DIREKCIJA CESTA FEDERACIJE B&H

RS-FBiH/3CS - TEHNIKA SARADNJA U UPOTPUNJAVANJU I IZRADI TEHNIKIH SPECIFIKACIJA ZA PUTEVE

PROJEKTIRANJE MOSTOVA I KONSTRUKCIJA NA PUTEVIMA KNJIGA 2, DIO 2

PROJEKTANTSKA SMJERNICA 2.2.15

GRAVITACIONI POTPORNI ZIDOVI

Ljubljana, april 2005

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 2

UVOD Potporne konstrukcije su vani elementi savremenih saobraajnica, koji omoguavaju planiranje i graenje savremenih puteva i drugih infrastrukturnih objekata u zahtjevanim geomorfolokim uslovima i u uslovima urbaniziranih naselja i znaajno utiu na trokove graenja, brzinu graenja, saobraajnu sigurnost, trajnost i funkcionalnost kao i na prihvatanje planiranih intervencija u prostor sa vidika ekologije i uvanja okoline. Gravitacioni zidovi su najstariji prirodni geotehniki objekti, koji omoguavaju planiranje i graenje novih puteva te rekonstrukciju i zatitu postojeih puteva. Sadraj Smjernica za projektovanje 2.2.15 razdijeljen je u tri uvodna i osam sadrajnih poglavlja (kameni gravitacioni zidovi, betonski gravitacioni zidovi, AB gravitacioni zidovi, geostatika analiza gravitacionih zidova, odvodnjavanje i zatrpavanje zalea gravitacionih zidova, opti postupci izrade gravitacionih zidova, praenje, obezbijeenje kvaliteta i odravanje gravitacionih zidova. Kod izrade P.S 2.2.15 koritena su dugogodinja iskustva pri graenju i upotrebi gravitacionih zidova, savremena struna i teoretska znanja te vaei propisi i standardi sa podruja graevinarstva, kao i evropski podstandardi za podruje geotehnikog projektovanja. Sadraj smjernice je namjenjen za potrebe izgradnje novih i rekonstrukciju postojeih saobraajnica, sanaciju klizita, graenju hidrotehnikih i komunalnih objekata. U svom sadraju smjernice daju teorijska ishodita, praktine upute i konstruktivne karakteristike gravitacionih zidova koje ne ograniavaju upotrebu drugih koncepata i oblikovanja gravitacionih zidova.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 3

S A D R A J 1. PREDMET PROJEKTANTSKE SMJERNICE ..................................................................... 4 2. REFERENTNI NORMATIVI .................................................................................................. 4 3. ZNAENJE IZRAZA ........................................................................................................... 5 4. UVODNI DIO ....................................................................................................................... 6 4.1 Opredijeljenje, vrste i znaaj potpornih zidova ......................................................... 6 4.2 Geotehnika zahtjevnost ........................................................................................... 7 4.3 Podloge za projektovanje potpornih konstrukcija ...................................................... 8 5. PREPORUKE ZA PROJEKTOVANJE ................................................................................. 8 5.1 Ulazne pretpostavke za projektovanje ...................................................................... 8 5.2 Metode geotehnikog projektovanja ......................................................................... 9 5.3 Konstrukcijski principi kod projektovanja .................................................................. 10 5.4 Arhitektonsko oblikovanje potpornih konstrukcija ..................................................... 11 5.5 Preporuke za izbor tehnologije graenja .................................................................. 11 5.6 Projektovanje u seizmikim podrujima ................................................................... 12 6. KAMENI GRAVITACIONI ZIDOVI ...................................................................................... 12 6.1 Openito .................................................................................................................. 12

6.2 Konstruisanje kamenih gravitacionih zidova ............................................................. 13 6.3 Zahtjevi vezani na kvalitet materijala i osobina izvoenja ....................................... 14

7. BETONSKI GRAVITACIONI ZIDOVI ................................................................................... 16 7.1 Openito ................................................................................................................... 16 7.2 Konstruisanje betonskih gravitacionih zidova ........................................................ 16 7.3 Zahtjevi u pogledu kvaliteta materijala i osobina izgradnje betonskih gravitacionih zidova ............................................................................................... 19

