View
248
Download
6
Category
Preview:
Citation preview
Predrag Kvasnika
GEOTEHNIKI GEOTEHNIKI ISTRAIVAKI RADOVI ZA DUBOKE GRAEVNE JAME
Projekt
Proraunski model
Svojstva tla
to sve treba poznavati u vezi s projektom?
Projekt
Djelovanja: optereenja i pomaci
Granine vrijednostipomaka
Dimenzije
Norme (parcijalnikoeficijenti)
Polazite za istraivake radove Geotehniki istraivaki radovi su formalno podloga
za geotehniko projektiranje, ali su ujedno i skup podataka na temelju kojih se opravdava i dokazuje konano geotehniko rjeenje iz ega slijedi da =>geotehniki istraivaki radovi su sastavni dio
geotehnikog projektiranja. Parametri materijala tla u geotehnici (moduli,
parametri vrstoe, koeficijenti propusnosti i sl.) nisupoznati unaprijed. Njih treba odrediti na temelju parametri vrstoe, koeficijenti propusnosti i sl.) nisupoznati unaprijed. Njih treba odrediti na temelju rezultata istraivakih radova, a prema postavljenom konstitucijskom modelu.
Konani cilj geotehnikih istraivakih radova je definiranje tzv. projektnog profila => to je prostorno rasprostiranje slojeva s karakteristinim vrijednostima mehanikih svojstava tla.
Sadraj
Regulativa eurokodovi
Istraivaki radovi
Prikaz rezultata ispitivanja Prikaz rezultata ispitivanja
to kae regulativa?Konstrukcijski Eurokodovi (Eurocodes) obuhvaaju
skupinu normi za konstruktorsko i geotehniko projektiranje graevina. One trebaju posluiti kao sredstvo da se dokae kako graevine udovoljavaju osnovnim zahtjevima. U nadlenosti su Povjerenstva Europske unije (CEN).
Eurokod 7 (za geotehniku) se sastoji od dva dijela:
regulativa
Eurokod 7 (za geotehniku) se sastoji od dva dijela: EN 1997-1: 2004, Geotehniko projektiranje Dio 1.
Opa pravila (izaao i kao British standard 1997-1:2004)
EN 1997-2 : 2007, Geotehniko projektiranje Dio 2. Terenska i laboratorijska ispitivanja
Eurokod 7, Dio 2.To je komplementarni dio uz Dio 1. Treba uspostaviti
vezu izmeu projektnih zahtjeva u Dijelu 1., poglavlje Geotehniki podaci i rezultata laboratorijskih i terenskih ispitivanja.
U njemu nisu normirana geotehnika ispitivanja jer je CEN osnovao Odbor za geotehnika istraivanja i ispitivanja (TC 341) s tim ciljem.
regulativa
CEN osnovao Odbor za geotehnika istraivanja i ispitivanja (TC 341) s tim ciljem.
Svrha ovog dijela je da se navedu kljuni zahtjevi za opremu i postupke ispitivanja, za izvjetavanje, interpretaciju i prikaz rezultata, a s ciljem odreivanja vrijednosti geotehnikih parametara za projektiranje.
Veza projektiranja (Dio 1.) i istraivakih radova (Dio 2. )
- granina stanja- geotehnike kategorije- parcijalni koeficijenti- karakteristine vrijednosti
u domeni EN 1997 - 1
>
>
regulativa
Koji tip ispitivanja odabrati?
izvedene vrijednostiparametara tla
in situ ispitivanja } zahtjevi laboratorijska ispit. }
obuhvaeno s ENV 1997 - 2 i 1997 - 3: PARAMETRI
preko korelacija
ili izravno
>
>
vrijednostiparametara
>
>
EN 1997-2 : 2007, dio 2. Terenska i laboratorijska ispitivanja
Kako odrediti projektne vrijednosti geotehnikih parametara?
Izvedena vrijednost geotehnikog parametra je veliina dobivena: teoretski, preko korelacije i empirijski. Slui da se odredi karakteristina vrijednost geotehnikog parametra.
