i armiranje temelja

42

SLIKA 22.: Postavljanje armature zida

43

SLIKA 23.: Izvedba oplate zida

44

SLIKA 24,25.: Pogled na lice zida, pozicija vodopropusnica 45

SLIKA 26.: Vlačna pukotina u zidu nakon izvedbe

46

SLIKA 27.: Vlačna pukotina

47

SLIKA 28.: Vlačna pukotina duž cijele visine zida

Sanacija izvedenih radova Uvijek kod gradnje objekata dolazi do neplaniranih radnji, tj. problema. Kod gradnje ovog potpornog zida došlo je do vlačnog puknuća zida.

Puknuće na zidu se moralo sanirati. Pošto je zid od segmenata odnosno izveden u kampadama, segment na kojem je nastala vlačna pukotina uklonjen je i izveden ponovno. Sanacija je uspješno izvedena.

Do puknuća zida je došlo zbog slijeganja koje je nastalo nakon izvedenog dijela zida. Uzrok slijeganja je podloga na kojoj je bio temelj zida. Jedan dio podloge je bio u stijeni, a drugi u zemljanom materijalu. Nakon što je zid izveden nastalo je slijeganje i oštećenje zida. 48

5.4. Proračun stabilnosti potpornog zida - primjer Proračun za drenirano stanje

Visina zida

H= 4 m

Debljina zida

B= 0,65 m

Dužina stope iza zida

C= 2,25 m

Dužina stope ispred zida A= 0,95 m Debljina stope

D= 0,4 m

Ukupna dužina stope

L= 3,85 m

Jedinična težina

ɣ = 20 kN/m³

Kut trenja

Φ = 34º

Kohezija

c = 2 kN/m²

Nagib zasipa prema horizontali

ɯ=2º

Trenje između zida i tla 2/3 Φ

δ = 23 º

Nagib zida

α=2º

Površinsko opte. na prometnici

p = 16,67 kN/m² 49

Određivanje koeficijenta aktivnog tlaka

ka =

ka =

cos 2 (j - a ) cos 2 a × cos(a + d ) é sin(j + d ) × sin(j - v ) ù ê1 + ú cos(a + d ) × cos(a - v ) û ë cos 2 (34 - 2) cos 2 (2) × cos(2 + 23)

2

é sin( 34 + 23) × sin( 34 - 2) ù ê1 + ú cos(2 + 23) × cos(2 - 2) û ë k a = 0,48

2

Vertikalna naprezanja iza zida p = površinsko opterećenje na prometnici

s v ,( 4, 4 ) = g × H + p = 20 × 4,4 + 16,67 = 104,67 kPa u ( 4, 4) = 0kPa

s v ' ( 4, 4) = s v ,( 4, 4) = 104,67 kPa s v ,( 0, 0) = 16,67kPa u ( 0, 0) = 0kPa

s v ' (0, 0) = 16,67 kPa

50

Određivanje sile aktivnog tlaka

s A ( 0, 0) = s v ( 0,0 ) × k a - 2c × k a = 16,67 × 0,48 - 2 × 2 × 0,48 = 5,23kPa s A ( 4, 4, 0) = s v ( 4, 4, 0) × k a - 2c × k a = 104,67 × 0,48 - 2 × 2 × 0.48 = 47,44kPa

Određivanje sile koja djeluje na zid i njezinog položaja

E AH =

(2,23 + 47,44) × 4,0 = 115,94kN 2

E AV = E AH × tg (d - a ) = 115,94 × tg (23 - 2) = 44,50kN E A = E AH + E AV = 115,94 2 + 44,50 2 = 124,19kN 2

rE A

H

2

= 4,4 / 3 = 1,47 m

V

rE A = (0,95 + 0,65 + 0,015) + 1,47 × tg (2) = 1,67m -

Pošto je zid gotovo vertikalan ( α = 2 º )

51

Određivanje vlastite težine zida

Površine: P1 = 3,85 × 0, 4 = 1,54m 2 0,30 × 4 = 0,6m 2 2 P3 = 0,35 × 4 = 1, 40m 2 P2 =

0,15 × 4 = 0,3m 2 2 P = 3,84m 2 P4 =

52

Wzida = P × g B = 3,84 × 24 = 92,16kN / m' P1 × r1 + P2 × r2 + P3 × r3 = P 1,54 × 1,93 + 0,6 × 1,12 + 1,40 × 1, 43 + 0,30 × 1,67 = 3,84 rW = 1,59m rW =

