Skripta po Dlaboko Fundiranje

GLAVA 6 - GRADE@NA JAMA ............................................................................1 6.1. Op{to ...................................................................................................................1 6.2. Grade`na jama vo po~vi bez podzemna voda ..................................................4 6.2.1. Grade`na jama bez podgraduvawe .................................................................4 6.2.2. Grade`na jama so podgraduvawe ...................................................................9 6.2.3. Dimenzionirawe na elementite na podgradata .....................................11 6.3. Grade`na jama vo po~vi so visoko nivo na podzemna voda......................23 6.3.1. [pundova podgrada - op{to ........................................................................23 6.3.2. Drvena {pundova podgrada..........................................................................25 6.3.3. Armirano - betonska {pundova podgrada ................................................28 6.3.4. ^eli~na {pundova podgrada .......................................................................30 6.3.5. Dimenzionirawe na [pundova podgrada - op{to..................................32 6.3.6. Grafi~ko presmetuvawe na neankeruvana i edna{ ankeruvana {pundova podgrada ......................................................................................36

GLAVA 6 - GRADE@NA JAMA 6.1. Op{to Pod grade`na jama se podrazbira potrebniot iskop na zemja za smestuvawe na temelnata konstrukcija od daden objekt. Goleminata i formata na grade`nata jama zavisat od re{enieto na temelnata konstrukcija, koe zvisi od goleminata i karakterot na objektot, kako i od geomehani~kite i hidrogeolo{kite uslovi na terenot na koj treba da se gradi objektot. Obele`uvaweto i izvr{uvaweto (iskopot) na grade`nata jama pretstavuvaat po~etni raboti vo izgradbata na sekoj objekt. Za to~noto izvr{uvawe na rabotata za izgradba na temelnata konstrukcija treba to~no da e obele`ana grade`nata jama, kako vo osnova, taka i vo odnos na dlabo~inata so to~no obele`ani dlabo~ini na potrebniot iskop. Za taa cel mora de se raspolaga so izvedben proekt za objektot, a so toa i za negovata temelna konstrukcija so potrebnite osnovi i preseci. Isto taka, pred da po~ne obele`uvaweto i izvr{uvaweto (kopaweto) na grade`nata jama, treba da se raspolaga i so plan na eventualnite postoe~ki instalacii (vodovodni, elektri~ni, i sli~no) na mestoto na objektot, odnosno vo idnata grade`na jama, kako ne bi do{lo do nivno o{tetuvawe so izvr{uvawe na iskopot. Pred da se po~ne so kopaweto takvite instalacii treba da se otstranat ili soodvetno za{titat, a sekako deka na niv treba da se vnimava u{te vo tekot na izborot na lokacijata vo fazata na proektiraweto na objektot.

Сл. 6.1 Obele`ana grade`na jama: a) osnova b) detal Pri obele`uvaweto na grade`nata jama se prenesuvaat od plan na teren konturite na temelnata konstrukcija (na primer: ako temelot e vo vid na plo~a, Сл. 6.1) ili pak, se prenesuvaat centrite na stolbovite (ako temelnata konstrukcija e re{ena so temelni samci ili gredi). Okolu sekoja to~ka se bele`at konturite na temelnite samci so soodvetno

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

1

izvlekuvawe na kolcite i letvite za obele`uvawe na dovolno rastojanie taka vo tekot na iskopot da ne se zafatat. Ako poedine~niot iskop za temelnite samci ili gredi ne e ekonomi~en (malo me|usebno rastojanie koe pretstavuva mal front za rabota, ili ja skratuva mo`nosta za primena na mehanizacija), toga{ mo`e da se usvoi zaedni~ka grade`na jama za celata temelna konstrukcija. Sekako deka treba da se te`i izvr{uvaweto i iskopot na grade`nata jama da bide so mehanizacija. Pri iskopot na jamata treba da se zapazat i slednite uslovi: - da se obezbedi spre~uvawe na eventualno prodirawe na povr{inski i atmosferski vodi vo jamata. Za taa cel okolu jamata potrebno e da se iskopa soodveten otvoren kanal, koj bi gi primil i bezbedno otstranil takvite vodi (Сл. 6.2)

Сл. 6.2 Za{tituvawe na grade`na jama so obikolno kanala~e Poslednite 20-30cm od iskopot na grade`nata jama se kopaat ra~no bidej}i pri iskop so mehanizacija ne e mo`no da se obezbedat ramni povr{ini na dnoto na jamata za pravilnoto nalenuvawe na temelite vrz po~vata (Сл. 6.3). - pri fundirawe vo glinesti sredini poslednite 20-30 cm iskop do kotata na fundiraweto se kopaat neposredno pred izveduvaweto na temelnata konstrukcija (Сл. 6.4). Toa e potrebno bidej}i ako grade`nata jama se iskopa celosno do kotata na fundiraweto, a temelnata konstrukcija t. e. betoniraweto na temelite ne se izvr{i vedna{, atmosferskite priliki }e izvr{at promena vo jakostnite i deformabilnite karakteristiki na neposrednata kontaktna po~vena zona, koja potoa pred betoniraweto treba da se otstrani so {to bi se zgolemila dlabo~inata na fundiraweto, {to uslovuva korekcii vo proektot, a so toa i poskapuvawe na objektot.

2

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

Сл. 6.3 Doteruvawe na dnoto na grade`na jama

Сл. 6.4 Iskop pred betonirawe na temelite - po zavr{uvaweto na temelnata konstrukcija, slobodniot volumen na jamata treba da se nasipe vo sloevi so nabivawe do propi{anite kriteriumi, koi obi~no se davaat vo proektot za fundirawe na objektot (Сл. 6.5). Za taa cel pri iskopot „dobriot” materijal se ~uva za zapolnuvawe, a „ostanatiot” se nosi vo deponija.

Сл. 6.5 Nasipuvawe na slobodniot

Сл. 6.6 Neophodno pro{iruvawe

volumen - grade`nata jama se kopa so malku pogolema {irina na temelot zaradi obezbeduvawe prostor za rabota okolu temelot (Сл. 6.6) - ne se dozvoluva direktno crpewe na eventualna podzemna voda od nepodgradena grade`na jama vo nekoherentna sredina, poradi opasnosta od sufozija, odnosno so crpewe na vodata bi se crpele i sitnite ~estici od po~vata so {to postepeno bi se zgolemuvala poroznosta, a so toa i zgolemuvawe na vodopropusnosta taka da pri prodol`eno crpewe bi se pojavilo i taka nare~enoto hidrauli~no razru{uvawe (lom) na po~vata.

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

3

Vo takvi slu~ai treba da se primeni dlabinsko odvodnuvawe na grade`nata jama (so filtracioni bunari) ili pak za povr{insko odvodnuvawe, jamata treba da se ogradi so {pundova podgrada (Сл. 6.7)

Сл. 6.7 Za{tita so {pundova podgrada Poradi razli~nite geotehni~ki uslovi za sekoja lokacija, izveduvaweto na grade`nata jama za sekoj objekt ima svoi specifi~nosti, pa zatoa pri proektiraweto i izveduvaweto na grade`nata jama treba da í se posveti posebno vnimanie.

6.2. Grade`na jama vo po~vi bez podzemna voda Vo suvi i malku vla`ni po~vi izveduvaweto na grade`nata jama mo`e da bide na dva na~ini: - bez podgraduvawe - so podgraduvawe so obi~na drvena podgrada 6.2.1. Grade`na jama bez podgraduvawe Ovoj vid na grade`na jama najmnogu se sre}ava vo praksata, bidej}i u{te vo fazata na proektiraweto na objektite vo op{tite koncepcii za izbor na lokacijata na objektot i vidot na temelnata konstrukcija, se te`i fundiraweto da se izvr{i vo grade`na jama ~ij iskop nema da pretstavuva posebna te{kotija. Vo toa ~esto pati se uspeva, no sepak vo odredeni slu~ai fundiraweto na nekoi objekti mora da se vr{i i vo pote{ki uslovi. Vo suvi i malku vla`ni po~vi iskopot na grade`nata jama se vr{i so vertikalni ili kosi yidovi. Za da se obezbedi pogolema stabilnost na vertikalniot ili kosiot yid (Сл. 6.8) iskopaniot materijal treba da se deponira na dovolna oddale~enost od rabot na jamata, minimalno 1,0m, no naj~esto i pove}e za da mo`e toj prostor da obezbedi slobodno dvi`ewe

4

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

okolu grade`nata jama na luge i neophodna oprema koja ke bide primenuvana pri izvedbata na grade`nata jama i samoto fundirawe.. Istoto va`i i za skladiraweto na potrebnite meterijali za izvedba na temelnata konstrukcija, koi se stavaat okolu jamata.

Сл. 6.8 [ema za grade`na jama Izveduvaweto na temelnata konstrukcija treba da bide brzo so cel neoblo`enite kosini {to pokratko da bidat izlo`eni na atmosferski vlijanija. Naklonot na kosinite zavisi od karakteristikite na materijalot i dimenziite na jamata i toa kako vo osnova taka i vo dlabo~ina. Tie nakloni naj~esto mo`at da se dvi`at od 1:0 do 1:2, a vo isklu~itelni slu~ai i pove}e. Ako kosinata na jamata e mnogu mala t.e. blaga, toga{ dimenziite na jamata vo osnova se zgolemuvaat, so toa se zgolemuva i koli~inata na iskopot, so {to kako problem se pojavuva ekonomi~nosta pri izvr{uvaweto na iskopot na jamata. Isto taka ponekoga{ kosinite bi mo`ele da bidat taka golemi {to grade`nata jama bi zafatila i del od sosednite ve}e izgradeni objekti (ako takvi postojat), pa takviot na~in na iskop na jamata so slobodni kosini stanuva neprimenliv, i zatoa vo takvite slu~ai se primenuva podgraduvawe na vertikalnite yidovi na jamata (Сл. 6.9).

Сл. 6.9 Grade`na jama ~ii kosini navleguvaat vo sosedniot objekt GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

5

Ovoj na~in na izveduvawe (so kosini) na grade`nata jama iako e mo{ne ednostaven, lesen i eftin, ~esto pati ne mo`e da se primeni, osobeno vo gradski podra~ja, kade naj~esto vo blizina ima ve}e izgradeni objekti. Stabilnosta na yidovite na grade`nata jama zavisi od geomehani~kite karakteristiki na po~venata sredinata, kako i od visinata na iskopot, odnosno dlabo~inata na jamata. Odreduvaweto na visinata pri koja se u{te se odr`uva stabilnosta na yidot (kosinata) od nepodgradena grade`na jama se vr{i spored pretpostavkite koi va`at za stabilnost na kosini. Me|utoa pri iskop na grade`ni jami, koi sepak se smetaat za vremeni grade`ni aktivnosti, samo dodeka trae izveduvaweto na temelnata konstrucija, za presmetuvawe na stabilnosta na kosinite na jamata mo`at da se primenat poednostavni re{enija koi vo pogolem del gi zadovoluvaat potrebite kaj plitkoto fundirawe odnosno kaj ne taka dlaboki grade`ni jami. Globalno vo zavisnost od vidot na po~vata i vremeto za izveduvawe na grade`nata jama i temelnata konstrukcija mo`at da se pojavat tri slu~ai: a. Grade`nata jama se izveduva vo po~va koja ima agol na vnatre{no triewe 0, a kohezija pogolema od 0. b. Grade`nata jama se izveduva vo po~va koja ima agol na vnatre{no triewe pogolem od 0, a kohezija 0. i c. Grade`nata jama se izveduva vo po~va koja ima i agol na vnatre{no triewe i kohezija pogolemi od 0. a. Za analizata na ovoj slu~aj se pretpostavuva deka stabilnosta e obezbedena samo pod vlijanie na kohezijata na materijalot, dodeka trieweto pome|u ~esticite se usvojuva nula. Isto taka se pretpostavuva ramna povr{ina na lizgawe, so koja se ograni~uva prizmata ABC (Сл. 6.10). Te`inata na prizmata se deli na normalna i tangencijalna komponenta.

Сл. 6.10 Prizma na lizgawe za c≠0 i φ= 0

6

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

Za da postoi ramnote`a treba horizontalnata komponenta H da bide pomala ili ednakva na silata na kohezijata Tc vo ramninata na lizgaweto BC. H ≤ Tc Od Сл. 6.10 se gleda deka:

H = G ⋅ sin β = Tc = c ⋅ l = c

1 2 h ⋅ ctgβ ⋅ γ ⋅ sin β 2

h sin β

H i Tc }e gi zamenime vo gornata ravenka i sredime: 1 2 h γ h ctg β sin β = c 2 sin β 1 γ h cos β sin β = c 2 2c h= , pa e 1 γ sin 2β 2 4c h= γ ⋅ sin 2 β kade:

c γ β

- kohezija - volumenska te`ina na po~vata - naklon na ramninata na lizgawe, koj zavisi od karakteristikite na po~vata

Poznato e deka:

β = 45D +

ϕ 2

Bidej}i vo ovoj slu~aj ϕ e nula, pa 2 β = 90 D se dobiva

h=

4c

γ

Gornata ravenka ja dava najgolemata visina (so koeficient na sigurnost 1) pod koja bi se odr`uval iskopot vertikalen. b. Ako grade`nata jama se izveduva vo nekoherentni po~vi, toga{ se usvojuva c = 0, a agolot na vnatre{noto tiewe φ ≠ 0. Vo takov slu~aj za usvojuvawe na naklonot na yidot na grade`nata jama se trgnuva od uslovot GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

7

na dlabo~ina z da deluva specifi~en zemjen pritisok pz, a za da postoi ramnote`a treba na nego da se sprotivstavi soodveten nadvore{en tovar (Сл. 6.11).

Сл. 6.11 [ema za analiza pri c=0 i φ≠ 0 Specifi~niot zemjen pritisok na dlabo~ina z e daden so sledniot izraz:

pz = γ ⋅ z ⋅ ξ a ,

ξa =

1 1 − cos(β − ϕ ) ⋅ sin β 1 − cos(β + ϕ )

kade

ξa

- e koeficient na aktiven zemjen pritisok

Za da postoi ramnote`a treba pz da se izedna~i so soodveten tovar koj bi dejstvuval od jamata kon kosinata. Bidej}i takov tovar ne postoi, uslovot za ramnote`a stanuva pz = 0. Ovoj uslov ima slisla samo ako β=φ {to go nametnuva zaklu~okot deka kaj nekoherentnite po~vi kosinata }e bide stabilna ako ima naklon β koj e ednakov ili pomal od agolot na vnatre{noto triewe na materijalot. c. Vo slu~aj koga po~venata sredina poseduva i kohezija (c≠0) i vnatre{no triewe (φ≠0), toga{ analizata za stabilnosta na yidot (kosinata) na grade`nata jama se sveduva na izedna~uvawe na dejstvoto na triewe i kohezijata (Сл. 6.12).

Сл. 6.12 Prizma na lizgawe za c≠0 i φ≠ 0 Kako {to be{e re~eno, se trgnuva od uslovot na ramnote`a t.e. izedna~uvaweto na dejstvoto na trieweto i kohezijata: 8

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

pz ≤ pc kade pz = γ ⋅ z ⋅ ξ a + pc ⋅ ξ a , a pc =

c tgϕ

Ako odnosite se vnesat vo po~etnata ravenka za ramnote`a i ako se usvoi za β =

π 2

, toga{ po sreduvaweto se dobiva:

z≤

2c ⋅ cos ϕ γ (1 − sin ϕ )

Toa bi bilo visina za koja yidot na grade`nata jama mo`e da se dr`i vertikalno. Vo literaturata se sre}avaat i odredeni podatoci za visina i naklon na kosinite na grade`nata jama za razli~ni po~veni sredini, koi treba da se primaat so odredena rezerva. Sepak za grade`ni jami so zna~itelni dlabo~ini i dimenzii, kako i kaj grade`ni jami kaj koi za nivnoto izveduvawe i izveduvaweto na temelnata konstrukcija vo niv, e potrebno i dolgo vreme, toga{ za presmetuvaweto kosinite na grade`nata jama se primenuvaat nekoi od popoznatite metodi za stabilnost na kosini. 6.2.2. Grade`na jama so podgraduvawe Ako uslovite na terenot i rabotata ne dozvoluvaat izveduvawe na grade`na jama bez podgraduvawe, toga{ za grade`niot objekt koj treba da se fundira vo suvi i/ili malku vla`ni po~vi so niska podzemna voda, poniska od dnoto na jamata, se primenuva podgraduvawe, odnosno oblo`uvawe na yidivite na jamata so drvena podgrada. Na~inot na oblo`uvawe e razli~en i zavisi od dlabo~inata i formata na jamata, kako i od karakteristikite na po~vata. Taka, za plitki grade`ni jami vo koherentni i pokompaktni po~vi, se primenuva podgraduvawe so vertikalni talpi potpreni so horizontalni gredi i rasponki. Talpite, vo zavisnost od karakterot na koherentnosta i kompaktnosta na po~vata mo`at da bidat postaveni na izvesno rastojanie ili edna do druga (Сл. 6.13).

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

9

Сл. 6.13 [ema za oblo`uvawe na grade`na jama so vertikalni talpi Kaj nekoherentni po~vi oblo`uvaweto se vr{i so horizontalni talpi potpreni so vertikalni stolb~iwa i horizontalni rasponki (Сл. 6.14) ili mesto rasponki potpiraweto se vr{i so kosnici (Сл. 6.15).

Сл. 6.14 [ema za oblo`uvawe na grade`na jama so horizontalni talpi i rasponki

10

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

Сл. 6.15 [ema za oblo`uvawe na grade`na jama so horizontalni talpi i kosnici I kaj ovoj vid na podgraduvawe talpite se postavuvaat edna do druga ili na odredeno rastojanie.

Сл. 6.16 [ema za oblo`uvawe na grade`na jama so horizontalni talpi i vertikalni stolb~iwa Ponekoga{ horizontalnite talpi se potpiraat so vertikalni stolb~iwa koi se pobivaat vo po~vata i mo`at da bidat slobodni (Сл. 6.16), ili pak ankeruvani ili potpreni so kosnici. Site konstruktivni elementi od ovie drveni podgradi se dimenzioniraat za tovarite koi gi primaat od po~venata sredina i eventualniot nadvore{en tovar. 6.2.3. Dimenzionirawe na elementite na podgradata Stati~kite {emi na poedinite konstruktivni elementi zavisat od vidof na podgradata, odnosno od vzaemniot odnos na poedinite elementi eden sprema drug, kako i od na~inot na deluvaweto na tovarite koi treba da gi primi podgradata. Podgradata treba bezbedno da gi primi tovarite od po~venata sredina - zemjeniot pritisok, kako i eventualniet nadvore{ni tovari koi mo`at da bidat od skladiran materijal vo neposredna blizina na jamata, tovari od razli~na mehanizacija anga`irana vo izveduvaweto na jamata pri izgradbata na objektot, koja se dvi`i vo neposredna blizina na

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

11

jamata, dovolna da predizvika dopolnitelni tovari vrz podgradata, kako i eventualni tovari koi mo`at da bidat preneseni na podgradata, a koi proizleguvaat od samata izgradba na temelnata konstrukcija ili pak objektot. Na primer, za drvena podgrada od horizontalni talpi, vertikalni stob~iwa i horizontalni rasponki, dimenzioniraweto na elementite {to nosat }e se izvr{i na sleden na~in:

Сл. 6.17 Zemjan pritisok vrz podgradata Elementite od podgradata se tovareni od aktivniot zemjen pritisok koj za nekoherentni po~vi inzesuva:

ϕ⎞ ⎛ pa = γ h tan 2 ⎜ 45D − ⎟ 2⎠ ⎝

...(6.11)

kade e:

γ - volumenska te`ina na po~vata ϕ - agol na vnatre{no triewe Ako po~vata poseduva i kohezija, toga{ od aktivniot zemjan pritisok treba da se odzeme vlijanieto na kohezijata koe iznesuva:

ϕ⎞ ⎛ pc' = 2c tan ⎜ 45D − ⎟ 2⎠ ⎝

...(6.12)

kade e:

c - kohezija Aktivniot zemjan pritisok poradi spre~enoto pomestuvawe na povr{inata na terenot od horizontalnite rasponki od triagolna se

12

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

transformira vo krivoliniska forma koja e vo zavisnost od vidot na po~vata. Na slednite sliki se dadeni transformiranite dijagrami na zemjaniot pritisok spored razli~ni avtori.