Karakteristina vrijednost geotehnikog parametra je ujedno i njegova reprezentativna vrijednost.
regulativa
ujedno i njegova reprezentativna vrijednost. To je esto srednja vrijednost rezultata
ispitivanja na veem volumenu tla. Oekuje se da nee biti bitno razliita od
vrijednosti koja se tradicionalno uzima u veini projekata.
Projektna vrijednost se odreuje iz karakteristine (uz primjenu parcijalnih koeficijenata sigurnosti).
Istraivaki radovi mogu biti (EC 7/2): Prethodni:
Podaci o inenjerskogeolokim karakteristikama terena, o povrinskim i podzemnim vodama te o nekim geotehnikim svojstvima tla na temelju :
Inenjerskogeolokih i hidrogeolokih karata, aerofotogrametrijskih snimaka.
ispitivanja susjednih podruja => Rjeju: baza podataka!
Za projektiranje i gradnju:
regulativa
Za projektiranje i gradnju: geofiziki, in situ pokusi, buotine i/ili sondane jame za uzorkovanje, laboratorijska ispitivanja, Trebaju dati geotehnike parametre => u nastavku
Kontrolni:Tijekom gradnje i izvoenja radova na projektu, pregled iskopa, opaanja, provjere i dodatna ispitivanja da se ustanovi jesu li radovi u suglasju s onim to je predvieno ili narueno.
ISTRAIVAKI RADOVI ZA GRAEVNE JAME
=> KAKO ZAPOETI?
istraivaki radovi za projekt i gradnju
Istraivanja treba prilagoditi zadatku! Treba si postaviti pitanja, primjerice: Kako zadovoljiti gr. stanja: ULS i SLS? Kakva su stalna i pokretna optereenja? Je li mogu prodor vode (hidrauliki slom)? Kako e djelovati konsolidacija tla, uslijed snienja vode, na susjedne
objekte? .... i slina ...
Koji parametri materijala trebaju za ULS i SLS?
poetni modul, Eo
SLOM! parametri vrstoe => c i
povratni modul, Er
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
-dijagram odnosa naprez.-def.
- nelinearna veza ve za stanje uporabe => parametri prema modelu ponaanjaSuvremeni
razina radnih naprezanja
A
trajna deformacija
rast
ere
enje
Suvremenigeotehniki kompj.programi trae param. za modele ponaanja od malih deformacija do sloma.(PLAXIS, FLAC)
Ispitivanja za projektiranje i gradnjuLaboratorijska ispitivanja. Jedino se u laboratorijskim
uvjetima mogu jasno definirati odnosi naprezanja i deformacija, pa prema tome i odgovarajui parametri deformabilnosti i sloma uzorka:
edometarski pokus, Eoed troosni pokus, E i E , c i , te parametri za sloenije
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
troosni pokus, E0 i Es, c i , te parametri za sloenije modele (Cam-clay, soil hardening):
konsolidirani drenirani (CD)
konsolidirani nedrenirani (CU)
nekonsolidirani nedrenirani (UU), nedr. kohezija cu.