Wkonzole = g × H × L3 = 20 × 4 × 2, 25 = 180,00kN / m' rWkonzole = 0,95 + 0,65 +

2,25 = 2,73m 2

Provjera stabilnosti s obzirom na klizanje FS =

t f N × tgj + c × l = t T

T = Shoriz. = E AH = 115,94kN N = Svert. = W zida + Wkonzole + E AV = 92,16 + 180 + 44,50 = 316,66kN FS =

316,66 × tg 34 + 2 × 3,85 = 1,91 > 1,5 115,94

Provjera stabilnosti s obzirom na prevrtanje FS = FS =

SM sigur . SM prevrt .

=

W zida × rW zida + Wkonzole × rWkontole + E AV × rE V A

E AH × rE

A

H

92,16 × 1,59 + 180 × 2,73 + 44,50 × 1,67 = 4,18 > 1,5 115,94 × 1, 47

53

Proračun za ne drenirano stanje Piezometarska linija na ½ H

Visina zida

H= 4 m

Debljina zida

B= 0,4 m

Dužina stope iza zida

C= 2,25 m

Dužina stope ispred zida A= 0,95 m Debljina stope

D= 0,65 m

Ukupna dužina stope

L= 3,85 m

Jedinična težina

ɣ = 20 kN/m³

Kut trenja

Φ = 34º

Kohezija

c = 2 kN/m²

Nagib zasipa prema horizontali

ɯ=2º

Trenje između zida i tla 2/3 Φ

δ = 23 º

Nagib zida

α=2º

Površinsko opte. Na prometnici p = 16,67 kN/m² 54

Određivanje koeficijenta aktivnog tlaka

ka =

ka =

cos 2 (j - a ) cos 2 a × cos(a + d ) é sin(j + d ) × sin(j - v ) ù ê1 + ú cos(a + d ) × cos(a - v ) û ë cos 2 (34 - 2) cos 2 (2) × cos(2 + 23)

2

é sin( 34 + 23) × sin( 34 - 2) ù ê1 + ú cos(2 + 23) × cos(2 - 2) û ë k a = 0,48

2

Vertikalna naprezanja iza zida

s v ,( 4, 4 ) = g × H + p = 20 × 4,4 + 16,67 = 104,67 kPa u ( 4, 4) = 2,2 × 10 = 22kPa

s v ' ( 4, 4) = 104,67 - 22 = 82,67 kPa s v ,( 0, 0) = 16,67kPa u ( 0, 0) = 0kPa

s v ' (0, 0) = 16,67 kPa s v , 2, 2) = 20 × 2,2 + 16,67 = 60,67kPa u ( 2, 2) = 0kPa

s v ' ( 2, 2) = 60,67 kPa

55

Određivanje sile aktivnog tlaka

s A ( 0, 0) = s v ( 0,0 ) × k a - 2c × k a = 16,67 × 0,48 - 2 × 2 × 0,48 = 5,23kPa s A( 2, 2) = s V ( 2, 2) × k a - 2c × k a = 60,67 × 0,48 - 2 × 2 0,48 = 26,34kPa s A ( 4, 4, 0) = s v ( 4, 4, 0) × k a - 2c × k a = 82,67 × 0,48 - 2 × 2 × 0.48 = 36,90kPa s A,u (0, 0) = 5,23kPa s A,u ( 2, 2) = 26,34kPa s A,u ' ( 4, 4 = 36,90 + 22 = 58,90kPa

s AH

56

Određivanje sile koja djeluje na zid i njezinog položaja

E AH =

(5,23 + 26,34) 26,34 + 58,90 × 2,2 + × 2,2 = 128,48kN 2 2

åM = 0 35,81 × 0,73 + 57,94 × 1,1 + 23,22 × 2,93 + 11,5 × 3,3 = 128,48 × rEaH rEHA = 1,53m E AV = E AH × tg (d - a ) = 128,48 × tg (23 - 2) = 49,31kN E A = E AH + E AV = 128,48 2 + 49,312 = 137,62kN 2