Сл. 6.18 Zemjan pritisok spored Tercagi i Pek

Сл. 6.19 Zemjan pritosok spored

Сл. 6.20 Zemjan pritosok spored

^ebotarev

Pek

Vo pravilnikot za fundirawe (Propisite) se prepora~uva sledniot dijagram na zemjan pritisok pri dvostrano potprena podgrada: GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

13

Сл. 6.21 Zemjan pritosok spored Pravilnikot za temelewe Horizontalnite talpi vo stati~ki smisol pretstavuvaat kontinuirani gredi ~ii potpori se vertikalnite stolb~iwa koi pak se postaveni na rastojanie A . Sekoja talpa, ~ija {irina e b , e tovarena so razli~en tovar, i toa najgornata talpa so najmal tovar, a najdolanta so najgolem (ako ne e transformiran zemjeniot pritisok). Za transformiran zemjen pritisok, talpite bliski do sredinata se najoptovareni (vidi Сл. 6.21). Bidej}i podgradata pretstavuva privremena konstrukcija, stati~kata {ema se uporostuva, taka {to talpata se presmetuva kako prosta greda so rapon A , {irina b i tovar pa ⋅ b - za nekoherentni materijali ili

(

( pa − pc′ ) ⋅ b -

)

za koherentni materijali,

(odnosno 0.6 pa ⋅ b , odnosno 0.6 p a − pc' b za transformiran dijagram na zemjaniot pritisok).

Сл. 6.22 Stati~ka {ema za talpa Rastojanieto me|u stolb~iwata se usvojuva naj~esto od 0.8-2.0 m.

qA 2 qA 2 = 8

A= B= M max

14

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

σ doz =

d=

6M max ; d 2 ⋅b

d2 =

6M max σ doz ⋅ b

6M max b ⋅ σ doz

...(6.13)

Se usvojuva debelina koja mo`e da se nabavi vo proda`ba (2.5 ili 5.0 cm). Talpite go prenesuvaat tovarot vrz vertikalnite stolb~iwa koi pak se oslonuvaat na horizontalnite rasponki. Vo stati~ki smisol stolb~iwata se gredi so prepusti tovareni so aktivniot zemjan pritisok pomno`en so rastojanieto A , bidej}i sekoe stolb~e }e treba da go primi zemjaniot pritisok na dol`ina A , a ne na 100 cm, kako {to e istiot na po~etokot presmetan. Za triagolna t.e. netransformirana raspredelba na zemjaniot pritisok stati~kata {ema e dadena na Сл. 6.23.

q1 = pa ⋅ A za nekoherentni po~vi q2 = ( pa − pc′ ) ⋅ A

za koherentni po~vi

Сл. 6.23 Stati~ka {ema za stolb~e Se presmetuvaat reakciite Ао i Bo od uslovot na sumata na momentite vo potporite da e 0. Potoa se presmetuvaat momentite vo potporite i vo poleto, taka da se najde najgolemiot moment po apsolutna vrednost. Spored toj moment se dimenzionira stolb~eto na sledniot na~in:

M max W b ⋅ h2 W= 6

σ doz =

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

15

kade b i h se {irinata i visinata na popre~niot presek na stolb~eto. Ako za b h se usvoi odnosot 5 7 se dobiva:

6 M max 5 h ⋅ h2 7 42 M max = 5h3

σ doz =

σ doz h=

42 M max

3

...(6.14)

5σ doz

Rasponikite se tovareni aksijalno na pritisok so sili ednakvi na reakciite A0 i B0. Dimenzioniraweto se vr{i preku omega postapka. Ako elasti~nata dol`ina na rasponkata e A 0 , toga{ za usvoeni dimenzii na istata a a se kontrolira vistinskoto napregawe vo materijalot na rasponkata - drvoto.

Сл. 6.24 Stati~ka {ema za rasponka

σ vis =

Bo ω F

...(6.15)

kade ω e koeficient na vitkost, zavisi od vitkosta λ i iznesuva:

ω=

ω=

1 ⎛ λ ⎞ 1 − 0.8 ⎜ ⎟ ⎝ 100 ⎠

λ2 3100

2

za

λ ≤ 75

za

λ > 75

kade e:

λ= i=

Ao kade i - radius na inercija i J min kade J min - minimalen moment na F

inercija

16

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

F = a 2 - za kvadraten presek ili F = a ⋅ b - za pravoagolen presek na rasponkata Ako so prvata pretpostavka na popre~niot presek se dobie vistinsko napregawe pogolemo ili mnogu pomalo od dozvolenoto, se pretpostavuvaat drugi dimenzii na rasponkata se duri ne se ispolni uslovot vistinskoto napregawe da e ednakvo ili ne{to pomalo od dozvolenoto.

σ vis ≤ σ doz

...(6.16)

Dimenzioniraweto na elementite na drvenata podgrada od horizontalni talpi i vertikalni stolbovi koi se pobieni do dlabo~ina t po dnoto na jamata se vr{i na sledniot na~in: Horizontalnite talpi se dimenzioniraat na na~in kako {to be{e poka`ano porano. Za opredeluvawe na dlabo~inata na pobivaweto na kolot pod dnoto na grade`nata jama, koja dlabo~ina bi bila dovolna da obezbedi stabilnost na vertikalniot yid od jamata, se trgnuva od pretpostavkata deka pod deluvaweto na horizontalnite tovari od po~vata, odnosno od zemjaniot pritisok predizvikan poradi iskopot na grade`nata jama, kolot se zavrtuva okolu to~kata d. Pritoa, poradi zavrtuvaweto okolu taa to~ka, pod kotata na dnoto na jamata se aktivira pasiven zemjan pritisok i toa od to~kata d do 0 od prednata strana na kolot i od to~kata d do to~kata m od zadnata strana na kolot. Pasivniot pritisok ima forma na parabola, no vo grani~na faza se pribli`uva do linearna zavisnost, koj i za uprostuvawe na {emata na tovareweto se usvojuva kako linearen. (Сл. 6.25). Nad to~kata d od zadnata strana na kolot dejstvuva aktiven zemjan pritisok, a pod d pasivniot, dodeka od prednata strana na kolot obratno, pod d deluva aktivniot, a nad d pasivniot. Za da se poednostavi {emata na tovarite i od dvete strani na kolot se dodavaat isti tovari so razli~ni nasoki ozna~eni na Сл. 6.25 kako triagolnici dcb od prednata i dc’b’ od zadnata strana na kolot. Pasivnite tovari koi deluvaat na zadnata strana od kolot mo`at da se zamenat so edna koncentrirana rezultantna sila koja dejstvuva vo d. Vsu{nost taa sila dejstvuva ne{to podolu od d, no usvojuvaweto istata da dejstuvav vo d odi vo korist na sigurnosta. (Сл. 6.26)

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

17

Сл. 6.25 Zemjen pritisok pod dnoto na podzemnata jama

Сл. 6.26 Sumaren pritisok pod dnoto na grade`nata jama Definitivno {emata na tovareweto na kolot za opredeluvawe na dlabo~inata na pobivaweto i negovoto dimenzionirawe izgleda kako {to e prika`ano na Сл. 6.27.

18

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

Сл. 6.27 [ema na tovarewe od zemjenite pritisoci Se postavuva uslovot da odnosot na momentite od pasivnite i aktivnite tovari vo odnos na to~kata d bide pogolem od edinica, odnosno ednakov ili pogolem od koeficientot na sigurnosta koj se usvojuva da iznesuva 1.3. Mo`e da se postavi i obraten uslov - odnosot pome|u momentite od aktivnite i pasivnite tovari da bide pomal ili ednakov na koeficientot nasigurnosta m, koj se usvojuva 0.8. M ad ≤m M pd

M pd M ad

≥η

M a − mM p = 0

...(6.17)

1 h2 ⎛H ⎞ M a = γ H 2ξ a ⎜ + h ⎟ A + γ H ξ a b 2 2 ⎝ 3 ⎠ 2 γh h ξ p − ξa ) b Mp = − ( 2 3

Ako vo ravenkata (6.17) gi zamenime poslednite dva odnosa i ako usvoime da e:

A =n b

ξa =β m (ξ p − ξ a ) kade e:

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

19

A b

- rastojanie me|u vertikalnite stolb~iwa (kolovite), a - nivna {irina (dijametar)

i gi vneseme vo ravenkata (6.17) se dobiva

h3 − 3β Hh 2 − 3nβ H 2 h − nβ H 3 = 0

...(6.18)

Ravenkata (6.18) pretstavuva ravenka so edna nepoznata od tret stepen. So nejzino re{avawe po h se dobiva potrebnata dlabo~ina na pobivawe koja obezbeduva dovolna sigurnost. Po opredeluvaweto na dlabo~inata na pobivaweto potrebno e da se izvr{i i dimenzioniraweto na vertikalniot stolb, odnosno kol. Dimenzioniraweto se vr{i sprema maksimalniot moment na vitkawe koj se nao|a na dalbo~ina z pod dnoto na jamata. Mestopolo`bata na momentot se dobiva od uslovot da e sumata na horizontalnite (transferzalntie) sili vo toj presek ednakov na nula.

∑Q = 0 n

γH2 2

...(6.19)

ξa + γ H ξa ⋅ z −

γ z2 2

(ξ

p

− ξa ) = 0

...(6.20)

So re{avawe na (6.20) po z se dobiva:

z=

H

β + β 2 + nβ

...(6.21)

Po opredeluvaweto na mestoto na maksimalniot moment se opredeluva goleminata na istiot i se vr{i dimenzionirawe so po~ituvawe na uslovot:

σ=

M max ≤ σ doz W

...(6.22)

Opredeluvaweto na dlabo~inata na pobivaweto i dimenzioniraweto na kolot be{e izvr{eno za grade`na jama vo ednorodna po~va i bez kohezija. Ako grade`nata jama se izveduva vo raznorodna po~va, toga{ treba aktivnite i pasivnite pritisoci da se presmetaat za karakteristikite na soodvetnite po~veni sloevi, a ako nekoj od sloevite ima i kohezija istata go smaluva aktivniot pritisok za veli~inata:

pc′ = 2c ξ a

...(6.23)

kade e: c

20

- kohezija

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

ϕ⎞ ⎛ ξ a = tan 2 ⎜ 45D − ⎟ 2

ϕ

⎝ ⎠ - agol na vnatre{no triewe

Brojni modelski ispituvawa poka`uvaat deka zemjaniot pritisok vrz drvenite podgradi so spre~eno pomestuvawe vo A se razlikuva od linearnata raspredelba kako {to vpro~em skicirani dijagramite na Сл. 6.18-Сл. 6.20. Za presmetuvawe na podgradata naj~esto se usvojuva dijagramot daden na Сл. 6.28 koj se prepora~uva i vo propisite za fundirawe za delot nad dnoto na grade`nata jama.

Сл. 6.28 Naj~esto primenuvan dijagram na zemjan pritisok za GJ so spre~eno pomestuvawe vo A Otkako }e se presmetaat elementite na podgradata treba da se presmeta i stabilnosta na dnoto na jamata.

Сл. 6.29 GJ so neograni~ena debelina na slojot pod dnoto

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

21

B1 2 2 S = qB ⋅1.0 G = BH γ 1

max B =

T=

γH2 2

ξ a tan ϕ1.0 + c1 H1 ⋅1.2

Reaktivnata sila Q spored Tercagi e:

Q = B (c2 N c + γ 2 BN γ ) Se postavuva uslovot:

∑V = 0 S +G +T = Q

ili:

Fs =

Q >1 G + S −T Za ograni~ena debelina na slojot pod dnoto na jamata z2 (Сл. 6.30), treba da se usvoi:

B = z2

Сл. 6.30 GJ so ograni~ena debelina na slojot pod dnoto

22

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

6.3. Grade`na jama vo po~vi so visoko nivo na podzemna voda 6.3.1. [pundova podgrada - op{to ^esto pati temelnite konstrukcii mora da se smestuvaat odnosno objektite da se fundiraat vo grade`na jama koja se nao|a vo po~vena sredina vo visoko nivo na podzemna voda, koe nivo e povisoko od dnoto na grade`nata jama t.e. od kotata na fundiraweto na objektot. Vo takvite slu~ai osobena te{kotija pretstavuva podzemnata voda kako od aspekt od stabilnosta na yidovite na jamata i izvr{uvaweto na iskopot, taka i od aspekt na izveduvaweto na temelnata konstrukcija, a i vo ponatamo{nata za{tita na objektot od podzemnata voda vo fazata na negovata eksploatacija. Osobeno te{ko e izvr{uvaweto na grade`nata jama vo nekoherentni po~vi, {to naj~esto pretstavuvaat sredini vo koi se sre}avaat podzemni vodi i koi ja imaat taa osobina da te~eweto niz niv e pointenzivno poradi visokiot koeficient na filtracija. Kaj koherentnite po~vi podzemni vodi ne se sre}avaat ili se sosema mali doteci, pa pri fundiraweto otstranuvaweto na takvata voda obi~no ne pretstavuva nekoja pogolema te{kotija. Vo takvite po~vi poradi svoite konzistentni karakteristiki te{kotija vo fundiraweto bi pretstavuvalo eventualnoto prodirawe na povr{inski ili atmosferski vodi vo grade`nata jama ,a osobeno vo nivoto na kotata na fundirawe, bidej}i pri dopir so voda takvite po~vi poleka no drasti~no gi menuvaat svoite nosivi i deformabilni karakteristiki. Za bezbedno fundirawe vo takvite sredini so visoko nivo na podzemni vodi, kako i za tehni~ki korektno izveduvawe na grade`nata jama, se primenuva {pundovata podgrada. Taa vsu{nost pretstavuva prakti~no vodonepropusen yid, koj vr{i potpirawe na vertikalniot po~ven yid na grade`nata jama i prodol`uva i pod kotata na dnoto na jamata, do odredena dlabo~ina koja treba da obezbedi dovolna stati~ka i hidrauli~ka stabilnost. Ako grade`nata jama e vo nekoherentna po~va, so dlabo~ina H, a nivoto na podzemnata voda e visoko i e nad dnoto na jamata, toga{ izveduvaweto na jamata treba da bide osigurano so {pundova podgrada,koja se pobiva pod dnoto na jamata do potrebnata dlabo~ina t. Ako podzemnata voda od jamata se crpi i se dovede do nivo ednakvo ili ponisko od dnoto na jamata, toga{ poradi razlikata vo vodenite nivoa vo i nadvor od jamata se sozdava struen tek ~ij gradient e ednakov na odnosot me|u vodeniot stolb pome|u razli~nite vodeni nivoa i dol`inata na strujnoto te~ewe. Ako toj gradient e mnogu golem, mo`e da gi pridvi`i sitnite po~veni ~esti~ki i istite da gi vovle~e zaedno so vodata vo ispumpuvaweto na vodata od grade`nata jama. So prodol`eno, kontinuirano, pumpawe }e ima se pogolem gubitok na ~estici od cvrstiot po~ven skelet, a so toa se zgolemuva i poroznosta na po~venata sredina, pri {to se zgolemuva koeficientot na filtracija, a se smaluva kriti~niot gradient so {to se istiot dobli`uva do vospostaveniot GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

23

gradient pri te~eweto. Ako crpeweto i ponatamu prodol`i, toga{ vo eden moment poroznosta tolku }e se zgolemi, {to }e dojde do smaluvawe na volumenskata te`ina na cvrstiot po~ven skelet, zgolemuvawe na koeficientot na vodopropustlivosta i brzinata na te~eweto, pa vo eden moment ke nastapi razru{uvawe na po~veniot skelet, odnosno }e nastapi t.n. hidrauli~no razru{uvawe (lom) vo po~vata. Za da ne dojde do ovaa situacija se postavuva pra{aweto: koja e taa dovolna dlabo~ina na pobivaweto t, koja obezbeduva dovolno dolg pat na strujnoto te~ewe, koe }e obezbedi dovolno mal hidrauli~en gradient, (dovolno pomal od kriti~niot), koj ne mo`e da predizvika pridvi`uvawe na ~esticite, odnosno da predizvika hidrauli~no razru{uvawe (lom) vo po~vata, (Сл. 6.31),

Сл. 6.31 Del od strujna mre`a na grade`na jama za{titena so {pundova podgrada Dlabo~inata na pobivaweto t, osven uslovot za obezbeduvawe od hidrauli~en lom, treba da go zadovoli i uslovot na stati~ka stabilnost na podgradata, odnosno dlabo~inata t da bide dovolno dlaboka so {to treba da se obezbedi vkle{tuvawe na podgradata vo po~venata sredina pod dnoto na grade`nata jama za da se obezbedi soodvetna stabilnost i na vertikalniot yid od iskopot na jamata. Ako blisku pod dnoto na jamata se nao|a vodonepropusen sloj, toga{ {pundovata podgrada se pobiva do toj sloj, so {to skoro potpolno se spre~uva dotekuvaweto na podzemnata voda vo jamata (Сл. 6.32). Vo takvite slu~ai {pundovata podgrada potpolno ja eliminira opasnosta od hidrauli~no razru{uvawe na po~vata, bidejki e spre~eno bilo kakvo dotekuvawe na voda vo grade`nata jama t.e. nema nikakvo te~ewe, pa istata ke treba da go zadovoli samo stati~koto barawe, a toe e da obezbedi stabilnost na vertikalnite yidovi od grade`nata jama.

24

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

Сл. 6.32 [pundova podgrada pobiena do vodonepropusen sloj Za da se dobijat pomali visini na {pundovata podgrada, grade`nata jama mo`e da se izvede i kombinirano - so {irok otkop pribli`no do NPV, a potoa dodatno da se za{titi so {pundova podgrada (Сл. 6.33).

Сл. 6.33 Kombinirano izveduvawe na grade`na jama [pundovata podgrada mo`e da bide izrabotena od drvo, armiran beton ili ~elik. Taa se sostoi od pove}e konstruktivni elementi, od koi najva`ni se vertikalnite talpi, koi vsu{nost pobieni do dlabo~ina t i postaveni edna do druga ja ~inat vodonepropusnata zavesa odnosno vodonepropusniot yid, a voenno ja obezbeduvaat i stati~kata stabilnost na grade`nata jama. Osven vertikalnite talpi, koi obezbeduvaat i hidrauli~na i stati~ka stabilnost, kako konstruktivni elementi se sre}avaat razli~ni ankerni kolovi, ankerni plo~i, razni potpira~i, kle{ti, vodilki za pobivawe na talpite i sli~no. [pundovata podgrada ne se koristi edinstveno za za{tita od podzemni vodi, tuku ~esto mo`e da se koristi i za za{tita na grade`na jama od povr{inski otvoreni vodi. 6.3.2. Drvena {pundova podgrada Drvoto kako grade`en materijal mo`e uspe{no da se upotrebi kako {pundova podgrada za grade`na jama. Sepak negovata upotreba e ograni~ena i zavisi od geomehani~kiot sostav na sredinata vo koja se izveduva grade`nata jama, dlabo~inata na jamata, prisustvo na podzemna voda i oscilaciite na nejzinoto nivo i sli~no. Ako vo po~vata se sre}avaat krupnozrnesti materijali ili samci, toga{ pobivaweto na podgradata e ote`nata ili nevozmo`no. Ako dlabo~inata na grade`nata GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

25

jama e zna~itelno golema, taka da zaedno so pobivaweto na podgradata pod dnoto na jamata, iznesuva pove}e od okolu 8,0m, toga{ drvenata podgrada ne mo`e da se primeni. Drvenata podgrada mo`e da ostane i kako traen del od temelnata konstrukcija, ako taa vo tekot na eksploatacijata na objektot sekoga{ se nao|a pod nivoto na podzemnata voda. Za {pundovata podgrada se koristi razli~na drvena gra|a (talpi i gredi) ~ija debelina mo`e da iznesuva od 5-16sm. Za podgradata da ne propu{ta voda vo jamata pome|u talpite, odnosno za da pretstavuva dobra zavesa, vrskata pome|u poedine~nite talpi se izveduva na eden od slednite na~ini, prika`ani na Сл. 6.34.