8. ARMIRANO BETONSKI GRAVITACIONI ZIDOVI ........................................................... 21 8.1 Openito ................................................................................................................... 21 8.2 Konstruisanje AB gravitacionih zidova .................................................................... 25 8.3 Zahtjevi u pogledu kvaliteta materijala i osobine izvoenja AB

gravitacionih zidova ............................................................................................... 26 9. GEOSTATIKA ANALIZA GRAVITACIONIH ZIDOVA .................................................... 27 9.1 Granina stanja nosivosti ....................................................................................... 27 9.2 Postupak dokazivanja graninih stanja nosivosti ................................................... 28 9.3 Pritisci tla ............................................................................................................. 30 10. ODVODNJAVANJE I ZASIPANJE ZALEA GRAVITACIONIH ZIDOVA ....................... 34 10.1 Odvodnjavanje voda zalea .................................................................................. 34 10.2 Odvodnjavanje povrinskih voda ........................................................................... 37 10.3 Zasipi iza zalea ................................................................................................... 38 10.4 elno zasipavanje i uvanje ................................................................................... 40 11. OPTI POSTUPCI IZRADE GRAVITACIONIH ZIDOVA .................................................... 40 12. PRAENJE, OBEZBJEENJE KVALITETA I ODRAVANJE GRAVITACIONIH ZIDOVA ................................................................................................ 42

12.1 Praenje i obezbjeenje kvaliteta u toku graenja ................................................ 42 12.2 Odravanje gravitacionih zidova ............................................................................ 43 12.3 Radovi na odravanju ............................................................................................ 46

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 4

1. PREDMET PROJEKTANTSKE SMJERNICE PROJEKTANTSKE SMJERNICA 2.2.15 GRAVITA-CIONI ZIDOVI opredeljuju konstrukcije, koje sa svojom konstruktivnom zasnovom prenose zalene pritiske zemlje na temeljna tla. Osnovna namjena smjernice je davanje upustava za izbor pravilnog oblika i vrste konstrukcije koja svoju osnovnu funkciju, za stabiliziranje zalenih pritisaka, obavlja po principu gravitacionog odpora. Smjernica daje uslove za upotrebu gravitacionih zidova iz razliitih materijala kod kojih se moe govoriti o homogenom presjeku, te geometrijske parametre sa kojima se ograniava duina, visina i drugi konstrukcijski elementi. Navedeni su i osnovni principi statike analize i armiranja gravitacionih zidova. Kod izvoenja su gravitacioni zidovi zahtjevne konstrukcije. Odluku o njihovoj upotrebi treba donijeti u prvoj fazi projekta puta i putnih objekata. Izbor i obrazloenje izbora gravitacionih zidova, koja je donesena na osnovu odgovarajuih podloga, je plod saradnje projektanta puta, geomehaniara i projektanta ininjerskih konstrukcija. Kameni nabaaji, kate i gabioni su po prirodi gravitacione konstrukcije, ali nisu obraeni u smjernici, poto kod njih ne moemo govoriti o homogenom presjeku. U smjernici nisu obraene razne vrste kamenih obloga, koje se izvode za zatitu kosina (pol kosine, zatita dna i kosina na eroziju u obliku suhih obloga). Oblikovanje ograde i ivinih vijenaca koje su, radi vee preglednosti, prikazane kroz primjere potpornih gravitacionih zidova su predmet posebnih PROJEKTANTSKE SMJERNICA (P.S. 2.2.2 i P.S. 2.2.3). 2. REFERENTNI NORMATIVI

Projektovanje, graenje i odravanje potpornih konstrukcija zasniva se na odredbama propisa, standarda i smjernica. Kod graenja potpornih konstrukcija potrebno je uzeti u obzir slijedee grupe propisa:

- u cjelosti propise iz oblasti graevinarstva i graenja,

- propise za projektovanje, graenje, eksploataciju i odravanje puteva

Za uticaje saobraajnih optereenja primjenjuju se propisi za optereenje mostova na putevima. Propise za materijale i dokazivanje pouzdanosti geotehnikih sidra.

Za podruje materijala, dokazivanje pouzdanosti i konstruisanje potpornih konstrukcija, vae slijedei pravilnici i standardi iz nekadanje zajednike drave SFRJ:

Pravilnik o tehnikim normativima za temeljenje graevinskih objekata, Sl. list SFRJ, br. 15-295/90.

Pravilnik o tehnikim normativima za beton i armirani beton, pripremljen sa prirodnim ili umjetnim lakoagregatnim punjenjem, Sl. Llist SFRJ, br. 15-296/90.