EdometarEdometar laboratorijski ureaj za ispitivanje deformabilnosti uzoraka tla
kapa uzorka
mikroura(mjeri pomak )
prsten koji spreavabonu deformaciju
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
uzorak
porozni kamen(omoguava jednoliko dreniranje uzorka)
Odreuje se Eoed, a po potrebi i k, koef. propusnosti
Edometarski Edometarski dijagramdijagram
ecr
e
eE o
z
oed
+=
=
)1(''
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
normalnokonsolidirano tlo prekonsolidirano tlo
e stupanj prekonsolidacije OCR = Pg
cr
rastereenje
cccr
g
cccr
g p
gumena membrana
kapa uzorka
klip
osno optereenje
ispusni ventil
menzura za V
mjerenje vertikalnogpomaka uzorka
Ureaj za troosni posmik za E i za c i istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
V
c
1
ventil (1) ventil (2)ventil (3)
poroznaploica
uzorakgumeni prsten
voda u eliji
menzura za V
manometar za u
V
c
1
c
c
B
f = ' t
g
3 3
1
1
= 45 + 2
Konsolidirani drenirani pokus (CD) za dobropropusne
materijale
istraivaki radovi
3 = '3
2
(d)f
1 = '1
2
(d)f
A1
Konsolidirani-nedrenirani pokus (CU)
f =c' +
' tg'
stanje efektivnihnaprezanja pri slomu trag ukupnih naprezanja
trag efektivnihnaprezanja
u
Kod slabopropus.mijenja porni tlak
u,ovisno o OCR-u, normalnokons. tlo
istraivaki radovi
'3f = 3 - u'3 = 'c
c
1f = 3 + - u'1f = 3 - u
pri slomu
poetno stanje naprezanja
trag ukupnih naprezanjaunormalnokons. tlo
Nekonsolidirani nedrenirani pokus (UU)
Neki put treba analizirati u totalnim napr. => nedr. vrstoa cu
f =c' +
' tg'
slom u pokusujednoosne vrstoe
'
kru. efekt. nap. pri slomu = 0
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
c'
Mohrovi krugovi (ukupnih naprezanja)
za UU pokus
cu
kru. efekt. nap. pri slomu
'3f
c1f1
= 0
q
'1f
Terenski istraivaki radovi:
geofizika ispitivanja,
mjerenja osobina tla in situ i
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
mjerenja osobina tla in situ i
buenja i vaenja uzoraka.
Geofizika ispitivanja- geoelektrina- seizmika
Geofizika ispitivanja - komentar: dobra za ustanovljavanje rasporeda i vrsta slojeva na veem
prostoru, pogotovo kada su slojevi bitno razliitih svojstava,
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
prostoru, pogotovo kada su slojevi bitno razliitih svojstava,
kvalitetnije podatke daju u kombinaciji s buotinama i drugim nainima ispitivanja,
u odnosu na druge vrste ispitivanja su bra i jeftinija, pa mogu pomoi pri planiranju ostalih ispitivanja,
treba ih interpretirati strunjak za takva ispitivanja te inenjerski geolog.
Geoelektrina ispitivanja
baterija mjerni most
naponska mjernaelektroda
strujna mjerna elektroda
polje elektrinihpotencijala
u tlu
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
Seizmika ispitivanja - vrste mehanikih valova u tlu
povrinski val
uzduni val
smjer kretanja vala
zgunjavanje i razrjeivanje u smjeru kretanja vala
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
popreni val smjer kretanja vala
zgunjavanje i razrjeivanje u smjeru kretanja vala
estice titraju okomito na smjer kretanja vala
Za projektiranje su posebno vane brzine posminih elast. valova, vs, jer se iz njih mogu odrediti poetni moduli tla.
Mjerenja brzina valova s povrine(refleksija, refrakcija i SASW)
udar
geofonipojaalo
smjer vala
raunalo
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
Iz vs, moemo odrediti, primjerice, modul
posmika:G = .vs2 ,
reflektirani val uprvom sloju
reflektirani val udrugom sloju
s
gdje je gustoa tla.
Mjerenje brzina valova izmeu buotina:Down-hole Cross-hole
osciloskop
okidainput
0,6 m
vertikalni impuls
elektriniokida
osciloskop
okidainput
smjer kretanja
mjera vertikalne brzine
vertikalni impuls
istraivaki radovi
0,6 m
injektirano
put v
alova
izvorvalova
plast. cijev
3-D mjerabrzinevalova
3-D mjera brzine
plast. cijev
injektirano
smjer kretanja valova
izvor valova
Mjerenje osobina tla in situ
statiki penetracijski pokus i
piezokon (oznaka, eng.: CPT i CPTU)
presiometarski pokus,
standardni penetracijski
pokus (SPP, eng. SPT),
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
pokus (SPP, eng. SPT),
terenska krilna sonda,
plosnati dilatometar, DMT i
mjerenja u podzemnoj vodi.
In situ mjerenja su relativno jeftinija u odnosu na buenje, vaenje uzoraka i njihovo ispitivanje u laboratoriju, ali nemaju dobro definirane rubne uvjete.