Сл. 6.34 Vrski na talpi Bidej}i pobivaweto na talpite e mehani~ko, tie mora na vrvot da se za{titat so ~eli~ni op{ivki, a na gorniot del so ~eli~ni obra~i, so cel da ne dojde do nivno o{tetuvawe pri nabivaweto (Сл. 6.35).

Сл. 6.35 Za{tita na talpite Vrskite na prekin ili jazli ili skrenuvawa poradi geometrijata na jamata, mo`e da se izvedat pod poln, prav ili tap agol, so pobivawe na soodvetni stolb~iwa, koi voedno slu`at i kako vodilki pri pobivaweto na talpite (Сл. 6.36).

26

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

Сл. 6.36 Vrski na prekini ili }o{iwa Drvenite talpi se pobivaat edine~no ili grupno, pri prethodno pobieni stolb~iwa za pravec i predhodno postaveni kle{ti koi obezbeduvaat horizontalna stabilnost pri pobivaweto. Pri poedine~no pobivawe na talpite pravecot na pobivaweto i vrskata me|u talpite pote{ko se odr`uva, pa zatoa podobro e pobivaweto da se izvr{uva za pove}e talpi odedna{, iako za takvoto pobivawe potrebna e pogolema energija. Stolbovite za pravec se postavuvaat na rastojanie od 1,5-2,0m (Сл. 6.37).

Сл. 6.37 [ema na pobivawe na talpi vo grupa I pokraj toa {to {pundovata podgrada treba da ja za{titi jamata od prodirawe na podzemnite vodi, sepak vo prvite momenti del od podzemnata voda }e navleguva pome|u talpite, me|utoa so tekot na vremeto sitnite po~veni ~estici }e izvr{at zapolnuvawe na ne dobro izvedenite spoevi i taka prakti~no }e se formira vodonepropusna zavesa. Sepak vo dene{no vreme drvenite {pundovi podgradi retko se primenuvaat poradi nivnite negativni karakteristiki: ednokratna upotreba, te{ko pobivawe vo nekoherentni i dobro zbieni po~vi (vo koi naj~esto ima podzemni vodi), i sé po~esto se zamenuvaat so ~eli~ni {pundovi podgradi. GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

27

6.3.3. Armirano - betonska {pundova podgrada Ovoj vid na podgrada na grade`na jama se primenuva samo toga{ koga bi mo`ela da pretstavuva i del od temelnata konstukcija na objektot. Ovaa podgrada se koristi za plitki grade`ni jami (5-6m) ili zaedno so pobieniot del pod dnoto na jamata od okolu 8m ili ne{to poveke. Me|utoa ova va`i samo ako talpite se pobivni. Denes mo`e da se izveduvaat i lieni armirano-betonski zavesi t.n. dijafragmi. Armirano-betonskata podgrada se izrabotuva od beton so povisoki marki, a samite talpi se so debelina od 18-40 cm i {iroki od 50-60 cm. Dimenzioniraweto i armiraweto na talpite se vr{i vo poveke fazi i toa: faza na transportirawe, faza na ispravuvawe na talpata za zapo~nuvawe na pobivaweto, faza na pobivawe, faza na iskopot na jamata i izveduvaweto na temelnata konstrukcija i na kraj fazata na eksploatacija na objektot. Vo site mo`ni fazi treba da se obezbedat uslovite na stabilnost na podgradata za tovarite koi taa treba da gi primi od zapo~nuvaweto na nejziniot transport do gradili{teto, pobivaweto, iskopot na jamata i vo tekot na eksploatacioniot period na objektot. Se sre}avaat pove}e vidovi na popre~ni preseci na armiranobetonski talpi za {pundovata podgrada, koi me|usebno povrzani treba da pretstavuvaat edna prakti~no prifatliva vodonepropusna zavesa okolu grade`nata jama, a koja voedno i ke obezbedi stabilnost na yidovite na jamata za vreme na iskopot i izveduvaweto na fundiraweto na objektot (Сл. 6.38).

Сл. 6.38 Formi na talpi za AB {pundova podgrada, a) i b) popre~ni preseci, v) podol`en presek

28

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

Posebno vnimanie treba da se obrne na armiraweto na gorniot i dolniot del od talpite. Imeno, poradi tovarite pri pobivaweto uzengiite treba na dolniot i gorniot del da bidat zgusnati so cel materijalot na toj del da raboti {to poelasti~no. Vo fazata na pobivaweto armirano-betonskite talpi treba da go zadovolat uslovot da ne dojde do puknatini pri nivnoto podignuvawe so digalki, odnosno da se fiksiraat to~kite vo koi }e se izvr{i prifa}aweto na talpite i nivnoto podigawe. Momentite od sopstvenata te`ina vo pole i na mestata na prifa}aweto, pri tovareweto na talpite i potpiraweto pri transportiraweto, treba da bidat ednakvi po apsolutna vrednost. Od toj uslov se dobiva deka prepustite treba da bidat na 0,207 od dol`inata na talpata.

Сл. 6.39 Stati~ka {ema na talpa pri transport MA = ML 2

a q ⋅ L2 q ⋅ L ⎛ L ⎞ 2 2 =− + q ⎜ − a ⎟ ⇒ 4a + 4 La − L = 0 2 8 2 ⎝2 ⎠ 2

a1,2 = =

−4 L ± 16 L2 + 16 L −4 L + 4 L 2 = 8 8

(

4 L −1 + 2 8

) = 0, 207 L

Ako vo tekot na rabotata, osobeno pri ispravaweto na talpite pred nivnoto pobivawe, dojde i do potpirawe na edniot kraj od talpata, {to i doa|a, toga{ koristej}i go istiot uslov za ednakvost na momentite po apsolutna vrednost, mestata na prifa}awe treba da bide na 0.293 od dol`inata na talpata.

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

29

Сл. 6.40 Stati~ka {ema na talpa pri ispravuvawe vo vertikala Armirano-betonskata {pundova podgrada ne obezbeduva najdobar kontakt pome|u talpite i spored toa prodiraweto na podzemnite vodi ne e dovolno spre~eno. Za pobivaweto na armirano-betonskite talpi potrebna e golema energija, pa duri pobivaweto e dodatno ote`nato niz nekoherentni po~vi i po~vi so samci. Vo ponovo vreme so primenata na prednapregnatiot beton, mo`e ne{to da se eliminiraat nekoi od negativnostite na armiranobetonskite talpi. Taka od prednapregnat beton se pravat polesni talpi so pomali popre~ni preseci koi polesno se pobivaat, pa pretstavuvaat izvesno podobruvawe vo odnos na armirano-betonskite talpi. Vo najnovo vreme kvalitetna vodonepropusna i nosiva zavesa so solidni nosivi karakteristiki se postignuva so primena na kontinuirani armirano-betonski yidovi, koi se izveduvaat na lice mesto, odnosno se leat vo po~venata sredina do golemi dlabo~ini, a se pravat i so slo`eni formi vo osnovata. Takvite konstrukcii se poznati pod imeto lieni dijafragmi. 6.3.4. ^eli~na {pundova podgrada ^eli~nata {pundova podgrada e podgrada koja najmnogu se primenuva, osobeno kaj hidrotehni~kite objekti a i kaj bilo kakvi drugi in`enerski objekti koi treba da se fundiraat vo plitki otvoreni vodi ili pak, za grade`ni jami so visoko nivo na podzemni vodi. Poradi svojata geometriska forma lesno se pobivaat i za golemi dlabo~ini duri pogolemi i od 10 m, a se pobivaat dobro kako niz koherenti taka i niz nekoherentni krupnozrni materijali. ^eli~nite talpi mo`e da formiraat slo`eni formi vo osnova, bidej}i nivnoto industrisko proizvodstvo ovozmo`uva izrabotka na takvi me|usebni spoevi, pri {to talpite mo`e da se otklonuvaat vo oskite na popre~nite preseci edna sprema druga i do 20º. Ako se izraboteni od pokvalitetni ~elici so soodvetni dodatoci vo niv, trajnosta im se zgolemuva re~isi neograni~eno, a spored toa ponekoga{ mo`e da se upotrebuvaat i kako 30

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

nosivi konstruktivni elementi za prevzemawe na del od tovarite od gornata konstrukcija. Postojat golem broj tipovi na talpi za {pundova podgrada koi glavno mo`e da se podelat vo dve osnovni grupi: - profili koi nosat na zategnuvawe - profili koi nosat na sovivawe Vo prvata grupa spa|aat tipovite: ROMBAS, LACAWANA, a vo vtorata: LARSSEN, HOESCH, KRUPP.

Сл. 6.41 [ematizirani popre~ni preseci na tipovi ~eli~ni talpi I pokraj idustriskata obrabotka na spoevite na poedinite talpi ne mo`e da se obezbedi takva vodonepropustlivost koja }e ovozmo`i dotek na podzemni vodi samo od dnoto na jamata, me|utoa so tek na vreme, naj~esto vo prvite denovi po iskopot na jamata, spoevite se zapolnuvaat so po~venite ~estici noseni od vodata, koi go prekinuvaat prodiraweto na vodite niz podgradata. ^eli~nite talpi se pove}ekratno upotreblivi, pa taka tie posle izvedbata na fundiraweto na objektot relativno lesno se vadat i se spremat za sledna upotreba, {to gi pravi pokonkurentni vo odnos na drvenite i na armiranobetonskite talpi. GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

31

6.3.5. Dimenzionirawe na [pundova podgrada - op{to [pundovata podgrada treba po nejzinoto postavuvawe t.e. pobivawe do proektiranata kota, da zadovoli glavno dva uslovi: - uslov za stati~ka stabilnost na podgradata - uslov za hidrauli~na stabilnost na osnovata (po~venata sredina) Vo smisol na stati~kata stabilnost {pundovata podgrada pretstavuva eden relativno elasti~en, odnosno fleksibilen yid, koj treba da obezbedi stabilnost na yidovite na grade`nata jama za da ne dojde do nivno ru{ewe. Ovaa stabilnost se obezbeduva preku dlabo~inata na pobivawe na podgradata pod dnoto na grade`nata jama za neankerisana podgrada, dodeka za ankerisana podgrada preku dlabo~inata na pobivaweto pod dnoto na grade`nata jama i ankerisuvaweto. Za analiza na stabilnosta se razgleduva 1 m’ od podgradata i za tovarite koi dejstvuvaat na podgradata se presmetuva dlabo~inata na pobivaweto, silite vo ankerite (ako e edna{ ili pove}e pati ankerisana) i momentite na podgradata. Vo zavisnost od momentite se vr{i dimenzionirawe, odnosno izbor na materijalot i soodveten popre~en presek ili profil na talpite za formirawe na podgradata. Vrz podgradata vo stati~ki smisol dejstvuvaat aktivnite i pasivnite zemjeni pritisoci, kako i pritisocite od podzemnata voda, hidrostati~ki ili hidrodinami~ki ako postojat, i imaat nivo povisoko od dnoto na jamata, {to e re~isi redoven slu~aj, bidej}i {pundovata podgrada se primenuva naj~esto za da obezbedi i nepre~eno odvodnuvawe na grade`nata jama, odnosno za obezbeduvawe podolg pat na strujnite linii pri crpeweto na vodata od jamata i nejziniot dotek vo jamata. Aktivniot zemjen pritisok zavisi od (ne)mo`nosta za pomestuvawe vo to~kata A, odnosno B. Pa taka raspredelbata na aktivniot zemjan pritisok mo`e da ima fomi dadeni na Сл. 6.42.

Сл. 6.42 Mo`ni formi na aktivniot zemjan pritisok Me|utoa za poleno presmetuvawe se usvojuvaat odredeni uprostuvawa i namesto dijagrami na aktivniot pritisok so poslo`eni formi mo`e da se usvoi pravoliniska raspredelba na aktivniot zemjan pritisok kako na Сл. 6.43. Ovaa raspredelba za presmetuvawe na {pundova podgrada dava sosema zadovolitelni rezultata pri {to 32

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

eksperimentalnite ispituvawa na V.N.Rega~ uka`uvaat deka gre{kite na teoretskite presmetuvawa (za klasi~en pristap po teorijata na Blum) se za t = 15-20%, za Ea = 15-20%, za M = 25-35%, i za A = 30-50%.

Сл. 6.43 Dijagrami na pritisoci za klasi~no presmetuvwe na {pundova podgrada Aktivnitot, pasivniot i hidrostati~kiot pritisok e:

ϕ⎞ ⎛ pa = γ ⋅ h1 ⋅ tg 2 ⎜ 45° − ⎟ 2⎠ ⎝ ϕ⎞ ⎛ p p = γ ⋅ h2 ⋅ tg 2 ⎜ 45° + ⎟ 2⎠ ⎝ pw = γ w ⋅ h Aktivnite, pasivnite i hidrostati~kite tovari se presmetuvaat spored poznati metodi, a isto taka poznato e deka aktivniot i pasivniot zemjen pritisok otstapuva od normalata za agol δ , poradi trieweto {to se javuva pome|u po~venata sredina i podgradata. Ako ponatamu vo presmetuvawata se vnese i toa otstapuvawe, toga{ presmetuvawata se uslo`nuvaat pa za da se eliminira toa otstapuvawe se voveduva t.n. koeficient na pasivniot pritisok, pa taka pasivniot pritisok se presmetuva spored ravenkata:

ϕ⎞ ⎛ p p = n ⋅ γ ⋅ h ⋅ tg 2 ⎜ 45° + ⎟ 2⎠ ⎝ kade:

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

33

φ n

- agol na vnatre{no tirewe na materijalot - koeficient na pasiven pritisok, koj se dvi`i vo slednite granici:

n = 1,0 n = 1,0 ÷ 2,0 n = 2,0

ϕ < 20° 20° ≤ ϕ ≤ 30° ϕ > 30°

za za za

Ako po~venata sredina e sostavena od sloevi so razli~na debelina, i ako okolu grade`nata jama ima i nadvore{en tovar kako na primer skladiran materijal, kranska pateka, transportni sredstva i sl. toga{ presmetuvaweto na aktivnite i pasivnite pritisoci treba da se izvr{i za vistinskite karakteristiki na poedinite sloevi. Tovarot p kako nadvore{ni tovar se pretstavuva vo sloj so visina h0, ispolnet so po~va ~ija volumenska te`ina e ednakva na volumenskata te`ina na slojot koj se nao|a pod nadvore{niot tovar, pa spored toa aktivniot zemjen pritisok vo to~kata 1 (Сл. 6.44) }e bide:

p = γ 1 ⋅ h0 ⇒ h0 =

p

γ1

ϕ ⎞ ⎛ pa1 = γ 1 (h0 + h1 ) ⋅ tg 2 ⎜ 45° − 1 ⎟ 2⎠ ⎝

Сл. 6.44 Zemjani i vodeni pritisoci za usloena po~va

34

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

Slojot so visina

( h0 + h1 ) koj

e ispolnet so po~va so volumenska

te`ina γ1 treba da se pretvori vo ekvivalenten sloj so visina h’, koj }e bide ispolnet so volumenska te`ina na slojot pod nego, zna~i so γ2, i da go dade istiot geolo{ki tovar vo to~kata 1.

( h0 + h1 ) γ 1 = h′γ 2

⇒ h′ =

( h0 + h1 ) γ 1 γ2

Aktivniot zemjen pritisok vo to~kata 2 }e bide:

ϕ

⎛ ⎞ pa 2 = γ 2 (h′ + h2 ) ⋅ tg 2 ⎜ 45° − 2 ⎟ 2⎠ ⎝ (indeksite 1,2 i 3 vo φ i γ go ozna~uvaat brojot na slojot) Na vakov na~in se presmetuvaat aktivnite i pasivnite zemjeni pritisoci vrz podgradata. Osven aktivnite i pasivnite priticoci od po~vata i eventualniot nadvore{en tovar, na podgradata dejstvuva i hidrostati~en pritisok od podzemnata voda, ~ij intenzitet vo bilo kaja to~ka na podgradata e proizvod od vodeniot stolb vo taa to~ka i volumenskata te`ina na vodata. Presmetuvawe na potrebnata dlabo~ina na pobivawe na podgradata, pod dnoto na jamata t koja }e obezbedi stati~ka stabilnost, se opredeluva od uslovot za sumata na momentite na pasivnite tovari za 1.3 pati bide pogolema od sumata na momentite od aktivnite tovari, a vo odnos na to~kata D. Ovoj uslov se pretstavuva vo sledniot oblik:

∑M ∑M

D p D a

≥ η = 1,30

To~kata D se nao|a na najniskata to~ka od podgradata (kaj neankerisanata, odnosno slobodno stoe~kata {pundova podgrada, Сл. 6.43) odnosno vo to~kata na akerisuvaweto, kaj edna{-ankerisanata {pundova podgrada, Сл. 6.44. So zamenata na soodvetnite momenti od vistinskite tovari vo gornata ravenka, i so ednostavni transformacii vo nea, se dobiva edna ravenka so edna nepoznata od ~etvrti stepen. So delumno sumirawe na tovarite pod dnoto na jamata, i nivno doveduvawe so pravoagolna raspredelba, ravenkata od ~etvrti stepen mo`e da se dovede do ravenka od treti stepen sli~no kako kaj ravenkata 6.18. Re{avaweto na taa ravenka po nepoznatata t, ja dava potrebnata dlabo~ina na pobivawe koja obezbeduva stati~ka stabilnost. Dimenzioniraweto na podgradata se vr{i spored najgolemiot moment, ~ie mesto se dobiva so koristewe na sledniot uslov:

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

35

dM = dQ = 0 dz a za koordinaten sistem pretstaven na Сл. 6.43 odnosno Сл. 6.44. Vo ovoj uslov kaj ankeruvanata podgrada, sekako treba da vleze i silata vo ankerot koja predhodno se opredeluva so koristewe na uslovot: sumata na horizontalnite sili, za presmetanata dlabo~ina na pobivawe, da e ednakva na nula. Od ravenkata za mestopolo`bata na maksimalniot moment se dobiva edna kvadratna ravenka po nepoznatata z, ~ie realno re{enie go dava mestoto na maksimalniot moment, a kaj edna{ ankeruvanata podgrada mestoto na najgolemiot minimalen i maksimalen moment. Po presmetuvaweto na maksimalniot moment kaj slobodno stoe~kata, ili najgolemiot moment po apsolutna vrednost kaj edna{ ankeruvanata {pundova podgrada, se presmetuva potrebniot otporen moment, spored koj se bira tipot na talpite za podgradata. Otkako e presmetana dlabo~inata na pobivaweto na podgradata t treba da se prokontrolira i hidrauli~kata stabilnost na materijalot od dnoto na jamata. Hidrauli~kiot gradient e odnos pome|u razlikite na vodenite nivoa ΔH i najkratkiot pat na dvi`eweto na vodata (Сл. 6.44).

i=

ΔH ΔH + 2t

Kriti~niot hidrauli~en gradient e:

ikr =

γ′ γw

Koeficientot na sigurnost e:

Fs =

i ikr

≥ 2.0

Mo`e da se ka`e deka skoro sekoga{ pri zadovolena stati~ka stabilnost e zadovolena i hidrauli~kata stabilnost. 6.3.6. Grafi~ko presmetuvawe na neankeruvana i edna{ ankeruvana {pundova podgrada Opredeluvaweto na dlabo~inata na pobivaweto od uslovot za stati~ka sigurnost, kako i presmetuvaweto na momentite vo poedinite preseci na podgradata, kako i silite vo ankerite, a so toa i na nejzinoto dimenzionirawe mo`e da se izvr{i i grafi~ki.