Pravilnik o jugoslovenskim standardima za osnove projektovanja graevinskih konstrukcija, Sl. list SFRJ, br. 49-069/98,

Pravilnik o tehnikim normativima za beton i armirani beton u objektima ispostavljenih djelovanju agresivnih medija, Sl. list SFRJ, t. 18/92.

Namjena PROJEKTANTSKE SMJERNICA prestavlja, izmeu stalog, razumjevanje i upotrebu odredbi evropskih normi, koji su u vezi sa gravitacionim zidovima.

- EN 1990.2002 EUROCODE Osnove projektovanja konstrukcija

- prEN 1991 Eurocode Uticaji na konstrukcije

- prEN 1992 Eurocode 2 Projektovanje betonskih konstrukcija

- pr EN 1997 Eurocode 7 Geotehniko projektovanje

- prEN 1998 Eurocode 8 Projektovanje potresno sigurnih konstrukcija

Evropske norme prEN su jo u fazi dopunjavnaja, ispitivanja i potvrivanja.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 5

3. ZNAENJE IZRAZA Gravitacioni zid je konstrukcija, koja sa svojom masom i sudjelujoom masom zemlje obezbijeuje sigurnost (stabilnost) konstrukcije. Kameni zatitni zid je konstrukcija iz kamenih blokova nepravilnih oblika meusobno sa betonom povezani u homogenu cjelinu, koja sa svojom oblikovnom i gravitacionom zasnovom prenosi pritiske zalea zemlje i korisna optereenja na temeljna tla.

Armirano betonski gravitacioni zid je konstrukcija iz betona sa armaturom, koji sa svojom oblikovnom i gravitacionom zasnovom i masom sudjelujue zemlje, prenosi pritiske zalea zemlje i korisna optereenja iznad njega na temeljna tla.

Potporni zid je konstrukcija koja osigurava padine, ukope i nasipe saobraajnica, koji sa svojom oblikovnom i gravitacionom zasnovom prenose pritiske zalea zemlje i korisna optereenja nad njim na temeljna tla.

Temeljna tla prestavljaju kamenita, ljunkovita ili zemljana tla na koja se prenose optereenja zida.

Zalena zemlja (tla zalea) je intaktni naziv za kame ili zemljane materijale, koji se u toku graenja osipa i po potrebi podupire odnosno titi.

Zaleni (brdski) zasip prestavlja zemlju, koja se nakon izgradnje ili u toku graenja ugrauje na zalenoj strani zida.

Dolinski (elni) zasip prestavlja zemljani materijal, koji se nakon graenja ili u toku graenja ugrauje na eonoj strani zida.

Zalena (brdska) strana je prostor na brdskoj strani potpore ili potporne konstrukcije.

Trup zida je vertikalni nosivi element preko koga se zaleni pritisci zemlje prenose preko temelja na temeljna tla.

Dolinska (elna) strana je vidna strana zida.

Zalena (brdska) strana je povrina zida na brdskoj strani, koju zid titi od ruenja.

Dolinska (elna) temeljna peta je sa elne strane produeni dio temelja.

Zalena (hribinska) temeljna peta je sa zalene strane produeni dio temelja.

Zalena (hribinska) konzola je produeni konstruktivni element na zalenoj strani, koji slui za dodatnu stabilnost zida.

Dolinska (elna) konzola je sa elne strane produen element, koji se izvodi u gornjoj polovici elne strane, koji zbog poloaja ne poveava stabilnost zida.

Rebro (kontrafor) je element, koji je okomito vezan sa elne ili zalene strane na zid i ima statiku funkciju za poboljanje stabilnosti,

Kruna glava je zavrni gornji dio zida.

Visina zida je odstojanje izmeu najvie take na kruni i najnie take u dnu temelja.

Visina trupa zida je rastojanje izmeu najvie gornje kote temelja i krune zida.

Debljina zida je odstojanje izmeu elne i zalene strane zida.

irina temelja je odstojanje izmeu krajnje elne i zalene take temeljne plohe.

Visina temelja je odstojanje izmeu gornje i donje plohe temelja.

Nagib temelja je ugao, koga obrazuje linija temeljne plohe sa horizontalom. Nagib zida je ugao izmeu elne ili zalene plohe i vertikale zida. Dubina temelja je odstojanje izmeu najvie kote dna temelja i najnie kote terena iznad nje.

Kampada je duina potpornog dijela zida izmeu dvije dilatacije.

Konzolni prepust je rairenje krune potpornog zida na elni ili zaleni strani i slui za potrebe oslanjanja i privrenja rubnog vijenca, hodnika i ograde.