Statika penetracijska sonda - CPT
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
qc ... specifini otpor stoca,
- fs ... specifini otpor plata,
R1 ... jedinini koef..trenja:
fs / qc (za istu
dubinu).
Statika penetracijska sonda - CPT
Real-Time readings in computer screen
Penetration at 2 cm/s
Sand
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
Clay
Buried Crust
Clay
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
Odreivanje kuta
na temelju korelacija
iz rezultata CPT i DMT:iz rezultata CPT i DMT:
qc /vo... specifini otpor stoca/ vert. ef. naprezanje
Ko ... koef. stanja mirovanja,
Presiometarski pokus (Menardov presiometar)
bu
o
tin
aca
ipka
vodovi
PC
mje
na
volu
men
a p
res.
el
ije, V
zona I.poetno
optereenje
zona II.pseudo-
elastino ponaanje
zona III.plastino
ponaanje
p
V
V
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
isp
itna
dio
nic
pre
sio
me
tars
ka
so
nd
a
eksp
an
dir
aju
a
dio
nic
a
tlak u presiometarskoj eliji, p
pro
m
p0
V0
V
pVE o
+= )1(2
Youngov modul tla
Standardni penetracijski pokus, SPP ili SPT5
00 m
m
30
0 m
m
rasklopni cilindar
kuglica
rupe za zrak
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
50 mm
no
NCER
N = Nr
6060
Popravni koeficijenti za duljinu ipke i vertikalno naprezanje.U stvari, dobije se samo informacija o zbijenosti tla.
Krilna sonda - odreivanje nedr. kohezije tla, cu, na terenu,- veza s UU pokusom i jednoosnom vrstoom.
meko, prainasto-glinovito tlo
zakretni moment
RPV
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
poveanje nedrenirane vrstoe vlaenjem i suenjem
c raste s dubinom jer i efektivnanaprezanja odvlastite teinerastu s dubinom
kora
povrina
u tlu
od
vlas
tite
tei
ne
g
h
krilna sonda
krilca
d
f = cu
efek
tiv
krilca
ploha slomatla
32
273,0
3
2
d
M
dhd
Mcfvf =
+==
efek
tivna
nap
reza
nja
u
g' od z1
z
z1
z
cu od z1
Plosnati dilatometar (DMT)
utisna ipka
pneumatski ielektrini vodovi
ureaj za upravljanje i umjeravanje
tlana cijev
tlana boca
IDMT = (p1 - p0) / (p0 - u0),
KDMT = (p0 - u0) / 'v0,EDMT = 34,7 (p1 - p0).
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
dilatometar
uzemljenje elinamembrana
P0 P1
95mm
50m
m
elinamembrana
Mjerenja u podzemnoj vodi- podobnost sustava za mjerenja, ovisno o vremenu
njihova odziva i svrsi mjerenja.
uvjeti u temeljnomtlu
ljunak,krupan pijesak
sitan pijesak, krupanprah
sitan prah,glacijalni nanos,
glinaSvrha mjerenja
mjerenje razinepodzemne vode iliraspodjele pornogtlaka i njihovih
buotina za opaanje,otvorena cijevfiltar na vrhu cijevi
otvorena cijevfiltar na dnu cijevipiezometar(hidrauliki,
filtar na dnu cijevipiezometar(hidrauliki,pneumatski,
betonska brtva
cijev d=50 mm
nasip od prirunog materijala
bentonitna brtva
Casagrandeov piezometar (otvoreni sustav)
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
tlaka i njihovihkolebanja
(hidrauliki,pneumatski, elektrini)
pneumatski,elektrini)
mjerenje promjenapornog tlaka uslijednjegovih kolebanja,crpenja, iskopa,optereenja ilirastereenja, uinakazabijanja pilota, ili radipraenja npr. kosina
filtar na vrhu cijevipiezometar(hidrauliki,pneumatski, elektrini)
filtar na vrhu cijevipiezometar(hidrauliki,pneumatski, elektrini)
piezometar(hidrauliki,pneumatski,elektrini)
0,6
1+
2 m
0,6
filta
r
bentonitna brtva
saturirani pijesak
bentonitna brtva
ispuna
Treba obratiti panju - kod nas uobiajeni Casagrandeov piezometar zadovoljava samo kod dobropropusnih tala.