36

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

6.3.6.1. Neankeruvana podgrada Vo opredelen razmer za dol`ina se crta grade`nata jama vo presek, pri {to za dlabo~ina na pobivawe na podgradata se usvojuva izvesna vrednost, obi~no 0.8 od visinata (dlabo~inata) na jamata ako e vo homogena sredina i bez hidrostati~ki pritisoci, ili nema podzemna voda ili nejzinoto nivo e izedna~eno so ona nadvor od jamata. Ako podgradata e vo heterogena sredina i trpi hidrostati~en ili hidrodinami~en pritisok i ramnomerno podelen tovar na povr{inata na terenot, toga{ za dlabo~inata na pobivaweto se usvojuva pove}e od 0.8H obi~no 1.0H. Za taka usvoena dlabo~ina se presmetuvaat tovarite koi dejstvuvaat na podgradata i toa aktivniot zemjen pritisok od nadvore{nata strana na podgradata odnosno jamata, pasivniot zemjen pritisok od vnatre{nata strana na podgradata odnosno jamata, kako i hidrostati~kite (ili hidrodinami~kite) pritisoci ako postojat, na nadvore{nata i vnatre{nata strana od podgradata. Se crtaat i tovarite odnosno pritisocite vo odreden razmer pri {to za pasivnite tovari mo`e da se usvoi positen razmer taka da pasivniot pritisok bi zafa}al pomalo mesto na crte`ot. Se sumiraat tovarite za da se dobie sumaren dijagram na tovarawe na podgradata. Potoa aktivniot del od sumarnite tovari (od to~kata „a” do povr{inata na terenot) se deli na lameli so maksimalna {irina 1.0m, a pasivniot del (od „a” do krajot na pretpostavenata dlabo~ina na pobivaweto) na lameli so {irina do 0.5 m. Se presmetuvaat aktivnite sili Ea1 do Ean i pasivnite Ep1 do Epn, koi vsu{nost se povr{inite na poedine~nite lameli od dijagramot na tovarite. Istite deluvaat vo te`i{teto na soodvetnite lameli, ~ii figuri se ili triagolnici ili trapezi. Se pravi plan na sili taka {to najprvo se nanesuvaat aktivnite sili, i za niv se izbira pol taka {to prviot zrak da bide vertikalen, a polovoto rastojanie da bide pribli`no ednakvo na sumata na aktivnite sili. Od polot O se nanesuvaat pasivnite sili i se povlekuvaat polovi zraci za niv od po~etokot na poslednata aktivna sila. Od taka podgotveniot plan na sili se crta soodvetniot veri`en poligon. Se prodol`uva pravecot na prviot zrak (koj e vertikalen) i toj }e se prese~e so nekoj od poslednite zraci na veri`niot poligon. Taa prese~na to~ka ja dava potrebnata dlabo~ina na pobivawe na podgradata, koja zaradi sigurnost treba da se zgolemi za 10-20%. Taka, za dlabo~inata t ravenkata bi bila:

t = a + (1,1 − 1,2 )t0 kade: a - rastojanie od dnoto na jamata do to~kata „a”, kade se izedna~uvaat tovarite od aktivnata i pasivnata strana t.e. rezultantniot tovar vo taa to~ka e 0. To~kata „a” se dobiva grafi~ki, ako za dijagramot za sumarnite tovari se usvoi ist razmer ili pak analiti~ki ako za aktivnite i pasivnite tovari ne se usvoi ist razmer. Vo toj slu~aj od sli~nosta na triagolnicite pod i nad to~kata „a” se dobiva:

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

37

a paH + pwH = t t t − a p p + p tpw − pat − paw kade:

paH pwH p tp p

t pw

t a

p

t paw

- aktiven zemjen pritisok na dlabo~ina H t.e. na dnoto na jamata - hidrostati~ki (hidrodinami~ki) pritisok na istata kota - pasiven zemjen pritisok na dlabo~ina t pod dnoto na jamata - hidrostati~ki (hidrodinami~ki) pritisok od vnatre{nata strana na dlabo~ina t - aktiven zemjen pritisok na dlabo~ina t pod dnoto na jamata, zna~i za dlabo~ina (H+t) - hidrostati~ki (hidrodinami~ki) pritisok na kotata t pod dnoto na jamata (od aktivnata strana na podgradata)

Od gornata ravenka lesno se dobiva „a”. Maksimalniot moment na svitkuvawe se dobiva od ravenkata:

M max = η max ⋅ H 0 kade:

ηmax H0

- maksimalna ordinata vo veri`niot poligon (kN) - polovo rastojanie vo planot na silite (m)

Spored ovoj moment se vr{i dimenzionirawe odnosno presmetuvawe na potrebniot otporen moment za usvoen materijal na podgradata.

W pot =

M max

σ dz

Spored ovoj otporen moment se presmetuva debelinata na drvenata ili armiranobetonskata talpa, pri {to za {irina na pravoagolniot presek se zema 1 m, ili pak za ~eli~ni talpi od tablici za nivnite geometriski karakteristiki se izbira soodvetniot tip na izbraniot vid ~eli~na talpaza {pundova podgrada.

38

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

Сл. 6.45 Neankeruvana {pundova podgrada

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

39

6.3.6.2. Edna{ ankeruvana {pundova podgrada Se crta podgradata i se presmetuvaat i crtaat tovarite i presmetuvaat aktivnite sili Ea1 do Ean i pasivnite Ep1 do Epn isto kako i kaj neankeruvanata podgrada, samo {to kaj ovaa podgrada za t se pretpostavuva ne{to pomala dlabo~ina otkolku kaj neankeruvanata. Se crta plan na sili taka {to vo odreden razmer se nanesuvaat aktivnite sili i se bira pol O na rastojanie od okolu 1/2-1/3 od sumata na aktivnite sili taka da prviot i posledniot zrak od aktivnite sili bidat nakloneti kon horizontalata za okolu 45º ili pomalku. Od polot O se nanesuvaat pasivnite sili i nivnite kraevi se povrzuvaat so po~etokot na poslednata aktivna sila od planot na silite, koj pretstavuva pol za pasivnite sili. Od planot na silite se formira soodvetniot veri`en poligon. So presekot pome|u prviot zrak i horizontalata povle~ena od to~kata na ankeruvaweto se dobiva to~kata I. Horizontalata povle~ena od to~kata „a” presekuva nekoj od zracite na veri`niot poligon, pa vo toj presek se dobiva to~kata II. To~kite I i II se povrzuvaat so prava koja se prodol`uva do presekot so nekoj od poslednite zraci pri {to se dobiva to~kata III. Vertikalnoto rastojanie pome|u I i III se meri i se ozna~uva so r. Naklonot na pravata I-II-III treba da se rotira za goleminata Δη koja e:

Δη = Δδ

3H F r2

Goleminite Δη i H F se dobivaat na sledniot na~in: Se presmetuvaat povr{inite na soodvetnite momenti od veri`niot poligon nad i pod to~kata „a” i toa Fa1 do Fan i Fp1 do Fpn. Se pravi plan na sili za ovie momenti povr{ini na toj na~in {to se nanesuvaat najprvo Fai pa se bira pol na rastojanie H F pribli`no polovina od sumata na Fai, a na vertikalata od po~etokot na Fan od koja vertikala do polot se nanesuvaat Fp1, kako {to e prika`ano na slikata 6.46. Od ovoj plan na sili se pravi veri`en poligon. Horizontalata povle~ena od mestoto na ankeruvaweto gi se~e prviot i posledniot zrak od veri`niot poligon vo to~kite A’ i A, ~ie me|usebno rastojanie ja dava gre{kata Δδ . Presmetanata korekcija se nanesuva vo obratna nasoka na pravata AA’, od to~kata III i se dobiva to~kata III’. Se povlekuva prava IIII’ ~ii ordinati do veri`niot poligon se bele`at so η so {to se dobivaat i momentite:

M max = η max ⋅ H 0 M min = η min ⋅ H 0

40

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

Spored pogolemiot moment po apsolutna vrednost od gornite dva momenti se vr{i dimenzionirawe na presekot na {pundovata podgrada, kako i kaj neankerisanata podgrada. Dlabo~inata na pobivaweto se dobiva po istata formula kako za neankeruvana podgrada. Pravata paralelna so I-III’ vo planot na silite so koja se otsekuva del od sumata na aktivnite sili, ja dava silata vo ankerot A. Toa e sila vo anker za 1 m od podgradata. Ako rastojanieto pome|u ankerite e razli~no od 1 m, toga{ pri dimenzioniraweto na ankerite treba da se zeme sila dobiena so mno`ewe na dobienata sila vo ankerot za 1 m so rastojanieto me|u ankerite.

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

41

Сл. 6.46 Edna{ ankeruvana {pundova podgrada

42

GLAVA 6 -GRADE@NA JAMA

GLAVA 7 - VODA VO PO^VITE I NEJZINO VLIJANIE VO FUNDIRAWETO ................................................................................. 1 7.1. Op{to za vodata vo po~vite i nejzinoto vlijanie vo fundiraweto..... 1 7.1.1. Vlijanie na vodata vo tekot na fundiraweto ......................................... 1 7.1.2. Vlijanie na vodata vrz temelite i osnovata vo tekot na ekspoatacijata na objektot ........................................................................ 6 GLAVA 8 - ODVODNUVAWE NA GRADE@NA JAMA................................ 7 8.1. Odvodnuvawe na grade`na jama ...................................................................... 7 8.1.1. Povr{insko odvodnuvawe ............................................................................ 7 8.1.2. Dlabinsko odvodnuvawe na grade`na jama ............................................. 10 8.1.2.1. Op{to, primena i vidovi ........................................................................ 10

i

GLAVA 7 - VODA VO PO^VITE I NEJZINO VLIJANIE VO FUNDIRAWETO 7.1. Op{to za vodata vo po~vite i nejzinoto vlijanie vo fundiraweto Vodata vo po~venata sredina, vo koja se vr{i fundiraweto na objektite, ima golemo zna~ewe i zatoa treba da í se obrne zaslu`noto vnimanie. Nesoodvetnoto tretirawe na ovoj problem, osobeno vo tekot na izveduvaweto, mo`e da predizvika i nesakani posledici. Vodata, bilo da e podzemna ili povr{inska, vlijae kako na fizi~ko - mehani~kite karakteristiki na po~venata sredina (i), taka i na rabotite svrzani so iskopot na grade`nata jama i izveduvaweto na temelnata konstrukcija (ii), a isto taka ima vlijanie i potoa, po izgradbata na objektot, t.e. vo negoviot eksploatacionen vek (iii). Vlijanieto na vodata na fizi~ko - mehani~kite karakteristiki na po~vata e razraboteno vo mehanikata na po~vite. Ovde kratko }e bide razgledano vlijanieto na vodata vo tekot na izveduvaweto i vo tekot na eksploatacijata na objektot. Od prethodnoto ne e te{ko da se zaklu~i deka vodata vo po~venata sredina zadava golemi te{kotii, pa na nejzinoto prisustvo , osobeno ako e obemno, treba da mu se posveti golemo vnimanie. Isto taka, mo`e da se re~e deka vo grade`nata praksa, problemot na voda vo po~vata ~esto nesoodvetno se tretira, bidej}i se smeta deka toj e vremenski problem "samo dodeka objektot se izdigne od zemja". Zaradi toa i vo soodvetnata tehni~ka regulativa od ovaa oblast se tretira ovaa materija, pa taka na primer vo Pravilnikot za tehni~kite normativi za temelewe na grade`ni objekti, me|u drugoto e propi{ano deka za grade`ni jami so dno podlaboko od 5 m pod nivoto na podzemnata voda, glavniot proekt mora da sodr`i i proekt za crpewe na vodata, kako i doka`uvawe na opasnosta od hidrauli~ki lom vo po~vata. 7.1.1. Vlijanie na vodata vo tekot na fundiraweto Fundiraweto na sekoj objekt se izvr{uva sekoga{ pod povr{inata na prirodniot teren bidej}i kako po pravilo podobro nosivite po~veni sloevi se nao|aat na pogolema dlabo~ina, a ako toa ponekoga{ ne e pri~ina, toga{ mora barem da se zadovoli minimalnata dlabo~ina na fundirawe od uslovot na mrzneweto. Toa od svoja strana podrazbira zadol`itelen iskop na eden volumen od po~venata sredina vo koj }e bide smestena temelnata konstrukcija, vsu{nost grade`nata jama. Ponekoga{ dlabo~inata na grade`nata jama mo`e da bide mo{ne golema. Isto taka GLAVA 7 -VODA VO PO^VITE I NEJZINO VLIJANIE VO FUNDIRAWETO

1

mnogu ~esto kontaktnata ramnina pome|u objektot i po~venata sredina, t.e. kotata na fundiraweto, mora da bide pod nivoto na podzemnata voda, ako taa postoi na lokacijata, (a ~esto pri izgradbata na objektite i postoi). Zna~i vedna{ se postavuva i problemot na voobi~aeniot iskop na grade`nata jama, bilo toj da e ra~en ili mehaniziran. Ako geomehani~kiot sklop na po~venite sloevi dozvoluva iskopot i nekako da se izvr{i, toga{ zadol`itelno se postavuva problemot na izveduvawe na temelnata konstrukcija. Poradi toa skoro sekoga{ vo takvite slu~ai u{te vo tekot na proektiraweto na objektot, se predlaga i tehni~koto re{enie za iskop na jamata i izvedba na fundiraweto. Otstranuvaweto na vodata vo takvite slu~ai treba da se izvr{i so crpewe. Direktnoto crpewe na vodata od jamata podrazbira i sozdavawe na dve razli~ni nivoa na vodata, nadvor i vnatre, vo jamata, pa so toa se sozdava hidrauli~ko (strujno) potencijalno pole. Toa zna~i deka niz po~venata sredina se sozdava dvi`ewe na vodata od nadvore{nata sredina na jamata kon samata jama. Poradi toa novoto potencijalno pole mo`e da predizvika hidrauli~na nestabilnost na po~vata bilo po yidovite na jamata (ako ne se za{titeni - oblo`eni) sl.7.1.a, bilo vo dnoto na jamata, sl.7.1.b, ako hidrauli~niot gradient poradi relativno kratkite pati{ta na dvi`ewe (nedovolno pobiena vodonepropusna bariera) e pogolem od kriti~niot gradient, Сл. 7.1b.

Сл. 7.1 a) Te~ewe od kosinite na GJ b) Te~ewe od dnoto na GJ Vo nekoherentni po~vi so homogen sostav kriti~en e onoj gradient ( ikr ) kaj koj na povr{inata na kosinata ili dnoto na jamata, normalnata komponenta ( γ rn ) na rezultantnata efektivna volumenska sila ( γ r ) e nula.

Сл. 7.2 Sili vo pov~venata ~esti~ka M; a) za δ > 0D ; b) za δ = 0D

2

GLAVA 7 -VODA VO PO^VITE I NEJZINO VLIJANIE VO FUNDIRAWETO

Od Сл. 7.2a se gleda deka e: gr = γ ′ + γ w ⋅ i Komponenatata g rn ne smee da bide naso~ena na nadvore{nata strana na povr{inata, pa toga{ hidrauli~niot gradient e ednakov na kriti~niot ( i = ikr ). Za horizontalno dno ( δ = 0D ) se dobiva:

γ ′ − γ w ⋅ ikr = 0 ; od kade sledi ikr =

γ′ γw

Od Сл. 7.2b, a za proizvolna dlabo~ina z, grani~nata vrednost na hidrauli~niot pritisok koja uslovuva pojava na "plivawe" na po~venite ~esti~ki se dobiva i na sledniot na~in od uslovot za ramnote`a:

∑Y = 0 σ′ = 0 σ ′ = ( γ ′ + i ⋅ γ w ) ⋅ z − za nasoka na dvi`ewe nadolu σ ′ = ( γ ′ − i ⋅ γ w ) ⋅ z − za nasoka na dvi`ewe nagore γ′ z ≠ 0 mora da e γ ′ + i ⋅ γ w = 0 ⇒ i = γw v za v = k ⋅ i ⇒ γ ′ = ⋅ γ w k za γ w ≅ 10 kN/m3 i za γ ' ≅ 8 ÷ 11 ≅ 10 kN/m3, koi se naj~esti vrednosti za volumenska te`ina na po~vata vo potopena sostojba sledi: v ≤ k H Sredniot hidrauli~ki gradient (od Сл. 7.3) e: isr = L kade: H L

– visinska razlika vo vodenite nivoa – pat na dvi`ewe na vodata

H =1 H H H isr = = W 1 2 3

...(9.1)

Ako od ova neravenstvo se pomine na ravenstvo treba da se usvoi koeficient na sigurnost koj treba da se dvi`i od 1.3-1.5 (vo isklu~itelni slu~ai i 2.0). Relativno mal koeficient na sigurnost se usvojuva poradi pretpostavkata {to vo prevrtuvaweto okolu O se zanemaruva vlijanieto na silite na triewe me|u yidovite od zagatot i po~venata sredina, kako i pojavata na pasivniot pritisok na po~vata vo slu~aj na prevrtuvawe. Spored ova, gorniot uslov se dobiva vo vid: B 2 =F s H1 W 3

...(9.2)

G = B ⋅ H1 ⋅ γ ′ ⋅1.0

...(9.3)

G

kade se:

W=

6

1 ⋅ γ w ⋅ H12 ⋅1.0 2

...(9.4)

GLAVA 9 - ZAGATI

γ′

- volumenska te`ina na ispolnata potopena vo voda

So zamena na ovie dve golemini vo gornata ravenka i so soodvetno sreduvawe se dobiva:

B=

Fs ⋅ γ w ⋅ H12 F ⋅γ = H1 s w 3γ ′ 3γ ′

...(9.5)

Potrebnata dlabo~ina na pobivawe t za dno so {iro~ina B treba da obezbedat dovolno dolg pat na te~ewe (strujnici) kako bi bil hidrauli~niot gradient pomal od kriti~niot.

Сл. 9.9 Od gorniot uslov i so usvojuvawe na koeficient na sigurnost od 1.5-2.0 (3.0) se dobiva: H γ′ 1 = L γ w Fs

...(9.6)

L = 2t + B

...(9.7)

kade e:

So zamena na dol`inata na te~eweto L vo prethodnata ravenka i so re{avawe na ravenkata po t se dobiva

t=

Fs H γ w − Bγ ′ 2γ ′

...(9.8)

Stabilnosta protiv lizgawe na zagatot treba isto taka da se ispita, taka da se obezbedi dovolen koeficient na sigurnost koj }e bide pogolem ili ednakov na 1.1-1.3. Koeficientot na sigurnost }e bide

GLAVA 9 - ZAGATI

7

odnosot pome|u silite koi go spre~uvaat lizgaweto na zagatot, a toa se silata na trieweto od te`inata na zagatot i silite na smolknuvawe na yidovite na zagatot i silata na hidrostati~kiot pritisok.

Сл. 9.10 Od gorniot uslov se dobiva: T + 2S Fs = W

0

...(9.9)

Silata na trieweto T e: T

T = G ⋅ tan ϕ

...(9.10)

kade e:

ϕ

- agol na vnatre{no triewe na osnovata ili ispolnata (pomaliot)

Ako se zanemarat silite na smolknuvawe na yidovite 2S treba da se usvoi koeficient na sigurnost od 1.0 bidej}i nivnoto zanemaruvawe odi vo korist na sigurnosta. Dimenzioniraweto na yidovite }e se izvr{i na sledniot na~in:

Сл. 9.11

8

GLAVA 9 - ZAGATI

Se pretpostavuva deka dvata yida 1 i 2 se vkle{teni vo osnovata na 1.0 m pod povr{inata na terenot. Isto taka poradi op{tata kutost na zagatot polovinata od hidrostati~kiot pritisok se predava na edniot, a polovina na drugiot yid. Od vnatre{nata strana dejstvuva zemjaniot pritisok od ispolnata. Poradi krutosta na zagatot deformacijata na yidot 1 e ednakva na deformacijata na yidot 2 na visina H1.