Slabo nosiva tla su tla kod kojih su dozvoljene nosivosti ispod 200 kPa.

Srednje nosiva tla su tla kod kojih su dozvoljene nosivosti izmeu 200 i 400 kPa.

Dobro nosiva tla su tla kod kojih su dozvoljene nosivosti vee od 400 kPa.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 6

Koherentna vezljiva tla su materijali granulacije do 0,06 (zrna se ne vide prostim okom). U ovu grupu spadaju praina, glina i organska tla. Osnova za klasifikaciju je granica teenja i indeks plastinosti, kod organskih materijala jo boja i miris.

Nekoherentna, nevezljiva tla su tla sa granulacijom preko 0,06 mm. U ovu grupu spadaju isti ljunak, isti pijesak te pijesak i ljunak sa glinastim vezivom. Osnova za klasifikaciju je granulometrijski sastav.

4. UVODNI DIO

U podporne konstrukcije uvrtavaju se svi tipovi konstrukcija, koja podupiru tla, brdske i druge materijale ili zadravaju vodu.

Materijal (tlo, stijena) je poduprt ako je formiran u strmijim nagibima od nagiba kod kojih moe samostalno stajati. 4.1 Opredjelenje, vrste i znaaj potpornih

konstrukcija U pogledu namjere, materijala, mehanskih osobina i njihove funkcije u prostoru te tehnologije, razlikujemo slijedee vrste potpornih konstrukcija: u pogledu perioda eksploatacije razlikujemo

trajne odnosno privremene potporne konstrukcije,

u pogledu materijala poznamo: betonske, kamene, eline, drvene i kombinovane,

u pogledu poloaja uz saobraajnice razlikujemo potporne konstrukcije, koje podupiru saobraajnice odnosno padinu iznad saobraajnice,

u pogledu mehanike krutosti razlikujemo krute i deformobilne potporne konstrukcije. Pojam krutosti potpornih konstrukcija je relativan, a izraava ga omjer izmeu deformacije tla i deformacije potporne konstrukcije;

u pogledu funkcije u prostoru razlikujemo odnosno razdvajamo izmeu konstrukcije za zadravanje voda i podupiranje tla i brdskih padina;

u pogledu tehnologije izvoenja razlikujemo: potporne konstrukcije izraene u otvorenoj graevinskoj jami, potporne konstrukcije izraene u tlu sa iskopima po kampadama, potporne konstrukcije graene sa povrine tla u zatienim iskopima, graenje u graevinskoj jami sa zatitom

kosina te graenje od gore prema dole po kampadama po visini i duini.

Kod projektovanja potrebnih mjera pri izgradnji puteva razlikujemo dvije glavne grupe potpornih konstrukcija i to za podupiranje padina i kosina. 4.1.1 Gravitacione potporne konstrukcije Ovu grupu sainjavaju masivni potporni zidovi izgraeni od lomljenog kamena, nearmiranog ili armiranog betona. Za stabilnost masivnih potpornih konstrukcija najvaniji je otpor tla na temeljnoj plohi, meutim, kada se radi o otporu na bonim plohama, on je manje izraajan radi ega ga u analizama uopte ne uzimamo u obzir. Ove potporne konstrukcije su ravnomjernog poprenog presjeka, a mogu biti lokalno ojaane sa rebrima u podunom ili poprenom pravcu konstrukcije. Vlastita teina konstrukcije, u nekim sluajevima zajedno sa teinom zalenog tla te trenje izmeu tla i konstrukcije u estim sluajevima doprinose sigurnijoj stabilnosti konstrukcije. Tipine masivne potporne konstrukcije su: masivni plitko temeljeni kameni, betonski i AB potporni zidovi ravnomjernih ili promjenljivih debljina. Znaaj masivnosti ovakvim potpornim konstrukcijama daje krutost konstrukcije te dio tla iza nje. 4.1.2 Sidrane potporne konstrukcije Sidrani zidovi i zidovi od ipova detaljnine su obraeni u smjernici P.S 2.2.16. Potporne konstrukcije ukljetene u tla prestavljaju relativno tanki zidovi iz armiranog betona ravnomjerne ili promjenljive debljine, elini ili drveni zagatni zidovi, zidovi na ipovima, AB slopovi, zidovi graeni po tehnologiji od gore prema dole. Ove konstrukcije mogu biti sidrane, ojaane sa razuporama ili samo ukljetene u temeljna tla. Za njihovo opredeljenje bistveno utie otpor tla na bonim plohama i geotehnika sidra za obezbijeenje potrebne stabilnosti. Ove konstrukcije nemaju izrazite temeljne plohe, dok krutost na savijanje igra najznaajniju ulogu kod ispunjavanja pouzdanosti ovakvih potpornih konstrukcija.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 7