2

V

rE A = (0,95 + 0,65 + 0,015) + 1,53 × tg (2) = 1,67 m

57

Određivanje vlastite težine zida

Površine: P1 = 3,85 × 0, 4 = 1,54m 2 0,30 × 4 = 0,6m 2 2 P3 = 0,35 × 4 = 1, 40m 2 P2 =

0,15 × 4 = 0,3m 2 2 P = 3,84m 2 P4 =

58

Wzida = P × g B = 3,84 × 24 = 92,16kN / m' P1 × r1 + P2 × r2 + P3 × r3 = P 1,54 × 1,93 + 0,6 × 1,12 + 1,40 × 1, 43 + 0,30 × 1,67 = 3,84 rW = 1,59m rW =

Wkonzole = g × h1 × L3 + g × h2 × L3 = 20 × 2 × 2, 25 + 10 × 2 × 2,5 = 135,00kN / m' rW = 0,95 + 0,65 +

2,25 = 2,73m 2

Provjera stabilnosti s obzirom na klizanje FS =

t f N × tgj + c × l = t T

T = Shoriz. = E AH = 128,48kN N = Svert. = W zida + Wkonzole + E AV = 92,16 + 135 + 49,31 = 276, 47kN FS =

276, 47 × tg 34 + 2 × 3,85 = 1,51 > 1,5 128,48

Provjera stabilnosti s obzirom na prevrtanje FS = FS =

SM sigur . SM prevrt .

=

W zida × rW zida + Wkonzole × rWkontole + E AV × rE V A

E AH × rE

A

H

92,16 × 1,59 + 135 × 2,73 + 49,31 × 1,67 = 3,04 > 1,5 128, 48 × 1,53

59

6. ZAKLJUČAK

Mehanika tla je, zajedno s mehanikom stijena i inženjerskom geologijom, dio tehničke geotehnike koja se bavi projektiranjem i izvođenjem objekata u tlu i stijeni. Za potrebe geotehnike, u mehanici tla se proučavaju teoretski modeli naprezanja, deformacija, tečenja i sl., pomoću kojih se predviđaju ponašanja geotehničkih objekata i procjenjuje koliko ta ponašanja zadovoljavaju postavljene kriterije.

-

Iz svega prethodno što je gore navedeno u ovom radu može se zaključiti da se

geotehnika uz mehaniku tla kao znanost, mnogo razlikuje od drugih građevinskih područja.

-

U posljednje vrijeme sve širu primjenu imaju armirno – betonski potporni zidovi u

izgradnji građevinsko – geotehničkih objekata u odnosu na druge vrste potpornih zidova. Uspješno se primjenjuju kod prometnica i drugih geotehničkih objekata. Primjena im je sve šira zbog jednostavnosti izvedbe i vijeka trajanja.

-

U ovom diplomskom radu prikazan je klasičan primjer jednog potpornog zida sa

načinom njegove izvedbe i proračunom stabilnosti. Iako zid gledano u globalu predstavlja jednu cjelinu, on je izveden u segmentima tj. kampadama duljine cca 6 m. Izveden je u segmentima da nebi došlo do odrona nasipa prometnice.

-

Iz svega ovog može se još zaključiti da se potporni zidovi mogu izvoditi tamo

gdje su potrebni, ali treba paziti na karakteristike tla i opterećenja. Isto tako treba se prilagoditi zahtjevima investitora i uvjetima tehnologije građenja.

60

7. LITERATURA

1.Zlatović, S., 2006 Bilješke.. http://line.tvz.hr/zlatovic/SuvremeneMetodeUGeotehnici 2.Roje-Bonacci,T.2005 POTPORNE GRAĐEVINE I GRAĐEVNE JAME 3.Szavits-Nossan, A., Ivšić, T., 2006, Eurokod 4.Dimenzioniranje potpornih konstrukcija... www.gradst.hr/LinkClick.aspx?fileticket=zfFc9iQpBnc%3D&tabid 5. graditeljstvo.tvz.hr/php/skini_repoz.php?id=16121&id1=31&id2=4 6.Potporni zidovi... rgn.hr/~pkvasnic/05a_POTPORNI%20ZIDOVI.pdf 7. Gabionski zidovi.... specgra.tvz.hr/php/skini_repoz.php?id=16310&id1=3&id2=1 8. Potporne konstrukcije... info.grad.hr/!res/odbfiles/.../szavits-g5_potporne_konstrukcije-radno.pdf

61

8. PRILOZI

62

63

64

65

66