δ1 = δ 2

...(9.11)

Vkupniot pritisok na yidot 1 e

p1 =

pw − pa 2

...(9.12)

p2 =

pw + pa 2

...(9.13)

a na yidot 2:

Ako e h′ < A toga{ e: h′ ≥ A toga{ e:

pa = γ ′h′ξ a pa = γ ′Aξ a

Deformacijata δ1 , odnosno δ 2 e:

δ1 =

1 ⎛ A4 A3 ⎞ p Z + ⎟ ⎜ 1 EJ1 ⎝ 30 3⎠

...(9.14)

δ2 =

1 ⎛ A4 A3 ⎞ p Z − ⎟ ⎜ 2 EJ 2 ⎝ 30 3⎠

...(9.15)

kade se: EJ1 ( EJ 2 ) - krutosta na yidot 1, odnosno 2 Bidej}i deformaciite δ1 i δ 2 se ednakvi, a ravenkata se podeli so

A3

3

se dobiva: 1⎛ A A ⎞ 1 ⎛ ⎞ ⎜ p1 + Z ⎟ = ⎜ p2 − Z ⎟ J1 ⎝ 10 ⎠ J 2 ⎝ 10 ⎠

: J1 J 2

...(9.16)

Od ovaa ravenka se dobiva silata vo zategata Z.

GLAVA 9 - ZAGATI

9

A A ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ J 2 ⎜ p1 + Z ⎟ = J1 ⎜ p2 − Z ⎟ ⎝ 10 ⎠ ⎝ 10 ⎠ A p2 J1 − p1 J 2 ⇒Z = 10 J1 + J 2

...(9.17)

Obi~no i dvata yida se od isti talpi t.e so isti momenti na inercija pa silata vo zategata e:

Z=

pa A 10

...(9.18)

Pri poznata sila vo zategata (na 1 m’ od zagatot) se dobivaat momentite na svitkuvawe vo vkle{tuvaweto:

p1A 2 + ZA 6 p2A 2 M2 = − ZA 6

M1 =

...(9.19) ...(9.20)

Sprema pogolemiot moment po apsolutna vrednost se bara potrebniot otporen moment: W pot =

M max

...(9.21)

σ doz

Spored otporniot moment se bira presek na talpa.

9.3. Dimenzionirawe na }eliski zagati ]eliskite zagati se pravat vo formi dadeni porano. Pri toa cilindri~nite keliski zagati se postabilni, odnosno sekoja }elija raboti sama za sebe, dodeka keliskite zagati so dijafragmi se me|usebno zavisni, pa vo slu~aj na ru{ewe na edna }elija progresivno se ru{at site }elii, odnosno celiot zagat. Poradi toa, ispolnata vo dve sosedni }elii treba da bide na nivo koe nema da se razlikuva pove}e od 1-1.5 m’. Keliskite zagati pokraj opredeluvaweto na minimalna {irina i dlabo~ina na pobivaweto od uslovot da ne dojde do hidrauli~ki lom vo osnovata, se dimenzioniraat, odnosno se kontroliraat i na slednive uslovi: - Razru{uvawe na vrska na spoevite me|u talpite - Stabilnost na lizgawe - Stabilnost na prevrtuvawe - Smolknuvawe na zagatot po vertikalna ramnina niz sredinata na }elijata

10

GLAVA 9 - ZAGATI

Silata na zategnuvawe koja treba da bide primena od spoevite odnosno talpite e: Z = σn ⋅r

...(9.22)

kade e: r

σn

- polupre~nik na cilindri~niot zagat - horizontalen pritisok od ispolnata vrz yidot od cilin-dri~niot zagat za odredena dlabo~ina z od povr{inata na ispolnata. Ako e zagatot na cvrsta karpa bez pobivawe na talpite treba da se zeme z = H, a ako e zagatot pobien vo tloto za dlabo~ina t treba da se zeme z = 0.75H.

Сл. 9.12 Horizontalniot pritisok od ispolnata e:

σn = γ ′

r 2 tan δ

⎡ ⎛ 1.6 ⎞⎤ ⎢1 − exp ⎜ − r z tan δ ⎟ ⎥ ⎝ ⎠⎦ ⎣

...(9.23)

kade e:

δ

- agol na triewe me|u ispolnata i yidot

Za presmetanata sila na zategnuvawe se kontrolira vo tablici od proizvoditelot na talpite (profilite) dali soodvetniot upotreben (usvoen) profil mo`e da ja primi presmetanata sila. Stabilnosta na lizgawe se obezbeduva od silata na smolknuvawe po kontaktot zagat - osnova i eventualniot pasiven zemjen pritisok.

GLAVA 9 - ZAGATI

11

Сл. 9.13 Ako se usvoi koeficient na sigurnost (Fs = 1.25) se dobiva:

Fs =

T + Ep

...(9.24)

W

kade silata na smolknuvaweto e:

B 2π T = G tan ϕ + c 4 N

...(9.25)

0

kade e:

ϕ, c

- agol na vnatre{no triewe i kohezija vo ramninata na smolknuvawe

Stabilnosta protiv prevrtuvawe se postignuva ako se odbere takov dijametar B taka {to rezultantata od site sili minuva niz srednata tretina od {irinata, odnosno da ne se pojavi negativno napregawe vo kontaktot. Prevtuvaweto go predizvikuva samo hidrostati~kiot pritisok a na prevrtuvaweto se sprotivstavuvaat sopstvenata te`ina na zagatot, razlikata me|u pasivniot i aktivniot zemjen pritisok, trieweto me|u yidot na zagatot i osnovnata sredina, kako i trieweto me|u yidot na zagatot i negovata ispolna.

12

GLAVA 9 - ZAGATI

Сл. 9.14 Ako se usvoi odreden faktor na sigurnost (Fs=1.1-1.25) stabilnosta protiv prevrtuvawe se obezbeduva ako se usvoi kako grani~en slu~aj da reaktivnata sila G deluva na B/6 od osovinata.

Fs ⋅W ⋅ y = G

B t − T1B − ( E p − Ea ) 6 3

...(9.26)

Silata na triewe T1 e mala i mo`e da se zanemari. Silata na triewe T2 mo`e da se pojavi (aktivira) duri ako dojde do eventualno podignuvawe (naklonuvawe) na zagatot. Za takov slu~aj stabilnosta protiv prevrtuvawe mo`e da se kontrolira i na sledniot na~in: Fs ⋅ W ⋅ y = T2 B

...(9.27)

T2 = W ⋅ f

...(9.28)

kade e:

kade e: f

- koeficient na triewe me|u ispolnata i yidot

pa mo`e da se zeme: ⎛2 ⎞ f = tan δ = tan ⎜ ϕ ⎟ ⎝3 ⎠

...(9.29)

So re{avawe na ovaa ravenka po B (a so prethodno zamenuvawe na T2 so soodvetniot odnos) se dobiva:

GLAVA 9 - ZAGATI

13

B=

y Fs f

...(9.30)

kade e:

y

- mestopolo`ba na deluvawe na hidrostati~kiot pritisok

Kontrolata na smolknuvawe na zagatot niz sredinata na }elijata proizleguva od ramnote`ata na momentite od hidrostati~kiot pritisok i spregot na silite V vo osnovata na zagatot.

Сл. 9.15 Ako se usvoi faktor na sigurnost se dobiva:

Fs ⋅W ⋅ y =

2 B ⋅V 3

...(9.31)

od kade e:

V=

3Fs ⋅W ⋅ y 2B

...(9.32)

Vkupnata sila na smolknuvawe vo ramninata na simetralata e: T3 = T3 a + T3b

...(9.33)

kade e:

14

T3a

- smolknuvawe vo ispolnata

T3b

- smolknuvawe vo spoevite na talpite

GLAVA 9 - ZAGATI

Otporot na smolknuvawe vo ispolnata e:

1 T3a = σ v tan ϕ ⋅ Hka′ 2

...(9.34)

σ h = σ v ka′

...(9.35)

σ v = γ ′z

...(9.36)

kade e:

Se razgleduva elementaren del od materijalot vo simetralata:

Сл. 9.16

σ h = σ v − 2r0 sin ϕ

...(9.37)

r0 cos ϕ = σ h tan ϕ

...(9.38)

σh = σv ⋅ ka′ =

ka′

cos 2 ϕ 2 − cos 2 ϕ

cos 2 ϕ 2 − cos 2 ϕ

...(9.39) ...(9.40)

- koeficient na bo~niot pritisok

Otporot na smolknuvawe vo spoevite na talpite e: T3b = Z ⋅ f

...(9.41)

kade e: f

GLAVA 9 - ZAGATI

- triewe me|u spoevite

15

Z

- sila na zategnuvawe vo oblogata (spoevite), koja mo`e da se dobie spored formulata (9.42) koj e dobien empiriski od merewe na silata na zategnuvawe kaj ve}e izvedeni zagati.

1 3 Z = γ H ( H − t ) ka′ r 2 4

...(9.42)

So zamena na soodvetnite izrazi vo ravenkata za V i so soodvetno sreduvawe se dobiva: Fs =

(T3a + T3b ) B 1.5 yW

...(9.43)

Zagatite treba da bidat drenirani, odnosno od stranite od kaj jamata treba da ima dovolen broj drena`ni otvori. Nad linijata na nivoto na vodata, ispolnata ima zasitena volumenska te`ina i pod taa linija volumenskata te`ina e vo potopena sostojba. So merewa e utvrdeno deka linijata na proceduvaweto (nivoto na vodata vo ispolnata) ima naklon od 1:2 do 1:1. Pri presmetuvaweto treba da se zemat prose~ni volumenski te`ini (od zasitena i potopena) ili ako vlijanieto na zasitenosta e malo, toga{ mo`e da se usvoi potopena te`ina.

16

GLAVA 9 - ZAGATI

GLAVA 10 - LIENI DIJAFRAGMI .....................................................1 10.1. Op{to, primena, na~in na izvr{uvawe ......................................1 GLAVA 11 - .....................................................................................................5 11.1. Betonirawe pod voda .......................................................................5

i

GLAVA 10 - LIENI DIJAFRAGMI 10.1. Op{to, primena, na~in na izvr{uvawe Vo poslednite triesetina godini so razvojot na opremata za iskop na po~va pod nivoto na podzemnata voda, a za potrebite na podgraduvawe i za{tita na grade`nite jami, osobeno vo naseleni mesta se primenuvaat neprekinati lieni (betonski, armirano-betonski ili glineni) dijafragmi. Ako slu`at samo za sozdavawe na vodonepropusna bariera (ekran), toga{ mo`e da se izveduvaat od vodonepropusna glina. Dokolku nivnata funkcija e po{iroka, toga{ se izveduvaat od beton ili armiran beton i osven za podgrada i za{tita na grade`nata jama, slu`at i za prifa}awe na del od tovarite kako del od temelnata konstrukcija vo tekot na eksploatacijata na objektot. Za izvedba na lienite dijafragmi se koristi specijalna oprema i tehnologija. Se izveduvaat so debelina od 0,3 - 1,5 m i dlabo~ina do 30 m, a isklu~itelno postojat primeri i za pogolemi dlabo~ini. So dijafragmi mo`e da se ograduvaat jami ili prostori so poslo`eni formi. Opremata koja se sostoi od ma{ina na koja ima kula so oprema za iskop (dleto), rezervoar za suspenzija i separator, se dvi`i po kolosek koj se postavuva pokraj proektiranata osnova na idnata dijafragma, ili na sopstveni gasenici ili pak pneumatici. Dletoto od ma{inata za iskop treba da e podvi`no vo vertikalen, horizontalen i bo~en pravec zaradi polesen iskop i manipulacija vo prostorot t.e. rovot. Suspenzijata koja se koristi pri iskopot i betoniraweto se sostoi od voda, glina i cement, ~ija volumenska te`ina treba da se dvi`i od 1218 kN/m3. Suspenzijata na yidovite na iskopot sozdava tenok za{titen sloj koj ja odvojuva po~venata sredina od suspenzijata koja se narekuva i kako te{ka isplaka, taka da dvi`eweto na suspenzijata niz rovot ne mo`e da ru{i delovi od po~venite yidovi. Dodatno suspenzijata poradi golemata volumenska te`ina sozdava golemi bo~ni pritisoci vrz yidovite vo rovot so {to ja obezbeduva negovata stabilnost i go spre~uva prodiraweto na podzemnata voda vo rovot. Suspenzijata ovozmo`uva i polesno drobewe - kopawe na materijalot vo rovot, a isto taka i negovo izvlekuvawe od rovot pri betonirawe na dijafragmata. Izveduvaweto na lienite dijafragmi ne se vr{i naedna{, tuku vo delovi, t.n. lameli i toa na sledniov na~in: prvo se betoniraat parnite lameli, a potoa neparnite ili obratno, va`no da ne se betoniraat sosedni lameli. Dol`inata na edna lamela voobi~aeno e od 3-6m, a ponekoga{ mo`e da dostigne i do 10 m. Postapkata na izveduvawe na dijafragmite zapo~nuva so kopawe na plitok i po{irok rov (0,5 – 1 m dlabo~ina) po celata dol`ina na GLAVA 10 -LIENI DIJAFRAGMI

1

proektiranata dijafragma i privremeno betonirawe na negovite rabovi so {to bi se spre~ilo razru{uvawe i pro{iruvawe na rovot, pri vleguvaweto na dletoto vo rovot, a koi betonski povr{ini slu`at i kako vodilki za obezbeduvawe na vertikalnost pri iskopot. Potoa se zapo~nuva so kopawe na samo edna lamela i naj~esto vo momentot koga }e se stigne do nivoto na podzemnata voda (bidejki do toga{ stranite na iskopot obi~no se stabilni od kohezijata na po~vata), vo rovot se istura suspenzijata dodeka kopaweto prodol`uva. Vo tekot na kopaweto del od zdrobeniot i isitnet materijal ne se vadi so dletoto i ostanuva vo rovot “zagaduvaj}i” ja suspenzijata. Zatoa taa smesa se crpi od rovot so pomo{ na pumpi i se odveduva vo separator. Ovde se odvojuva po~veniot (izdroben) materijal od suspenzijata. Po~veniot materijal se transportira vo deponija, a pro~istenata suspenzija se vra}a vo rezervoarot za suspenzija. Ottamu, povtorno se vra}a vo rovot nadopolnuvaj}i go iskopaniot volumen i odr`uvaj}i postojano isto nivo.

Sl. 10.1 [ema na oprema za dijafragma Po iskopot do potrebnata kota se zapo~nuva so betonirawe. Najprvo na dvata kraja od lamelata se postavuvaat dve cevki, koi se vadat pri betoniraweto na sosednite lameli. Tie imaat za cel da obezbedat posolidna vrska pome|u lamelite i da ja namalat opasnosta od eventualno smaknuvawe pod vlijanie na bo~nite pritisoci, kako i smaluvawe, pa i potpolno spre~uvawe na prodor na voda niz spojot, a dokolku vrskata bi

2

GLAVA 10 -LIENI DIJAFRAGMI

bila izvedena kako ednostavna ramna povr{ina, toga{ smaknuvaweto i vodopropust-livosta ne bi bile so takva sigurnost.

Sl. 10.2 Vrska me|u lameli so pomo{ na cevki Betoniraweto se vr{i so pomo{ na metodot na fiksni cevki koi se spu{taat do dnoto i dodeka betonot go zapolnuva rovot tie poleka se izvlekuvaat nagore. Istovremeno od rovot se crpi i suspenzijata koja e istisnata od volumenot na betonot. Dokolku dijafragmata e armiranobetonska, toga{ pred zapo~nuvawe na betoniraweto vo rovot ispolnet so suspenzija se spu{ta pripremeniot armaturen ko{, po {to se spu{ta fiksnata cevka za betonirawe i se betonira spored pogore opi{anata postapka. Otkako betoniraweto na prvata (primer neparna) lamela e zavr{eno, se pristapuva kon izvedba na slednata (ne sosednata, tuku preku edna) lamela i taka do krajot na taa delnica od proektiranata dijafragma. Potoa se izveduvaat preostanatite (parnite) lameli, so {to celosno se oformuva vodonepropusna i/ili stati~ki stabilna i nosiva liena dijafragma.

GLAVA 10 -LIENI DIJAFRAGMI

3

GLAVA 11 11.1. Betonirawe pod voda Ponekoga{ koga nema mo`nosti za odvodnuvawe na grade`nata jama ili odvoduvaweto e ekonomski neopravdano, betoniraweto mo`e da se izvr{i i vo prisustvo na voda, odnosno se vr{i t.n. betonirawe pod voda, se razbira dokolku temelnata konstrukcija toa go dozvoluva, a toa se obi~no konstrukcii ~ii temeli se od tipot na masivnite temeli. Takvi se obi~no temelite na masivnite potporni yidovi, mostovskite stolbovi, krajbr`ni objekti (pristani{ta) i sl. Betonot izlien pod voda treba da ima dobri karakteristiki, odnosno da gi zadovoli uslovite na kvalitet propi{ani so proektot. Me|utoa, treba da se naglasi deka pri betoniraweto pod voda golem del od vrznoto sredstvo - cementot se odvojuva od u{te sve`ata betonska smesa poradi nejziniot direkten dopir so vodata. Poradi toa, na betonot pod voda treba d amu se posveti golemo vnimanie kako pri presmetuvaweto na u~estvoto na cementot i obezbeduvawe na soodveten vodocementen faktor, t.e. pri pripremaweto na betonskata masa, taka i pri nejzinoto polagawe pod voda. Odvojuvaweto na cementot od betonot e pointenzivno kaj betonirawe pod vodi koi te~at, pa zatoa betonirawe pod voda treba da se vr{i samo vo mirni vodi. Za polesno betonirawe pod voda treba betonskata smesa da bide {to popodvi`na, {to mo`e da se postigne so soodveten izbor na granulometriskiot sostav na agregatot, kako i so zgolemuvawe na u~estvoto na cement vo betonot i soodveten vodocementen faktor, a i so dodavawe na hemiski dodatoci koi na betonskata masa i daavaat svojstvo na podvi`nost. Koli~estvoto na pesok vo vkupniot kamen agregat treba da e od 4050%, a vodocementniot faktor da e 0,8. Sepak gornite podatoci se samo orientacioni i mo`at da poslu`at koga se raboti za relativno mali koli~ini na beton. Za pogolemi koli~ini potrebno e da se podgotvi proekt za beton, kako toa go nalagaat propisite, vo koj ke bidat definirani site poedinosti za izvr{uvawe na betoniraweto kako bi se postignal baraniot kvalitet na betonot. Za betonirawe pod voda se primenuvaat pove}e metodi, odnosno na~ini, me|utoa kaj site osnovnoto pravilo koe treba da bide zapazeno e: direktniot dopir na betonot so vodata da se ograni~i na {to pomala povr{ina. Dodatno treba da se te`i betoniraweto da se vr{i neprekinato, bidej}i prekinite vo betoniraweto pod voda posebno ja naru{uvaat monolitnosta na betonskata masa.