Vlastita teina ovakvih konstrukcija nema veliki znaaj radi ega je u geomehanikim analizama ne uzimamo u obzir. 4.2 Geotehnika zahtjevnost Kategorija geotehnike zahtjevnosti je znaajna za odreivanje obsega potrebnih istraivanja, ocjenu prikladnosti konstrukcije i predviene tehnologije izvoenja, procjenu trokova, izbor odgovarajuih projektanata i izvoaa potpornih konstrukcija. Ova zahtjevnost zavisi od stepena rizika pri izvoenju radova, vrste tla te potencijalno moguih posljedica, moguih greaka kod projektovanja i izvoenja u smislu ugroavanja okoline i objekata u uticajnom podruju kao i na pouzdanost izgraenih konstrukcija. Kategorija geotehnike zahtijevnosti mora se odrediti prije poetka projektovanja. U slijedeim fazama investiranog procesa moe se promijeniti najvie za jednu kategoriju. Uz potivanje odredbi nekih standarda i praktinih iskustava, uvedene su tri kategorije geotehnike zahtijevnosti: 4.2.1 Geotehnika kategorija 1 U prvu geotehniku kategoriju ubrajaju se male i jednostavne potporne konstrukcije ukupne visine do 3,0 m, ali samo u primjerima kada potporni odnosno planirani iskopi za izradu temeljenja ne ugroavaju stabilnost u smislu dodatnih deformacija i prekoraenja graninih stanja susjednih objekata, infrastrukture, pojave globalne nestabilnosti padine itd. Kategorizacija potpornih konstrukcija u prvu kategoriju dozvoljava se samo kada za stvarna temeljna tla postoje dokumentovana iskustva, koja dokazuju da su potrebni postupci za projektovanje i izvoenje predvienih radova toliko jednostavni da se dozvoljava upotreba iskustvenih metoda. Nedokumentovana iskustva, koja su se prikupila od izgraenih objekata u blinjoj okolini ne mogu se uzeti u obzir. Za projektovanje takvih potpornih konstrukcija dovoljni su iskustveni postupci. Ocjena geolokogeotehnikih uslova i materijalnih osobina moe se izvriti prije projektovanja na osnovu uporeivih iskustava, obilaska terena itd. U ovu kategoriju ne mogu se uvrstiti potporne konstrukcije koje slue za poboljanje stabilnosti aktivnih, mirujuih i potencijalnih klizita.

4.2.2 Geotenika kategorija 2 U drugu geotehniku kategoriju ubrajaju se potporne konstrukcije kod kojih nisu prisutni veliki rizici, izuzetno veliki i zahtjevni geotehniki uslovi i primjeri optereenja. Potporne konstrukcije uvrtane u ovu kategoriju zahtijevaju tanost u prikupljanju kvalitativnih i kvantitativnih geotehnikih podataka i rezultata geotehnikih analiza za ispunjavanje osnovnih kriterija sigurnosti i pouzdanosti, dok se za laboratorijska ispitivanja, projektovanje i izvoenje radova mogu upotrebiti standardi i iskustvene metode. Za uvrtavanje potpornih konstrukcija u viu geotehniku kategoriju veinom su presudni geotehniki, a ne konstrukcijski razlozi. U ovu kategoriju ubrajaju se uobiajene potporne konstrukcije visine do 10 m sa sidrima ili bez njih na ravninskim ili padinskim lokaciijama bez izrazitih diskontinuiteta na kojima nema aktivnih, mirujuih, fosilnih i potencijalnih klizita veih dimenzija i dubina iznad 5 m. Za dokazivanje stabilnosti i graninih stanja upotrebljavaju se odgovarajui standardni postupci i raunski programi. 4.2.3 Geotehnika kategorija 3 U geotehniko najzahtjevniju kategoriju potpornih konstrukcija spadaju projekti, koji prestavljaju objekte sa izrazito velikim rizikom i posebnim zahtjevima. Ova kategorija najee se primjenjuje u izrazito tekim terenskim i geoloko-geomehanikim prilikama i/ili velikim seizmikim optereenjima. Kod rasporeivanja potpornih konstrukcija u ovu kategoriju mora se uzeti u obzir: - rizike povezane sa velikom ugroenou

sigurnosti ljudi i ivota, - rizike povezane sa jako velikim privrednim

posljedicama, - pritine rizike radi smanjenja pouzdanosti

geoloko-geomehanikih projektnih podataka,

- velike rizike koji su povezani sa pouzdanou projektnog rjeenja kada pouzdanost konstrukcije zavisi od djelovanja drenanih sistema, kada se pouzdanost rjeenja ne moe u potpunosti dokazati sa geomehanikim analizama i proraunima,