Buenje i vaenje uzoraka iz buotina
buai toranjsvrdla:
istraivaki radovi
Runo buenje
svrdlo
ipke (mogu se dodavati)
ulazi tlo
Buenje i vaenje uzoraka
pogonskimotor
pumpastezna glava
vitlo(dizalica)
kolotura
etverononitoranj
transmisija
uvodna kolona
isplani bazen
g l a v a s v e n t i l o m
e l i n i c i l i n d a r
istraivaki radovi za projektiranje i gradnju
motornagarnitura
uvodna kolona
buea ipka
isplaka
jezgrena cijev
dijamantna kruna
D u 2 , 5 m m
D n
D v
Tankostjeni cilindar za vaenje neporemeenih uzoraka
Upravljanje bazom podatakaprema normi ISO 9001
Geotechnical data management according to ISO 9001ISO 9001
(Matei i Kvasnika 2007)
Dijagram toka izradegeotehnikogizvjetaja(Matei i Kvasnika, 2007)
Skica baze podataka zauzorkeuzorke
{
444 3444 21
44 344 21methodIDcaseID
MMSSSBBYYCCCS__
Objanjenje tvorbe jedinstvenih oznaka
4444444 34444444 21
44444 344444 21
4444 34444 21
444 3444 21
testID
specimenID
labsampleIDsitesampleID
boreholeID
_
_
____
_
=
Prikaz rezultata ispitivanja prema EC7, BS EN 1997-1:2004
Geotehniki izvjetaj je elaborat u kojemu su prikazani rezultati svih istraivakih radova zajedno s ocjenom njihove valjanosti, a u skladu s pretpostavkama pri interpretaciji rezultata ispitivanja.
prikaz rezultata ispitivanja
pretpostavkama pri interpretaciji rezultata ispitivanja.
Geotehniki projektni izvjetaj mora sadravati: geotehniki izvjetaj, sve podatke, metode i rezultate prorauna za dokazivanje zahtjeva sigurnosti i uporabivosti. Investitor mora dobiti izvadak iz GPI-ja sa navedenim zahtjevima za opaanje i nadzor.
Rezime Geotehniki istraivaki radovi su (kao sastavni dio
geotehnikog projektiranja) usmjereni zadatak, jer njihovu provedbu treba uskladiti s: geolokom prirodom tla, raspoloivim postupcima i
metodama istraivanja, moguim i oekivanim rjeenjima temelja i zahvata te predvienim analizama u postupku projektiranja.
Svaka je lokacija sluaj za sebe, pa nema strogih pravila za Svaka je lokacija sluaj za sebe, pa nema strogih pravila za odabir naina istraivanja.
Eurokodovi 7 i 8, pri izboru parametara, upuuju ne samo na rezultate ispitivanja sa istraivane lokacije, ve trae da se u obzir uzme ire podruje. Pri tome u obzir treba uzeti geoloki sastav i odabrane parametre sa susjednih i srodnih podruja. (baza podataka!)