GLAVA 11 -

5

Glavno postojat tri na~ina - metodi za betonirawe pod voda, koi naj~esto se upotrebuvaat: • betonirawe so direktno postavuvawe na betonot vo grade`nata jama • betonirawe so pomo{ na podvi`ni cevki • betonirawe so pomo{ na nepodvi`ni cevki (1). Betoniraweto so direktno postavuvawe na betonot vo grade`nata jama se primenuva kaj plitki grade`ni jami so relativno plitko nivo na podzemnata voda. Betoniraweto zapo~nuva od edniot agol na jamata vo koj se istura beton so pomal vodocementen faktor, se dodeka ne se postigne visina pogolema od nivoto na vodata. Potoa vrz toj sloj se istura beton so pogolem vodocementen faktor i so pomo{ na pervibrator postaven na agolot na grade`nata jama od kade se zapo~nalo so betoniraweto se vibrira (nabiva) betonskata smesa, pri {to taa se {iri i postepeno ja ispolnuva jamata. Isturaweto sve` beton neprekinato prodol`uva na istoto mesto (agolot na jamata) se dodeka ne se ispolni jamata so beton. Na ovoj na~in vo dopir so otvorenata voda vo jamata se nao|a postojano istata betonska povr{ina, {to ovozmo`uva kaj ostanatiot beton da ne doa|a do izmivawe na betonskata smesa, so {to go zadr`uva cementot vo sebe, a so toa i propi{aniot kvalitet. Pri betoniraweto ne treba da se vr{i istovremeno crpewe na vodata od jamata, a vodata koja se potiska od betonot ili da se dozvoli da ja zapolnuva jamata ili da se dozvoli istata ,,mirno,, da istekuva nadvor od jamata. Ako ja zapolnuva jamata t.e. dojde i nad gornata betonska povr{ina, toga{ se vgraduva malku poveke beton vo jamata za da posle stvrdnuvaweto na betonot i crpeweto na vodata se otstranat gornite nekolku sm od betonskata povr{ina koi sigurno poradi prisustvoto na voda izgubile del od cementot, pa so toa se i nekvalitetni.

6

GLAVA 11 -

Сл. 11.1 Direktno postavuvawe na beton vo grade`nata jama (2). Betoniraweto so pomo{ na podvi`ni cevki se vr{i taka {to nad delovi od jamata, ili pak vrz celata jama, se izrabotuva edna privremena nosiva konstrukcija, so cel po nea da se dvi`i cevka. Gorniot kraj na cevkata zavr{uva vo inka, a dolniot kraj e na samoto dno od jamata. Betonot se istura vo inkata i koga cevkata }e se napolni, taa malku se podiga i po~nuvaj}i da se dvi`i po dnoto na jamata ovozmo`uva te~ewe na betonot od nea i oformuvawe na prviot sloj beton. Potoa taa se podiga u{te malku i prodol`uva so oformuvawe na vtoriot sloj. Postapkata se povtoruva se dodeka ne se zavr{i so betoniraweto.

Сл. 11.2 Betonirawe so podvi`na cevka

Dodavaweto beton vo inkata e neprekinato i cevkata mora sekoga{ da e polna so beton za da se spre~i navleguvawe na vodata vo nea. Va`no e da se naglasi deka pravcite na polagaweto na betonot vo razli~nite sloevi po`elno e da se ili razmaknati ili normalni, odnosno da ne se preklopuvaat.

Сл. 11.3 Preklopuvawe na dvi`eweto na cevkata Okolu cevkata mo`e da ima i vaqci so cel da vr{at zaramnuvawe, pa i malo nabivawe na sloevite pri dvi`eweto na cevkata.

GLAVA 11 -

7

Negativna osobina na ovoj meted e toa {to gornata povr{ina na sekoj sloj e vo direkten dopir so vodata do nanesuvaweto na sledniot sloj, {to pridonesuva za izmivawe na cementnite ~estici od dopirnata povr{ina. (3). Betoniraweto pod voda so pomo{ na nepodvi`ni cevki e metod koj najmnogu se primenuva i koj dava najdobar kvalitet na gotoviot beton. Ovoj metod e za prvpat priment vo [vedska u{te vo po~etokot na dvaesettiot vek i e poznat kako Kontaktor- metod za betonirawe pod voda. Kaj ovoj metod betoniraweto se vr{i preku vertikalno postavena cevka, koja vo tekot na betoniraweto se dvi`i samo vo vertikalna nasoka. Na po~etokot cevkata, ~ie dno e potpreno na dnoto od jamata, se ispolnuva so beton. Potoa cevkata postepeno po malku se podiga taka {to okolu nea se izliva betonot. Betonot treba neprekinato da se dodava vo sekoga{ polnata cevka, koja postepeno se dvi`i nagore se dodeka betoniraweto ne se zavr{i. Taka, vo sekoj moment od betoniraweto, dolniot del od cevkata e vo betonskata smesa na visina 0,8 - 1,0 m pod gornata povr{ina. Na ovoj na~in samo najgorniot tenok sloj od betonot e vo direkten dopir so vodata od jamata, {to e golema pozitivna osobina na ovoj metod.

Сл. 11.4 Betonirawe so nepodvi`na cevka Cevkite se ~eli~ni so dijametar do 300mm i dol`ina 3,0m i mo`at da se nastavuvaat. Za da mo`e betonot pod sopstvenata te`ina dovolno da se {iri okolu nepodvi`nata cevka, treba gorniot kraj na cevkata, a so toa i nivoto na betonot vo nea, da bide na visina h1 od nivoto na vodata. Visinata h1 treba da e: h1 > 4 − 0,6h2

kade: 8

GLAVA 11 -

h2

- visina od nivoto na vodata do povr{inata na izleaniot beton.

Radiusot na postignuvawe na dejstvoto na izlivawe na betonskata smesa od edna cevka, iznesuva od 1,5 - 1,8 m. Ako grade`nata jama ima pogolemi dimenzii i betoniraweto nemo`e da se izvr{i so edna cevka, toga{ se pristapuva kon edno od slednite dve re{enija: • betoniraweto se izvr{uva so pove}e cevki istovremeno, onolku kolku {to se potrebni za celata jama da bide ednovremeno pokriena so beton • betoniraweto se vr{i vo pomali delovi na koi e podelena jamata, se razbira dokolku toa go dozvoluva konstruktivnoto re{enie na temelnata konstrukcija. Denes so sé pogolemata primena na takanare~eniot pumpan beton, betoniraweto pod voda ve}e ne e tolku te{ka, specifi~na i nesigurna grade`na aktivnost, kako po odnos na kvalitetot na vgradeniot beton, taka i po odnost na ekonomskite i sigurnosnite efekti {to so ovoj vid na tehnologija na vgraduvawe na betonot se postigaat.

GLAVA 11 -

9

GLAVA 12 - FUNDIRAWE SO KOLOVI 12.1. Op{to za dlabinsko fundirawe ^esto se nalaga objektite da se gradat na tereni ~ii povr{inski sloevi se sostaveni od po~veni materijali so slabi ili nedovolno visoki nosivi karakteristiki. Vo tie slu~ai fundiraweto na objektite treba da se izvr{i vo podlabokite sloevi, odnosno vo sloevite so posolidni nosivi i deformabilni karakteristiki. Fundiraweto pri koe tovarite od objektite se prenesuvaat na podlabokite nosivi sloevi od po~venata sredina se narekuva dlabinsko fundirawe. Toa mo`e da se izvr{i so pomo{ na kolovi, bunari i kesoni. Koj na~in na dlabinsko fundirawe }e se primeni zavisi pred sé od geomehani~kiot sostav na terenot, od karakterot, od goleminata i od vidot na objektot, od steknatoto iskustvo za izveduvawe na dlabinskoto fundirawe, a sekako i od tehni~ko-ekonomskata optimalnost za izveduvawe na objektot.

12.2. Fundirawe na kolovi Fundiraweto na kolovi pretstavuva najstar na~in na fundirawe voop{to primenuvan. Ovoj na~in na fundirawe se primenuva vo slu~aite kade primenata na voobi~aenoto fundirawe tehni~ki i ekonomski ne e vozmo`no da se ostvari. Primenata na fundiraweto na kolovi ja isklu~uva potrebata od iskop na grade`na jama, kako i potrebata za izveduvawe na konstrukcii ili postrojki za za{tita na jamata od povr{inski i podzemni vodi. Kolovi go prenesuvaat tovarot od konstrukciite preku trieweto koe se javuva pome|u obikolnata povr{ina na kolot i po~venata sredina i otporot na vrvot na kolot.

Сл. 12.1 Ako kolot pobien ili izlean vo po~venata sredina treba da prenese vertikalna sila P0, toga{ del od taa sila }e se prenese, odnosno primi, od trieweto koe se javuva na obikolnata povr{ina na kolot, a ostanatiot del od otporot na vrvot na kolot, odnosno po~vata. P0 = Pσ + Ptr kade: Pσ Ptr

- nosivost na kolot od otporot na vrvot - nosivost na kolot od trieweto

Vo zavisnost od odnosot pome|u goleminite Pσ i Ptr se razlikuvaat dva vida kolovi: stoe~ki i lebde~ki. Ako Pσ e zna~itelno pogolema od Ptr , toga{ mo`e da se smeta deka celokupniot tovar se prenesuva preku otporot na vrvot, pa takvite kolovi se vikaat stoe~ki. Ako pak, Ptr zna~itelno ja nadminuva goleminata Pσ , toga{ se smeta deka celokupniot tovar se prenesuva samo preku otporot na trieweto na obikolnata povr{ina, pa takvite kolovi se narekuvaat lebde~ki.

Сл. 12.2 Nosivosta na kolot ne zavisi samo od fizi~ko-mehani~kite karakteristiki na sredinata vo koja{to e pobien, tuku zavisi i od negovata geometrija, kako i od materijalot od koj e izraboten kolot, t.e.

od negovite jakosni karakteristiki, kako i od na~inot na primawe na tovarite od gornata konstrukcija, odnosno dali kolot e tovaren samo na pritisok ili i na pritisok i na sovivawe, ili pak, ponekoga{ duri i na zategnuvawe. Tovarite od celata gorna konstrukcija, ili od poedine~nite nejzini konstruktivni elementi, re~isi sekoga{ se prenesuvaat na po~venite sloevi, ne so eden kol, tuku so grupa od kolovi. Grupata kolovi na gornata strana e zafatena so nadkolova plo~a, i zaedno formiraat kolov temel. Se razlikuvaat dva vida kolovi temeli: so niska i so visoka nadkolova plo~a.

Сл. 12.3 Spored vidot na materijalot od koj se izraboteni, kolovite mo`at da bidat: drveni, betonski, armiranobetonski, prednapregnati, ~eli~ni ili kombinirani. (Poseben vid se ~akalestite kolovi, koi slu`at za podobruvawe na slabonosivite po~vi.) Spored popre~niot presek, kolovite mo`at da bidat: kru`ni, kvadratni, mnoguagolni, a i so poslo`eni formi, t.e. kombinirani. Vo odnos na podol`niot presek, kolovite mo`at da bidat: cilindri~ni, konusni ili so nepravilna forma i toa so: ostar, tap ili pro{iren vrv. Sporen pravecot na pobivaweto mo`at da se vertikalni i kosi.

12.3. Drveni kolovi Drvenite kolovi se upotrebuvani u{te vo najstarite vremiwa za fundirawe na `iveali{tata vo po~etocite na civilizacijata. Nivnata primena e prodol`ena sé do dene{ni vremiwa, a posebno treba da se istaknat uspe{nite fundirawa na drveni kolovi vo slabonosivi materijali na mnogu golemi i poznati objekti vo Stariot i Sredniot vek (neodamna i vo Ohridskoto Ezero bea otkrieni ostatoci od kolovi, a nekoi objekti vo Venecija fundirani na kolovi pred nekolku stotini godini i denes se vo upotreba). Drvoto kako materijal e mnogu lesno za obrabotka, poseduva solidni jakosni karakteristiki, a e i postojano (ne truli) dokolku sekoga{ se nao|a pod nivoto na podzemnata voda. No, poradi ogromnata

ekspanzija na betonot kako grade`en materijal, drvenite kolovi denes imaat sé pomala upotreba. Za drveni kolovi se upotrebuva ~amova i borova gra|a, so kontroliran izbor vo se~eweto taka da se upotrebuva neobrabotena, odnosno obla, samo so ednostavno simnuvawe na grankite i korata. Dol`inata na drvenite kolovi se dvi`i od 4-12 metri, a pre~nikot e do 18sm, mnogu retko pove}e. Za postignuvawe na pogolemi dol`ini se vr{i nastavuvawe (sl. 12.4). Za postignuvawe na pogolemi popre~ni preseci se vr{i grupirawe na nekolku kolovi (sl. 12.5).

Сл. 12.4

Сл. 12.5

Kolovite na vrvot se obrabotuvaat so cel polesno da se probijat niz po~venite sredini pri pobivaweto. Obrabotkata mo`e da bide samo za{iluvawe na vrvot (za mali dlabo~ini i meki po~veni sredini sl.12.6.a) ili pak, vrvot da se op{ie so metalni op{ivki (za pogolemi dlabo~ini i za tvrdi i slabo koherentni po~vi - sl.12.6.b).

Сл. 12.6

Drvenite kolovi isto taka se obrabotuvaat i na drugiot kraj t.e. obrabotka na glavata, bidej}i taa treba bezbedno da gi primi udarite pri pobivaweto na kolot. Glavata malku se zakosuva i op{iva so ~eli~en lim ili obra~i (sl.12.6.v).

12.4. Pobivni betonski, armirano-betonski i prednapregnati kolovi Kolovite izraboteni od beton, armiran beton i prednapregnat beton imaat golema primena pri fundiraweto na kolovi zaradi solidnite jakosni karakteristiki koi gi poseduvaat. Zaradi toe mo`at da se izrabotuvaat so mali popre~ni preseci i golemi dol`ini, dokolku toa go dozvoluvaat geomehani~kite karakteristiki na sredinata vo koja se pobivaat. Vakvite pobivni kolovi pretstavuvaat solidna zamena na drvenite, bidej}i drvoto sé pove}e e deficitaren materijal. Dodatno, se upotrebuvaat na mesta kade del od kolot bi bil vo voda, a del na suvo, pa drvenite kolovi ne bi mo`ele da se primenat. Me|utoa primenata im e ograni~ena ako treba da bidat vo dopir so vodi koi sodr`at meterii {tetni za betonot, kako {to se na primer sulfatite. Pobivnite armirano-betonski kolovi se izrabotuvaat vo rabotilnica, betonska fabrika ili na gradili{teto i po postignuvaweto na potrebnata jakost (obi~no posle 28 dena) se spremni za pobivawe. Takvite kolovi treba da se dimenzioniraat kako vo fazata na eksploatacija na objektot, isto taka i vo fazata na pobivaweto. Mestoto na podigaweto ili na potpiraweto, odnosno postavuvaweto na ankerite za prifa}awe na kolovite od soodvetnite depoa, treba da bidat izbrani taka da se obezbedat isti momenti po apsolutna vrednost, vo potporite i poleto, od nivnata sopstvena te`ina (sl.12.7).

Сл. 12.7

Armiraweto, odnosno gustinata na uzengiite ili odot na spiralnata armatura, treba da e pogusto na kraevite (vrvot i glavata) na kolot, a poretko vo sredinata na kolot (sl.12.8).

Сл. 12.8 Pobivnite betonski, armirano-betonski i prednapregnati kolovi se izrabotuvaat od beton so povisoki marki i po mo`nost treba proizvodstvoto da im e industrisko. Vo popre~en presek se naj~esto kvadratni ili kru`ni, a vo podol`en presek cilindri~ni ili konusni. Poradi relativno maliot popre~en presek, agregatot od koj se izrabotuvaat, treba da e so pomali granulacii i da obezbeduva dovolno visoki marki. Armirano-betonskite i prednapregnatite kolovi poseduvaat i solidna nosivost kako na pritisok, taka i na sovivawe, a prednapregnatite i na zategnuvawe. Pobivnite betonski, armirano-betonski i prednapregnati kolovi se pobivaat po mehani~ki pat, pri {to so analizirawe na podatocite koi se dobivaat vo tekot na pobivaweto mo`e da im se kontrolira i procenuva nosivosta, na sekoj kol poedine~no, pa spored toa i na celiot kolov temel.

12.5. Lieni betonski i armirano-betonski kolovi Lienite betonski i armirano-betonski kolovi se naj~esto primenuvani pri fundiraweto na kolovi. Nivnata primena vo posledno vreme e sé poizrazena i tie ~esto imaat prednost pred drugi vidovi na kolovi. Toa doa|a ottamu {to vo svetot postojat pove}e sistemi koi se taka opremeni i mehanizirani so {to mo`e da se izveduvaat kolovi so razli~ni dijametri (ponekoga{ mnogu golemi), od 25-150 cm pa i pove}e, da se postignat golemi dlabo~ini, razli~ni nakloni, da se lijat vo prisustvo na visoki podzemni i povr{inski vodi, kako i da se izveduvaat vo blizina na gotovi i osetlivi objekti. Takvite kolovi go pravat fundiraweto, pri odredeni geolo{ki, hidrogeolo{ki i geomehani~ki uslovi, tehni~ki i ekonomski opravdano, a ponekoga{ duri i edinstveno.

Naj~esto kolovite izlieni na lice mesto, ako prenesuvaat samo vertikalni sili, se betonski, me|utoa ako tie osven vertikalni prenesuvaat i horizontalni sili i momenti, pa osven na pritisok se tovareni i na sovivawe, a ponekoga{ i na zategnuvawe, zadol`itelno se pravat i kako armirano-betonski. Naj~esto samo gornata tretina na takvite kolovi prima tovar od tipot na momenti i sili na smaknuvawe, pa taka mo`e samo tie delovi da se armiraat, a dolnite delovi (kade momentite i transverzalnite sili ve}e se gubat) mo`e da bidat izraboteni bez armatura. Spored na~inot na izveduvaweto lienite kolovi mo`e da se podelat vo tri grupi: I. kolovi koi se lijat vo po~vata bez primena na za{titna cevka II. kolovi koi se lijat vo po~vata so primena na za{titna cevka, koja vo fazata na betoniraweto se vadi III. kolovi koi se lijat vo nadvore{na ~eli~na obloga, t.e. za{titna cevka koja predhodno e pobiena ili izdup~ena do potrebnata dlabo~ina i koja zasekoga{ ostanuva kako sostaven del na kolot Kolovite od prvata grupa mo`e da se re~e deka ve}e ne se primenuvaat. Kolovite od tretata grupa se primenuvaat samo vo isklu~itelni slu~ai, koga na primer fundiraweto se vr{i vo sredini so prisustvo na podzemna voda koja sodr`i {tetni hemiski materii po betonot, pa betonot i vo fazata na betoniraweto i potoa treba da e za{titen od dejstvoto na takvite materii. Kolovite od vtorata grupa se vo najgolema primena i tie mo`at da se podelat na: (1) kolovi kaj koi za{titnata cevka se pobiva i (2) kolovi kaj koi za{titnata cevka se doveduva do potrebnata dlabo~ina po principot na sonda`noto dup~ewe t.e. so vtisnuvawe i rotirawe. Za prv pat lieni betonski kolovi so pomo{ na za{titna cefka, koja vo fazata na betoniraweto se vadi, se primeneti vo 1899 godina vo Kiev, Ukraina, poznati pod imeto [traus. Ovde se nakratko razgledani samo mal del od golemiot broj tipovi t.e. patentirani sistemi za izveduvawe na kolovi od vtorata grupa. 12.5.1. Kolovi Simpleks Izvr{uvaweto na “Simpleks” kolovite se sostoi vo toa da za{titnata cevka, ~ij pre~nik e od 30-60 cm i debelina na yidot od okolu 20mm, se pobiva vo po~vata, taka da materijalot okolu istata se zgusnuva. Cevkata na dolniot kraj e snabdena so eden betonski vrv, koj po izvlekuvaweto na cevkata po betoniraweto ostanuva kako sostaven del na kolot. Cevkata na dolniot del e malku pro{irena, kako delumno bi se eliminiralo trieweto me|u cevkata i okolnata sredina vo tekot na pobivaweto i nejzinoto vadewe.

Сл. 12.9 Po pobivaweto na cevkata do proektiranata dlabo~ina se po~nuva so betonirawe, pri {to betonot se vnesuva so specijalen sad - cilindar, koj pri betoniraweto poleka se podiga (slika 12.10). Betonot se nabiva so te`ok nabiva~, ~ija te`ina e od 20-30 kN. So postojano dodavawe na beton i negovo nabivawe za{titnata cevka postepeno se izvlekuva.