- rizike radi izrazitog stepena seizmike ugroenosti.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 8

U koliko postoji vjerovatnoa ugroenosti ljudskih ivota ili ekonomskih posledica koje bi uticale na privredu drave onda i ovi rizici uvrtavaju potporne konstrukcije u 3. kategoriju zahtjevnosti. U poreenju sa 1. i 2. kategorijom, objekti iz 3. kategorije se razlikuju po obimu, kvalitetu i kvantitetu ispitivanja te po primijenjenim metodama za geotehnike analize kao to su nelinearne i vremenski zavisne raunske modele, eksperimentalne metode ispitivanja probnim optereenjima te sa osmatranim nainom izgradnje sa sprovoenjem unaprijed planiranih mjera. Obim i nain izvoenja terenskih i laboratorijskih ispitivanja i analiza po pravilu prevazilazi kvalitetno i kvantitativno standardne postupke. Kod svih potpornih konstrukcija, koja su ukljuena u najviu kategoriju geotehnike zahtjevnosti treba organizovati praenje (monitoring) potporne konstrukcije i tla u uticajnom podruju u toku i nakon zavretka radova. 4.3 Podloge za projektovanje potpornih

konstrukcija Geotehniko projektovanje potpornih konstrukcija sadri ove projektne aktivnosti: koncept stabilnosnog problema, studiju odgovarajuih projektnih rjeenja, prikupljanje potrebnih podataka, geomehanike analize, izradu, kontrolu i ovjeravanje nacrta, praenje izgradnje i izgraenog objekta u eksploataciji. Kod projektovanja saobraajnica obino se pojavljuju problemi sa obezbjeenjem ogranienih intervencija u prostor, nagibima kosina i dubina ukopavanja koji su povezani sa procijenjenim geomehanikim karakteristikama padina, pravi razlozi za prouavanje opravdanosti izgradnje potpornih konstrukcija. Osnovu za projektovanje potpornih konstrukcija, slino kao i kod mostova, prestavlja cjelina geodetskih, geoloko-geomehanikih, hidrolokih, seizmolokih, vodoprivrednih, putnih, saobraajnih, meteorolokih, prostorskih i urbanistikih podataka lokacije za itavo uticajno podruje obraivanog objekta. Za projektovanje potpornih kosntrukcija posebno su vane geoloko-geomehanike podloge koje e biti obraene u posebnim smjernicama. Prije projektovanja investitor mora pripremiti projektni zadatak u kome su navedeni

razpoloivi podaci, geotehnike kategorije, podaci koje mora pribaviti projektant i drugi uslovi za projektovanje i izradu potporne konstrukcije. Prikladnost, pouzdanost i ekonominost projektnog rjeenja neposredno zavisi od znanja, iskustva i osposobljenosti projektanta, tanosti i razumjevanja terenskih podataka, koje mogu pribaviti samo ovlateni strunjaci za pojedina podruja u stalnoj saradnji sa projektantom, koji mora imati odreeno znanje i iskustva iz svih gore navedenih inter-disciplinarnih podruja sa naglaskom na geologiju, geomehaniku i graevinske konstrukcije. 5. PREPORUKE ZA PROJEKTOVANJE 5.1 Ulazne pretpostavke za projektovanje Kod projektovanja potpornih konstrukcija moraju naruilac i projektant obezbijediti ispunjavanje slijedeih uslova za projektovanje: Projektni podaci sa podruja geotehnike,

geodezije, hidrogeologije i seizmologije moraju se pribaviti, dokumenovati i interpretirati uz potovanje vaeih propisa i standarda.

Osnovni dokumenti, koji slue kao osnova za projektovanje potpornih konstrukcija su projektni zadatak, geoloko-geomehanski izvjetaj ili dokumentovana uporeenja iskustva sa tano navedenim propisima i standardima, koji su se primijenili kod interpretacija podataka uz navoenje odgovornih osoba.