nasip
vrsta glina
0
-2
-10
dubina, m 0.8
ljunak
prednapeto sidro
0nadmor. vis. 119.6 m
prikaz rezultata ispitivanja1. Primjer: Poslovno-stambeni objekt, Iblerov trg (Ivi, T. 1997)
-15
ljunak
kruta glina-18
-23slobodna
duina
injektiranduina
dijafragma
Iblerov trg, Importanne galerija, Szavits-Nossan et al. (1999)
prikaz rezultata ispitivanja
U osnovnom skupu informacija o tlu obino su:
geoloki sastav i debljine slojeva te razine podzemne vode
rezultati klasifikacijskih ispitivanja -granulometrija, vlanost, jednoosna vrstoavrstoa
SPT i geofiz. mjerenja
parametri vrstoe i deformabilnosti te vodopropusnosti (iz laboratorija)
prikaz rezultata ispitivanjaRazvedeni geotehniki profil
geoloki sastav i debljine slojeva te razine podzemne vode
0 200 400 600qu (kPa)
0 20 40 60 80N (SPT)
0 200 400 600vs (m/s)
0 20 40 60 80100% frakcija
0 20 40 60 80w (%)
15
10
5
0
dub
ina
(m
)
prikaz rezultata ispitivanjaGran. sastav, vlanost, jednoosna vrstoa, SPP i vs
SPTaksijalna vrstoa
brzina posminih valova (down hole)brzina posminih valova (model)
nasipvrsta glinaljunakkruta glina
% glina% glina+prah+pijesakgranica plastinostiprirodna vlanostgranica teenja
30
25
20
Iblerov trg, Importanne galerija, Szavits-Nossan et al. (1999)
Rezultati troosnihispitivanja donje gline:
- CIU,
- prosj. vrijed. vrstoedonje gline u totalnim naprezanjima, povezane
prikaz rezultata ispitivanja
naprezanjima, povezanes ispit. s gr. jame na Starevievom trgu (desno)
naprezanje prekonsolidacije
prikaz rezultata ispitivanja
Literatura: Atkinson, J. H., Salfors, G. (1991). Experi-mental determination of stress-strain-time
characteristics in laboratory and in situ tests. Proc. Tenth Euro-pean Conf. Soil Mechanics and Foundation En-gi-neering. Rotterdam: Balkema. III: 915-956.
Burland, J.B. 1989. "Small is beautiful" - the stiffness of soils at small strains, Ninth Laurits Bjerrum Memorial Lecture. Ca-nadian Geotechnical Journal 26(4): 499-516.
Ivi, T. (1997). Terenski geotehniki istrani radovi, Seminar Sanacija temelja poddgrada objekata i izgradnja interpolacija. HUMTGI i HDGI.
Kvasnika, P., Zlatovi, S. i Matei, L. (1996). Rezultati ciklikih troosnih pokusa s kontroliranom deformacijom, za Geokon-Zagreb d.o.o., Graevinski fakultet.
Kvasnika, Predrag; Matei, Leo; Skrai, Sebastian. Izrada geotehnikih podloga Zagreba primjenom GIS-a. // Graevinar : asopis Hrvatskog drutva graevinskih inenjera. 50 (1998) , 1; 19-27
Mari, B., Kvasnika, P., Radaljac, D. & Mavar, L. (2001). "An example of a high soil nailed wall in plastic clayey soil". International Symposium on Earth Reinforcement, Kyushu University, Fukuoka, Japan., pp. 669-674.
Kvasnika, P & Matei, L. (2001). Geotechnical data base for the city of zagreb and its application in site response analyses // Proceedings of Fourth International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics / Prakash, application in site response analyses // Proceedings of Fourth International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics / Prakash, Shamsher (ur.).San Diego : University of MO-Rolla, 2001. 1-8
Matei, L. & Kvasnika, P. (2005). Performance Review and Safety Evaluation of the Botonega Reservoire and Dam/ Proceedings of 16th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Osaka.
Mihaljevi, I., Dai, G., Kvasnika, P. i Matei, L.. (2006) Design of a Retaining Structure for an Excavation Pit for the Construction of the VIPNET Underground Garage, Danubian-European Conference, Ljubljana (in print). Mulabdi, M. (2004). Hrvatska iskustva u primijeni in istu ispitivanja tla. Razprave IV posvetovanja slovenskih geotehnikov, Rogaka Slatina. pp 11-24.
Zlatovi, Sonja; Kvasnika, Predrag; Matei, Leo; Pavi, Branimir.Precizna mjerenja malih deformacija tla na Graevinskom fakultetu u Zagrebu Razprave drugega posvetovanja slovenskih geotehnikov - Rogla 96 / Logar, J, Majes, B. (ur.). Ljubljana : Slovensko geotehnino drutvo, 1996. 43-50.
http://www.cenorm.be/cenorm/businessdomains/technicalcommitteesworkshops/centechnicalcommittees/index.asp
Recommended