Сл. 12.10 Za{titnata cevka vo sekoj moment na betoniraweto treba da bide pod nivoto na betonot za okolu 80 cm, kako ne bi do{lo do navleguvawe na podzemna voda vo kolot, koja bi predizvikala prekin vo betonskata masa. Pozitivna strana im e {to se gradat relativno lesno. Negativna strana im e {to poradi pobivaweto i sozdavaweto na potresi ne mo`at da se primenat vo gradski sredini kade ve}e ima izgradeno objekti. 12.5.2. Kolovi Franki Kolovite “Franki” se izveduvaat na sli~en na~in kako i kolovite “Simpleks” samo mesto gotov betonski vrv i nabivawe so udirawe na za{titnata cevka, kaj ovie kolovi dolniot del od cevkata se ispolnuva so

suv beton i so te`ok nabiva~ se udira po toj betonski ~ep, taka da poradi trieweto me|u betonot i vnatre{nata povr{ina na cevkata se vr{i pobivawe do potrebnata dlabo~ina (slika 12.11.a, b). Otkako }e se postigne potrebnata dlabo~ina, t.e. proektiranata dlabo~ina na fundirawe, so zgolemena energija na nabivawe se razbiva ~epot, pri {to sega se dodava sve` beton, koj se nabiva so istovremeno izvlekuvawe na za{titnata cevka (slika 12.11.v, g).

Сл. 12.11 Se podrazbira deka i ovie kolovi mo`at da bidat armirani. Obi~no armaturata se postavuva vo gornite delovi na kolot, odnosno na dol`inata na koja kolot vo zavisnost od nadvore{nite tovari prima vertikalni sili, momenti i transverzalni sili. Ako kolot treba da e armiran po celata dol`ina, armaturniot “ko{“ se postavuva so digalka neposredno po razbivaweto na betonskiot ~ep. Naj~esti dijametri se 520 mm i 600 mm, a mo`at da se dostignat dlabo~ini i do 30 m pa i pove}e. Ovoj vid na kolovi ja ima taa dobra strana {to na vrvot, t.e. bazata dobiva pogolem dijametar so {to mu se zgolemuva nosivosta na vrvot. Negativna strana im e taa {to pri pobivaweto sozdavaat potresi, pa ne sekoga{ mo`at da se primenat vo blizina na gotovi i osetlivi objekti. 12.5.3. Kolovi “Benoto” Kolovite izraboteni po sistemot “Benoto” se sli~ni na bunari. Iskopot se vr{i pod za{tita na ~eli~ni cevki ∅500-1500 mm, a vo isklu~itelni slu~ai i do 2000 mm, debelinata na yidovite na za{titnata cefka e od 6-12 mm, a dol`inata od okolu 5-6 m, pri {to za pogolemi dlabo~ini se nadovrzuvaat. Vtisnuvaweto na za{titnata cevka se vr{i so pomo{ na hidrauli~en sistem so koj e snabdena “Benoto” opremata, pri {to istovremeno cevkata naizmeni~no rotira okolu podol`nata oska so pomo{ na dve horizontalni hidrauli~ni presi. Paralelno so vtisnuvaweto na za{titnata cevka se vr{i iskop na materijalot od nea,

so pomo{ na grajfer koj slobodno pa|a od odredena visina i e otvoren, pri toa zafa}a materijal, mehani~ki se zatvara i se iznesuva zafateniot materijal. Te`inata na grajferot e 5-25 kN. Vo slu~aj na naiduvawe na zdravi samci grajferot ne mo`e da se koristi, pa razbivaweto se vr{i so gleto, a potoa se prodol`uva rabotata so grajferot. “Benoto” kolovite mo`e da se izveduvaat i so pro{irena no`ica kako i pod naklon do 6:1. So ovoj sistem se postignuvaat pokraj golemi dijametri i golemi dlabo~ini, do nekolku desetici metri.

Сл. 12.12 Otkako }e se postigne potrebnata dlabo~ina na fundirawe, se po~nuva so betonirawe, ako kolot treba da e armiran, toga{ armiraniot ko{ se postavuva pred betoniraweto. Betoniraweto se izveduva po voobi~aenite metodi za vakov vid na rabota, a nabivaweto se vr{i od vibraciite, odnosno dvi`ewata koi se sozdavaat od postepenoto izvlekuvawe i naizmeni~no rotirawe na za{titnata cevka. Po potreba nabivaweto mo`e da se vr{i i so pu{tawe na grajferot da pa|a slobodno od odredena viso~ina. “Benoto” sistemot mo`e da se koristi i za izrabotka na komplikuvani yidovi za podgrada i ograduvawe na grade`ni jami ili drugi potrebi vo fundiraweto. Pozitivna strana im e toa {to imaat golemi dijametri i dostignuvaat golemi dlabo~ini, pa so toa primaat t.e. prenesuvaat isklu~itelno golemi tovari. Negativna strana im e sekako cenata poradi specijalnata i te{ka oprema naj~esto se skapi.

12.6. Nosivost na kolovi Nosivosta na edine~en kol zabien ili izlien vo po~vata zavisi od pove}e faktori, kako {to se: dimenziite na kolot, materijalot od koj e

napraven, kako i materijalot vo koj kolot e postaven, a isto taka i od vidot na tovarite koi kolot treba da gi prevzeme od gorniot objekt i da gi prenese na i vo po~venata sredina. Ako kolot e stoe~ki, odnosno vrvot na kolot e fundiran vo zdrava karpa so jakost pogolema od jakosta na materijalot na kolot, toga{ za takviot kol merodavnata sila, koja toj mo`e da ja primi, zavisi samo od osobinite na kolot, t.e. od dimenziite i materijalot od koj e napraven. Ako kolot e lebde~ki ili stoe~ki, no so vrv ne vo zdrava karpa, tuku vo drug vid disperzna po~va ~ii jakosni karakteristiki so sigurnost se pomali od jakosnite karakteristiki od materijalot na kolot, toga{ nosivosta na kolot zavisi najmnogu od karakteristikite na po~venata sredina i dimenziite t.e. geometrijata na kolot. Postojat pove}e razli~ni metodi za presmetuvawe na kriti~nata, odnosno dozvolenata nosivost na edine~en kol. Spored (~lenot 144 od pravilnikot za tehni~kite normativi za temelewe na grede`ni objekti, Slu`ben list na SFRJ broj 15 od 1990 godina, koe kaj nas e vo va`nost) dozvolenoto, odnosno kriti~noto optovaruvawe na eden kol treba da se presmeta barem po dve od metodite koi baziraat na edna od slednite osnovi: • obrasci bazirani na stepenot na mobilizacijata na otpornosta (jakosta) na po~vata • obrasci bazirani na podatocite od stati~koto penetraciono sondirawe • obrasci bazirani na rezultati dobieni pri nabivaweto na kolot • obrasci bazirani na podatoci od probnoto tovarewe na kolot • spored iskustvo od gotovi kolovi pobivani ili lieni vo sli~ni ili isti po~veni sredini. 12.6.1. Metod na Tercagi Ovoj metod spa|a vo grupata koja bazira na stepenot na mobilizacijata na otpornosta (jakosta) na po~vata. Grani~nata nosivost e dadena so slednata formula: n

Pgr = Fi ⋅ (k1 ⋅ c ⋅ N c + k 2 ⋅ γ ′ ⋅ D f ⋅ N q + k 3 ⋅ γ ′′ ⋅ r ⋅ N γ ) + U ⋅ ∑ hi ⋅ f si i =1

kade:

F - povr{ina na glavata (presekot) na kolot k1, k2, k3 - koeficienti koi zavisat od formata na popre~niot presek na kolot (kvadraten ili kru`en) c - kohezija na slojot vo koj se nao|a vrvot na kolot Nc, Nq, Nγ - faktori na nosivost po Tercagi γp - volumenska te`ina na po~vata pod kotata na fundirawe

γs

- volumenska te`ina na po~vata nad kotata na fundirawe - efektivni dlabo~ini na fundirawe - polupre~nik ili polustrana na kolot - visina na i-tiot sloj kaj pove}eslojni sredini - specifi~no triewe me|u po~vata i obvivkata na kolot za i-tiot sloj na pove}eslojna po~va - obikolka na kolot

Df r hi fsi U

Po Tercagi - Pek (1967 godina) specifi~noto triewe i faktorite na formata se dadeni vo slednite dve tabeli: Vid na po~va pra{ini i glini so lesno gme~iva konzistencija glini so mnogu cvrsta konzistencija rastresit pesok zbien pesok zbien ~akal

k1 k2 k3

za kru`ni kolovi 1,3 1,0 0,6

fs (kN/m2) 7-30 45-80 11-32 32-64 45-90

za kvadratni kolovi 1,3 1,0 0,8

So analiza na gornata ravenka se zaklu~uva deka ~lenot vo malata zagrada e kriti~na nosivost na po~vata na kontaktot po~va - vrv, pa ovoj ~len pomno`en po povr{inata na presekot na kolot ja dava kriti~nata nosivost na vrvot, a vtoriot ~len ja dava kriti~nata nosivost od trieweto po obvivkata na kolot. Dozvolenata nosivost se dobiva od ravenkata: P=

Pij Fs

kade: Fs - faktor na sigurnost, koj e vo granicite 2,0-3,0 12.6.2. Metod na stati~ko - penetraciono sondirawe Ako na terenot na koj treba da se gradi objekt koj treba da bide fundiran na kolovi, pokraj drugite istra`uvawa izvr{eni se i istra`uvawa so stati~ki penetrometar, toga{ mo`e podatocite dobieni od stati~koto penetraciono sondirawe da se iskoristat za presmetuvawe na kriti~nata - dozvolenata nosivost na enine~en kol so kru`en presek, ako konusot i cevkata na penetrometarot dostignale do dlabo~inata do koja treba da dostignat i kolovite.

Poznato e deka so stati~koto penetraciono sondirawe se dobivaat otporot na po~vata na vrvot od penetrometarot od prodirawe na konusot na penetrometarot niz po~venata sredina, kako i otporot na trieweto me|u po~vata i povr{inskata obvivka na cevkata na penetrometarot. Ako konusot i cevkata na penetrometarot stignale do kotata do koja treba da se pobijat ili izleat i kolovite, toga{ za taa dlabo~ina poznati se otporot na po~vata na vrvot na penetrometarot Rp i otporot na trieweto po obvivkata na cevkata Rf. Grani~nata nosivost na kolot e zbir od grani~nite nosivosti na otporot na vrvot i otporot na obikolkata:

P = Pp + Pf = R p ⋅ F + R f

U Us

Za ~isto stoe~ki kol dozvolenata nosivos na kolot e:

Pdz = 0,5 ⋅ R f ⋅ F Kaj vise~ki kolovi: Pdz =

Rp ⋅ F 3

+ Rf

U 2U s

Сл. 12.13 Koristejki ja analogijata so stati~kiot penetrometar i kolot dozvolenata nosivost na edine~en kol spored SNiP bi bila:

P = k ⋅m⋅(

Rp ⋅ F Fs

+ Rf

U ) Us

kade:

k m

- koeficient na ednorodnost na po~vata - koeficient na uslovi na rabota

F Rp Fs U Us Rf

- povr{ina na presekot na kolot - otporot na po~vata na vrvot od konusot na dlabo~ina do koja dostignuva vrvot na kolot vo kN/m2 - koeficient na sigurnost (obi~no e 2,0) - obikolka na presekot na kolot - obikolka na cevkata na penetrometarot - triewe pome|u po~vata i cevkata na penetrometarot, koga cevkata stasala do dlabo~ina do koja treba da dostigne vrvot na kolot, vo kN

Proizvodot od koeficientite k i m se dvi`i vo granicite od 0,500,80, a naj~esto se usvojuva 0,70 i zavisi od: ednorodnosta na po~vata, vidot na nadkolovata plo~a na koloviot temel, kako i od brojot na kolovite grupirani vo koloviot temel. Mnogu ~esto koeficientot na ednorodnosta na po~vata iznesuva 0,7, a koeficientot na uslovite na rabota za niska ili visoka nadkolova plo~a i brojot na kolovi vo koloviot temel pove}e od 10, iznesuva od 0,90-1,00. 12.6.3. Dinami~ki metod Za opredeluvawe na grani~nata nosivost na kolovi koi se pobivaat vo po~vata so pomo{ na parni ili dizel nabiva~i, mo`e da poslu`at rezultatite koi se dobivaat vo tekot na pobivaweto. Postojat golem broj formuli predlo`eni od razni avtori, pri {to se koristi uslovot za ednakvost na rabotata koja ja izvr{uva nabiva~ot od edna strana i rabotite od prodirawe na kolot i od elasti~nite i neelasti~nite deformacii na kolot i po~venata sredina od druga strana.

Сл. 12.14 Sledejki gi oznakite na slikata uslovot za izedna~uvawe na rabotata {to ja izvr{uva ~ukot, kako nadvore{na rabota i rabotite od

prodiraweto na kolot, kako vnatre{na rabota, mo`e da se napi{e slednata zavisnost:

Q ⋅ H = Pgr ⋅ e + Q ⋅ h + α ⋅ Q ⋅ H kade:

Q H Pgr e h α

- te`inata na ~ukot - presmetkovna visina na pa|awe na ~ukot (za parni vertikalni kolovi H=H1, a za kosi kolovi H = 0,8H1, za H1 - golemina na odot na ~ukot) - grani~na nosivost na kolot - prodirawe na kolot vo po~vata od eden udar na ~ukot, taka nare~en otkaz - golemina na otskoknuvawe na ~ukot po udarot vrz kolot - koeficient sokoj se opfa}a delot od vkupnata rabota potro{ena na neelasti~nite deformacii

Koristejki ja gornata zavisnost golem broj avtori razvile mnogu metodi za presmetuvawe na grani~nata odnosno dozvolenata nosivost na edine~en kol. Edna od popoznatite dinami~ki metodi e metodot na N.N. Gersevanov (1917god). So redica transformacii na gornata ravenka se dobiva poznatata ravenka na Gersevanov vo sledniot vid:

Pgr =

nF 2

⎡ 4Q H Q + k 2 q ⎤ ⋅ ⎢ 1+ ⋅ ⋅ − 1⎥ nF e Q + q ⎢⎣ ⎥⎦

kade:

F n

k q

- povr{ina na kol - empiriski koeficient koj zavisi od vidot na materijalot na kolot i na~inot na pobivaweto, i iznesuva 1500 kPa za armirano-betonski kolovi so naglavka (kapa) i 1000 kPa za drveni kolovi bez naglavka (kapa) - koeficient na elasti~en otpor. Za sudar na dve elasti~ni tela, na primer ~elik i drvo, se usvojuva 0,20. - te`ina na kolot

Dinami~kite formuli se mnogu ednostavni no so golemo rasejuvawe na rezultatite, pa treba da se zemat so golema rezerva, osobeno ako nedostasuva odredeno iskustvo. Pri pobivaweto vlijanie na prodiraweto na kolot niz po~venata sredina ima porniot pritisok, pa vo taa smisla treba “otkazot” (e) da se meri po pauza od 3 dena za kolovi pobieni vo pesoci i 6-10 dena za kolovi pobieni vo koherentni sredini. Sepak, za nekoherentni po~vi i pri

poseduvawe na odredeno iskustvo vo rabotata so nabiva~i, mo`e da se re~e deka dobienite rezultati za edine~nata nosivost na kolovite mo`at da se zemat kako doverlivi. 12.6.4. Probno tovarewe na kolovi Opredeluvaweto na nosivosta na kol po pat na probno stati~ko tovarewe se sostoi vo toa da kolot pobien ili izlien vo po~vata se tovari so postepeno zgolemuvawe na tovarot so pomo{ na hidrauli~na presa i kontratovar, do postigawe na grani~nata sila, pri {to kontinuirano se sledi slegaweto na kolot za vreme na dejstvuvaweto na tovarot. Nad kolot se pravi platforma koja se tovari so betonski blokovi ili drug tovar, a za da se zgolemi mo`nosta za postignuvawe na pogolemi tovari mo`e da se koristat i okolno pobieni ankerni kolovi.

Сл. 12.15 Tovarot se nanesuva vo delovi i obi~no tie iznesuvaat 1/10 - 1/15 od pretpostavenata grani~na nosivost t.e. presmetanata grani~na nosivost na kolot. Po sekoe nanesuvawe na eden stepen na tovarewe se prati slegaweto i vremeto na odr`uvawe na soodvetniot stepen na tovarewe. Sledniot stepen na tovarewe se nanesuva posle zavr{eniot proces na slegawe od predhodniot tovar. Procesot na slegawe se smeta za zavr{en ako slegaweto e T n

n

T = ∑ ki f i hi ; U i = π ⋅ 2 R → T = π ⋅ 2 R ⋅ ∑ f i hi 1

(

1

)

G = R − r ⋅π ⋅ H ⋅γb 2

2

za: R−r =d i R + r ≅ 2R se dobiva: G = (R − r ) ⋅ (R + r ) ⋅ π ⋅ H ⋅ γ b od uslovot: se dobiva:

→

G = 2R ⋅ d ⋅ π ⋅ H ⋅ γ b

G >T γ b ⋅ H ⋅ d ⋅ 2 R ≥ 2 R ⋅ ∑ f i ⋅ hi → d≥

∑ f h ⋅F i i

γb ⋅ H

s

pri hidrauli~ko promivawe f se smaluva za 25% pri tiksotropna isplaka trieweto se zema samo za delot koj e vo direkten dopir so po~vata.

1 f⎞ ⎛ T = 4 ⋅ [2 R ⋅ Ea ] ⋅ μ kade: Ea = γ ⋅ h 2 ⋅ tg 2 ⎜ 45 − ⎟ 2 2⎠ ⎝ Ea = γ ⋅

h2 ⋅ ξa 2

kade: μ - koeficient na triewe od uslovot da e T < G

d=

2 ⋅ γ ⋅ ξa ⋅ h ⋅ μ ⋅ Fs π ⋅γb

kade: Fs - koeficient na sigurnost (Fs = 1.2 ÷ 1.5) za glatki yidovi i suva glina za grubi yidovi i suvi glini za glatki yidovi i mokri glini za grubi yidovi i mokri glini za glatki yidovi i pesok ili ~akal za grubi yidovi, pesok ili ~akal

μ 0.20 0.30 0.20 0.25 0.30 0.60

Silata na trieweto, a so toa i debelinata na yidot na bunarot mo`e da se presmeta ako za zemjaniot pritisok se usvoi deka deluva radijalno vrz nadvore{nata povr{ina na bunarot.

8

GLAVA 13 -FUNDIRAWE SO BUNARI

Сл. 8 Tovar vrz obikolkata na bunarot koj deluva radijalno

1 T = 2 R ⋅ π ⋅ H ⋅ ⋅ γ ⋅ H ⋅ ka ⋅ μ 2 2 T = R ⋅ π ⋅ H ⋅ γ ⋅ ka ⋅ μ

G = (R − r )(R + r ) ⋅ γ b ⋅ π ⋅ H

d ⋅ 2 R ⋅γ b⋅H ⋅ π > R ⋅ π ⋅ H 2 ⋅ γ ⋅ ka ⋅ μ d=

1 γ ⋅ H ⋅ ka ⋅ μ Fs 2 γb

Pri spu{taweto na bunarite pri dlabini pogolemi od 10 m trieweto T, ako bi se presmetuvalo spored pogore poka`anite na~ini bi dovelo do golemi dimezii na oblogata na bunarot, pa spored toa triweto T treba da se presmeta spored slednata slika:

Сл. 9 Raspredelba na trieweto f za dlabini pogolemi od 10 m T = 2 ⋅ π ⋅ R ⋅ (h − 2.5) ⋅ f 0 f0 =

f1h1 + f 2 h2 + ... + f n hn h1 + h2 + ... + hn

kade: GLAVA 13 -FUNDIRAWE SO BUNARI

9

f0 fi

- sredno specifi~no triewe - specifi~no triewe vo i-tiot sloj Vid na po~va: za glini i ilova~i za tvrdi ~akalesti glini za peskoviti po~vi za krupni ~akali

f [kN/m2] 12.50-20.00 25.00-50.00 15.00-25.00 20.00-30.00

Pri analizite vo fazata na spu{taweto na bunarot neophodno e da se kontrolira i debelinata na yidot na bunarot d, vo zavisnost od naponskite sostojbi vo yidovite. Ako tovareweto na bunarot e osnosimetri~no, toga{ naponskite sostojbi vo yidovite se kontroliraat po metodot na Lame.