Potporne konstrukcije mogu projektovati samo ovlateni ininjeri sa iskustvom na podroju geotehnikog projektovanja.

Kod pripremanja i izrade potrebnih osnova za projektovanje potrebna je stalna saradnja izmeu projektanata i izvoaa potpornih konstrukcija.

Na gradilitu i bazama za proizvodnju treba organizovati nadzor i slubu za kontrolu i praenje kvaliteta.

Sve radove treba izvoditi prema pripadajuim standardima i pismenim upustvima strunjaka sa odgovarajuim znanjem i iskustvom.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 9

Dozvoljava se upotreba samo atestiranih materijala i poluproizvoda.

Potpornu konstrukciju treba pravilno odravati.

Konstrukcija e sluiti samo namjerama koje su predviene projektnim zadatkom.

Nacrt gravitacionih zidova mora sadrati odgovarajuu situaciju i visinski prikaz konstrukcije u mjerilima, koji obezbijeuju preglednost i cjelovitost obraivane konstrukcije. Minimalan grafiki obseg je situacija konstrukcije poduni i popreni presjeci za razliite visine zida te odgovarajui prikaz konstruktivnih detalja. Iz nabrojanih crtea moraju biti vidne sve dimenzije, koje su izvoau potrebne za iskolavanje i graenje projektovane konstrukcije. U tekstualnom dijelu treba navesti razloge za izbor konstrukcije, osnove za oblik odnosno zasnivanje konstrukcije, osnovne geoloke karakteristike terena na kojem je predviena izgradnja. Projektant treba da dostavi sve podatke za izgradnju konstrukcije, koja je razraena u grafikim prilozima i eventualna upozorenja koja izvoa moga potovati u toku graenja. 5.2 Metode geotehnikog projektovanja

U geotehnikoj praksi mogu se, pri projektovanju potpornih konstrukcija u skladu sa odredbama Eurocode 7 Geotehniko projektovanje, upotrijebiti etiri metode geotehikog projektovanja:

metoda geomehanikih analiza, metoda propisanih intervencija, metoda probnih optereenja i modelskih

ispitivanja, metoda prateeg projektovanja. Kod dokazivanja razliitih stanja za pojedinane konstruktivne elemente dozvoljeno je kombinovanje razliitih metoda geotehnikog projektovanja. 5.2.1 Metoda geomehanikih analiza Na osnovu prorauna sa upotrebom relativno jednostavnih mehanikih modela treba pri projektovanju dokazati, da sva granina stanja koja mogu nepovoljno utjecati na nosivost, trajnost i upotrebljivost potporne konstrukcije, ne budu prekoraena.

5.2.2 Metoda propisanih intervencija Kod potpornih konstrukcija 1. geotehnike kategorije, za sluaj da ne postoje sigurni fizikalni modeli graninih stanja, a raunski dokaz pouzdanosti nije obavezan, moe se, na osnovu iskustava, dokazivanja pojedinih graninih stanja nadomjestiti sa izvoenjem tano navedenih intervencija u koje spadaju projektni detalji, tehnike smjernice, kontrola upotrebljenih materijala, opisi naina izvoenja radova, zatita konstrukcije i odravanja. Kod ovakvog naina geotehnikog projektovanja mora projektant raspolagati sa dokumentovanim lokalnim iskustvima, koji su sastavni dio projektne dokumentacije. Uporedljivost geotehnikih uslova graenja na podruju projektovane potporne konstrukcije mora se dokazati sa rezultatima geotehnikih ispitivanja. Metoda projektovanja sa propisanim mjerama esto se upotrebljava kod izvoenja povrinskih zatita padina i potpornih konstrukcija visine do 3 m u poznatim geotehnikim uslovima. 5.2.3 Metoda probnih optereenja i

modelskih ispitivanja Probna optereenja i modelska ispitivanja za dokazivanje ispunjavanja projektnih pret-postavki potporne konstrukcije mogu se izvesti na dijelu stvarne konstrukcije ili na modelima u prirodnom stanju ili smanjenim modelima. Rezultati probnih optereenja i eksperi-mentalnih ispitivanja na modelima mogu se upotrijebiti za potvrivanje projektnih pretpostavki i izvedenih projekata potpornih konstrukcija samo ako su uzete u obzir slijedee uticajne razlike: razlika u optim uslovima tla (zbijenost,

poetni naponi, vlanost itd.) kod probnih optereenja i kod izvoenja ispitivanja u prirodi;

uticaji vremena posebno u primjerima kod kojih je trajanje probnih optereenja i ispitivanja na modelima mnogo krae od trajanja optereenja stvarne konstrukcije;

posebnu panju treba posvetiti mjerilima modela i njihovim uticajima posebno kada su upotrebljeni mali modeli.