Сл. 10 Kontrola na napregawata po Lame p ⋅ 2R = 2 ⋅σ ⋅ d p ⋅ 2 R = 2 ⋅ σ ⋅ ( R − r ) /⋅ ( R + r ) ako e r + R ≅ 2 R

p ⋅ R ⋅ 2 R = σ ⋅ ( R − r )( R + r ) p ⋅ 2R2 = σ R2 − σ r 2 R=r

σ σ −2p

d = R−r ⎡ σ ⎤ d = r ⎢ −1 + ⎥ σ −2p ⎦ ⎣ p = γ ⋅ ξ a ⋅ h + γ w ⋅ hw

10

GLAVA 13 -FUNDIRAWE SO BUNARI

Сл. 11[emi za presmetuvawe na tovarot p Mnogu ~esto pri spu{taweto na kru`nite bunari doa|a do otklonuvawe na bunarot vo odnos na negovata vertikalna oska. Pri takvo otklonuvawe vo nasokata na otklonuvaweto najdolniot prsten od bunarot odnosno edna lamela od 1 m’ prima najgolemi tovari, a normalno na nasokata na otklonuvaweto bunarot prima najmali tovari. Pri podzemna voda ednakva so povr{inata na terenot i pri nejzinoto crpewe od bunarot do negovoto dno, ako postoi otklonuvawe od vertikalata, toga{ {emite na tovarewe se slednite:

Сл. 12 [emi za tovarewe pri otklonuvawe od vertikalata, a) presek, b)osnova, v) prese~ni sili vo to~kite a i b

pmax = pa + pw pmin = pw 1 pw = γ w ⋅ z 2 d r0 = r + 2 p k h = ω = max = 1.25 pmin

GLAVA 13 -FUNDIRAWE SO BUNARI

11

Za ovaa {ema na tovarewe dadeni se momentite i aksijalnite sili vo to~kite a i b. kh = ω =

pmax pmin

kh = ω , = ω − 1 ,

M a = −0.149 ⋅ pmin ⋅ r02 ⋅ ω ,

(

N a = pmin ⋅ r0 1 + 0.785 ⋅ ω ,

)

M b = 0.137 ⋅ pmin ⋅ r02 ⋅ ω ,

(

)

N b = pmin ⋅ 1 + 0.5ω , ⋅ r0

Vo toj slu~aj naponskata sostojba vo yidot na dolniot prsten vo lamela od 1 m’ }e bide: N M ± F W F = d ⋅ 1.0

σ 1, 2 =

W=

d 2 ⋅ 1.0 6

Сл. 13 Popre~en presek na yidot na bunarot vo dolniot prsten Pri prodirawe na bunarot poradi razli~noto triewe vo gornite i dolnite sloevi mo`e da se slu~i da dojde do visnuvawe na dolnite delovi na bunarot. Toa }e se slu~i ako:

12

GLAVA 13 -FUNDIRAWE SO BUNARI

Сл. 14 [emi ze presmetuvawe sila na visnuvawe S i tovar za sovladuvawe na trieweto T U ⋅ f1 ⋅ h1 ≥ q (h1 + x ) − U ⋅ f 2 ⋅ x

kade: q - te`ina na 1 m’ od bunarot (lameli od 1 m vo visina) Najgolemata vrednost na dol`inata X pri koj gorniot del seu{te }e bide vkle{ten e:

q ⋅ (h1 + x0 ) − U ⋅ f 2 ⋅ x0 = U ⋅ f1 ⋅ h1 ⎡ ⎞⎤ ⋅ h x0 = ⎢⎛⎜U ⋅ f1 − q q − U ⋅ f 2 ⎟⎠⎥⎦ 1 ⎣⎝ Toga{ najgolemata sila visnuvaweto na bunarot iznesuva:

na

zategnuvawe

predizvikana

od

S = (q − U ⋅ f 2 ) ⋅ x0 ,

S = (U ⋅ f1 − q ) ⋅ h1

Tovarot P koj }e bide potreben za sovladuvawe na toa triewe apliciran vo tekot na intervenciite pri spu{taweto na bunarot iznesuva: P > ∑T − ∑ G

Za presmetuvaweto na visinata na ~epot koj treba da se betonira na dnoto na bunarot se koristi uslovot da te`inata na ~epot bide pogolema od vodeniot potisok. Od toj uslov visinata na ~epot e:

hc =

γ w ⋅ hw γb

GLAVA 13 -FUNDIRAWE SO BUNARI

13

Сл. 15 [ema za presmetuvawe na vidinata na ~epot Sega po za~epuvaweto mo`e da dojde do isplivuvawe na bunarot. Za da se obezbedi sigurnost protiv isplivuvawe treba da se zadovoli sledniot uslov:

∑V > U Q + 0.5T ≥ γ w ⋅ hw ⋅ F

kade:

F Q T

-povr{ina na nalegnuvawe - te`ina na bunarot + ~epot - triewe ( se zema 50% od vkupnoto triewe)

Q + 0.5T ≥ Fs = 1.25 γ w ⋅ hw ⋅ F Ako namesto kru`ni bunari imame pravoagolni bunari vo osnova toga{ debelinata na pravoagolniot bunar d se opredeluva od istiot uslov kako i pri kru`ni bunari t.e. da te`inata na bunarot bide pogolema od trieweto me|u nadvore{nata povr{ina na bunarot i po~vata.

G >T G ≅ 2d ⋅ ( A + B ) ⋅ γ b ⋅ h T = γ ⋅ ξa ⋅ h2 ⋅ ( A + B ) ⋅ μ 2d ⋅ ( A + B ) ⋅ γ b ⋅ h > γ ⋅ ξ a ⋅ h 2 ⋅ ( A + B ) ⋅ μ

γ ⋅ ξa ⋅ h ⋅ μ 2γ b γ ⋅ ξa ⋅ h ⋅ μ d= ⋅ Fs 2γ b

d>

(

14

Fs = 1.20 ÷ 1.50

)

GLAVA 13 -FUNDIRAWE SO BUNARI

Сл. 16 [ema za presmetuvawe na debelinata na yid na pravoagolen bunar Od formulata se gleda deka d ne zavisi od A i B tuku samo od karakteristikite na materijalot na po~venata sredina i bunarot. Yidovite na bunarot treba vo tekot na spu{taweto da se sprotistavuvaat na odredeni tovari koi se razvivaat vo tekot na spu{taweto. Bunarot e najmnogu optovaren koga toj e ve}e neposredno nad kotata na fundirawe i prviot (najdolniot) prsten e optovaren so bo~ni tovari (pritisoci). Vo toj slu~aj bunarot }e bide natovaren so podzemni pritisoci i pritisok od podzemnata voda. Bunarot kako zatvorena ramka e stati~ki neopredelen sistem. Stati~kite golemini vo yidovite na bunarite se presmetuvaat po poznatite metodi od teorijata na konstrukciite.

Сл. 17 [ema na momenti za ednokeliski pravoagolen bunar

GLAVA 13 -FUNDIRAWE SO BUNARI

15

GLAVA 14 - FUNDIRAWE SO KESONIPNEVMATSKO FUNDIRAWE 14.1. Primena i na~in na izveduvawe Pri fundirawe vo otvoreni vodi ili vo sredini so visoki podzemni vodi ako gornite slabonosivi sloevi se takvi {to niz niv ne mo`at da se spu{tat bunari, pobijat ili izbu{at kolovi, ili pak, objektot e od takov tip {to voobi~aenite metodi na dlabinsko fundirawe bi bile nesoodvetni, toga{ se primenuva pnevmatskoto fundirawe ili kako {to se narekuva fundirawe so zatvoreni kesoni. Pnevmatskoto fundirawe se zasnova na principot na otstranuvawe na vodata od sad otvoren od dolnata strana i potopen pod nivoto na vodata, {to mo`e da se izvr{i edinstveno ako vo sadot se vnese vozdu{en pritisok ednakov so hidrostatskiot pritisok na dlabo~inata na koja dostignala dolniot rab od sadot.

Сл. 14.1 Keson spu{ten na dno od povr{inska voda

pl = γ w ⋅ hw Se razbira deka za sadot da stoi na odredena kota pod nivoto na vodata toj treba da ima svoja (ili dodadena) te`ina ednakva ili pogolema na silata od vodeniot potisok {to destvuva na taa kota. Ako sadot po dodavaweto na te`ina po~ne da se probiva niz po~venata sredina za vo nego da ne navleze voda treba vozdu{niot pritisok vo sadot postepeno da se zgolemuva, t.e. vo sekoj moment da e ispolnet uslovot daden vo gornata ravenka.

Ako na nekoj na~in bez ispu{tawe na vozduhot se obezbedi vo sadot (kesonot) da se spu{taat rabotnici, tie }e mo`at da izvr{uvaat iskop na materijalot i toa vo suvo (bez prisustvo na voda, iako se nao|aat na dlabo~ina hw pod nivoto na vodata), me|utoa se razbira deka vo toj slu~aj tie rabotat vo sredina so zgolemen vozdu{en pritisok koj e ednakov na hidrostati~kiot γ w hw Za prv pat komprimiran vozduh e primenet vo 1851 godina vo Anglija, no izrabotka na keson so koj se opfatila celata povr{ina na fundamentot e prv pat primenet vo 1859 godina vo Francija. Ovoj na~in na fundirawe se primenuva za fundirawe na dlabo~ini od maksimum 30-35 m pod povr{inata na vodata. Na pogolemi dlabo~ini ne mo`e da se primeni bidej}i ve}e pri dlabo~ina od 35 m vozdu{niot pritisok vo komorata (kesonot) mo`e da iznesuva 350 kPa, {to e pribli`no na kriti~niot pritisok {to mo`e da go izdr`i ~ove~kiot organizam. Dobri strani na ovoj na~in na fundirawe se tie {to mo`e i pri golemi dlabo~ini pod vodenoto nivo da se kopa bez prisustvo na voda, pri {to direktno se nabquduva iskopaniot materijal, a isto taka mo`at da se otstranuvaat samci ili ostatoci od objekti koi bi se popre~ile na patot na spu{taweto na kesonot niz po~venata sredina. Potoa kesonite da se izrabotuvaat vo temeli so golemi povr{ini (poznati povr{ini vo svetot do 1484 m2). Nedostatoci na ovoj na~in na fundirawe se: golemoto ~inewe, gubitoci na vreme pri vleguvaweto i izleguvaweto na rabotnicite od komorata, transportot na iskopaniot materijal, kakoi transportot na materijalot za ispolnuvawe na kesonot, a kako najgolem nedostatok e nehumanosta na ovoj na~in na fundirawe, bidej}i pri rabota pod zgolemen pritisok, toj mo`e da predizvika pojava na bolesta poznata pod imeto kesonska bolest, koja za `al ponekoga{ mo`e da bide i katastrofalna, odnosno da predizvika smrt. Poradi toa, ovoj na~in na fundirawe treba da se primenuva samo vo najisklu~itelni slu~ai, pa i toga{ mora da se prevzemaat nastrogi merki i da se obezbedat takvi uslovi za rabota {to }e ovozmo`at maksimalno izbegnuvawe na nesakanite slu~ai, {to ovoj na~in na fundirawe mo`e da gi donese ako ne se primenuvaat najstrogo site za{titni merki koi se propi{uvaat pri izvr{uvaweto na takvata rabota. Za izvr{uvawe na pnevmatskoto fundirawe potrebno e na gradili{teto da se obezbedi kompresorska stanica za proizvodstvo na vozduh, ~ij kapacitet }e bide dovolen za nespre~eno rabotewe vo rabotnata komora na kesonot. Proizvodstvoto na vozduh mora da se obezbeduva od dve nezavisni energii za rabota na kompresorite (na primer dizel i elektri~na). Pokraj kompresorskata stanica na gradili{teto mora da se napravi kesonot, koj obezbeduva prostorna rabota komora kako i dovolni nadyidoci za po~nuvawe na nadyiduvaweto na kesonot, potoa vertikalna

{ahta za transport na rabotnicite i materijalot od komorata do preodnita komora i obratno, isto taka treba da se obezbedi i preodna komora koja vsu{nost ja pbezbeduva vrskata pome”u nadvore{nosta (atmosverskiot pritisok) i vnatre{nosta(komprimiraniot pritisok), kako i razli~ni cevki za dovod i odvod na vozduh, manometri, elektri~na instalacija vo komorata, sanitetska kola, de`uren lekar i dr.

Сл. 14.2 [ema za pneumatsko fundurawe Rabotnata komora vo osnova treba da ima dimenzii koi }e bidat dovolni da, po ispolnuvaweto na kesonot so beton, gi prenese tovarite od objektot, zaedno so sopstvenata te`ina na kesonot i te`inata od nadyiduvaweto, kako i na po~venata sredina, a da pritoa taa ne bide tovarena so specifi~en tovar pogolem od dozvolenata nosivost na po~vata, kako i da toj specifi~en tovar ne predizvika takva napregnata sostojba vo po~venata osnova koja bi predizvikala nedozvoleni deformacii vo nea, pa spored toa i na objektot koj se gradi. Visinata na rabotnata komora treba da bide dovolna da mo`e vo nea rabotnicite slobodno da rabotat, a po potreba i da se smestat mehani~ki sredstva i so niv slobodno da se raboti. Obi~no taa dovolna visina iznesuva 2.20 m, a poretko do 2.50 m. Pogolemi visini od 2.50 m ne treba da se usvojuvaat. Rabotnata komora vo osnova se izrabotuva vo vid na pravoagolnik, krug, mnoguagolnik i vo drugi formi, vo zavisnost od formata na osnovata na objektot koj se fundira. Istata se izrabotuva skoro isklu~ivo od armiran beton, a za pogolemi dimenzii vo osnova na kesonot, od ~elik. Porano se upotrebuvalo i drvoto kako materijal za izrabotka na kesonot, no denes negovata upotreba vo ovaa oblast e isklu~ena.

Сл. 14.3 Kesonski komori; a) od armiran beton; b) od ~elik Rabotnata komora se sostoi od: vertikalni yidovi 1(slika 14.3) i tavan 2. Bez razlika od kakov materijal e izrabotena rabotnata komora, nejzinite yidovi zadol`itelno sekoga{ po~nuvaat so no` 3, koj slu`i za polesno prodirawe na komorata niz slabonosivite sloevi, kako {to be{e ka`ano i pri fundiraweto na bunari. Konstruktivnite oblici za izrabotka na kesonskiot no` se isti kako i kaj bunarskiot no`. Rabotnata komora se izrabotuva po mo`nost na mestoto na postavuvawe na kesonot i toa obi~no vrz ve{ta~ki ostrov, ako e fundiraweto vo otvorena voda (Сл. 14.4-a). Me|utoa komorata mo`e da se izraboti na bregot i po postignuvawe na odredena jakost na betonot (ako e od beton) komorata da se transportira niz vodata so plivawe, pri {to transportot od mestoto na betonirawe do vodata bi se izvr{il so iskop na dovolno {irok kanal vo koj bi navlegla vodata so {to kesonot so plivawe bi se doteral do mestoto na spu{taweto, kade bi bil doteran i spu{ten so pomo{ na plovni sredstva (Сл. 14.4-b).

Сл. 14.4 Izrabotka na kesonska komora vo otvoreni vodi; a) na mestoto na fundirawe; b) na bregot od vodata Otkako komorata }e se postavi na mestoto na spu{taweto vrz nea se montira vertikalnata {ahta i preodnata komora i site instalacii so elektri~nata i kompresorskata stanica. Spu{taweto na komorata se vr{i so pomo{ na iskopuvawe na materijalot od vnatre{nosta na komorata pri {to pod dejstvo na negovata te`ina i potrebnata dodadena te`ina od nadyiduvaweto se sovladuva trieweto me|u yidovite od komorata i nadyidocite so po~venata sredina. Nadyiduvaweto spored toa se vr{i sekoga{ na suvo, t.e. nad nivoto na vodata {to ovozmo`uva lesno

izvr{uvawe na rabotite. Pri toa pritisokot vo rabotnata komora treba sekoga{ da bide ednakov na hidrostati~kiot pritisok na kotata na no`ot od nadvore{nata strana od komorata. Taka so zgolemuvawe na te`inata od nadyiduvaweto t.e. nad betoniraweto, i so iskop na materijalot od vnatre{nosta na komorata se vr{i spu{tawe na rabotnata komora do proektiranata kota, t.e. do nosiviot po~ven sloj vrz koj treba da se izvr{i fundiraweto.

Сл. 14.5 Spu{tawe na kesonskata komora; a) po~etna i “sredna”; kone~na faya Po spu{taweto na kesonot do kotata na fundirawe, rabotnata komora se ispolnuva so beton i so nejzinato isplonuvawe poleka rabotnicite ja napu{taat komorata i po potrebnoto stvrdnuvawe na betonot kesonot e spremen da po~ne da gi prima tovarite od objektot nad nego, koj po~nuva da se gradi. Kako {to be{e predhodno re~eno rabotata pri zgolemen vozdu{en pritisok mo`e mnogu {tetno da vlijae vrz ~ove~kiot organizam, pa zatoa pri pnevmatskoto fundirawe potrebno e strogo da se po~ituvaat posebnite merki koi se propi{uvaat za takvite uslovi na rabota. Rabotnicite pri vleguvaweto treba da pominat izvesno vreme vo preodnata komora vo koja postepeno se pu{ta da raste pritisokot od nula (atmosferski) pa do potrebniot pritisok (koj {to e vo rabotnata komora). Potoa rabotnicite se spu{taat vo rabotnata komora kade rabotat pod zgolemen pritisok. Vremeto na rabotewe zavisi od visinata na pritisokot. Potoa smenata se vra}a vo preodnata komora, kade rabotnicite treba da se zadr`at dovolno vreme, za koe vreme postepeno treba da se namaluva pritisokot do nula (atmosferskiot pritisok). Potoa vo preodnata komora vleguva slednata smena, pri {to po zgolemuvaweto na pritisokot vo preodnata komora i

nivno adaptirawe na potrebniot pritisok se spu{taat vo rabotnata komora kade po~nuvaat so rabota. Na ovoj na~in se vr{i smena na rabotnicite i nivna adaptacija od nadvore{ni uslovi na uslovi so zgolemen pritisok i obratno. Vremeto na raboteweto i prilagoduvaweto na pritisocite se dadeni vo Табела 14.1. Табела 14.1 Pritisok vo komorata [кPa] do 50 50÷100 100÷130 130÷150 150÷180 180÷200 200÷220 220÷250 250÷275 275÷300 300÷325 325÷350

Prilagoduvawe kon povisok pritisok [min] 5 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35

Pabotewe vo komorata [min] 465 455 325 315 305 300 285 275 260 130 115 105

Prilagoduvawe kon atmosverski pritisok [min] 10 15 20 30 35 40 50 60 70 80 90 100

Za pomali pritisoci na gradili{teto treba da ima samo sanitet, a za pogolemi pritisoci mora na samoto gradili{te da ima i de`urstvo na lekar-specijalist. Ovie merki na zdravstvena za{tita jasno govorat deka fundiraweto so pomo{ na komprimiran vozduh treba da se izbegnuva, odnosno da se primenuva samo vo navistina isklu~itelni situacii.