U ovu kategoriju projektovanja ubrajamo odreene nosivosti i poputanja geotehnikih sidara, puzanja sidara, nosivosti i deformacije ipova itd.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 10

5.2.4 Metoda prateeg projektovanja Poto je u jako tekim geotehnikim uslovima izgradnje potpornih konstrukcija, kod kojih je u poetku izraena nestabilnost kosine (padine) i uticaji podzemne vode, ne mogu se pretpostaviti ponaanja potpornih konstrukcija sa vidika graninih stanja nosivosti i graninih stanja upotrebljivosti. U veini takvih primjera korisno je upotrijebiti metodu prateeg projektovanja. Bistveni elemenat ovakvog projektovanja je unaprijed planirano praenje potporne konstrukcije i uticajnog podruja tla u toku graenja (projektovanje po monitoring metodi). Ovakvu metodu po pravilu upotrebljavamo kod geotehniki najzahtevnijih objekata. Kod projektovanja potpornih konstrukcija po monitoring metodi potrebno je predvidjeti mogunost naknadnih ojaanja. Sa projektnom dokumentacijom, prije poetka graenja, treba ispuniti slijedee uslove: U okviru realnih mogunosti treba, sa geomehanikim analizama, dokazati granice prihvatljivog ponaanja konstrukcije. Kod potpornih konstrukcija su granice prihvatljivog ponaanja odreene sa dozvoljenim apsolutnim i relativnim pomjeranjima tla i konstrukcije sa jo uvijek prihvatljivim optereenjima presjeka konstrukcije i irine pukotina.

Kao sastavni dio izvoakog projekta mora biti izraen taan nacrt praenja (monitoringa) poto treba predvidjeti praenje i mjerenja svih parametara koji osiguravaju upotrebljivost sposobnost konstrukcije za obavljanje projektom predviene funkcije. Sa rezultatima praenja odnosno mjerenjima treba odrediti stvarno ponaanje konstrukcije u onim poetnim fazama graenja u kojima jo postoji mogunost sprovoenja, da sa dodatnim mjerama obezbijedimo ponaanje konstrukcije u skladu sa predvianjima iz projektne dokumentacije. Kod projektovanja treba unaprijed izraditi nacrte mjera koje se, u toku graenja mogu sprovesti odmah nakon saznanja ponaanja konstrukcije, koja su dobivena sa mjerenjima i izlaze iz okvira projektom predvienih granica. U uobiajene dodatne mjere kod potpornih konstrukcija ubrajamo: privremena i trajna geomehanika sidra, dodatno opiranje ili razupiranje, izradu dodatnih nasipa ili rastereenja konstrukcije, dodatne drenane

intervencije, injektiranje zalea, vertikalni ipovi itd. 5.3 Konstrukcijski principi kod

projektovanja

Pri projektovanju potpornih konstrukcija treba primijeniti slijedee temeljne konstrukcijske principe:

Sve potporne konstrukcije moraju se zasnovati i konstruisati tako da e, pri primjeni normalnih uslova graenja, nadzora i obezbijeenja kvaliteta i odravanja, biti ekonomine i sposobne vriti funkciju predvienu sa projektnim zadatkom.

U cilju garantovanja ekonominosti, potpornih konstrukcija potrebno ih je konstruisati tako da ne prekorae granino stanje nosivosti i u ekstremnim okolnostima (100 godinja voda, poplave, kvarovi drenanih sistema itd.). Za granino stanje sa manjim poslijedicama (granina stanja upotrebljivosti) dozvoljava se primjena samo najneugodnijih uticaja u normalnim uslovima eksploatacije (20 godinje podzemne i povrinske vode, rad drenanih sistema uz redovno odravanje itd.).

Potporne konstrukcije treba konstruisati tako da posljedice nepredvienih dogaanja budu srazmjerne sa njihovim uzrokom. Zato treba izbjegavati, pri projektiranju potpornih konstrukcija, krte materijale kao to su nearmirani beton, jako zbijeni ljunkoviti materijali, sa cementom stabilizirana tla itd.);

Kod zasnivanja potpornih konstrukcija treba izbjegavati konstrukcijske sisteme koji mogu, pri promjeni optereenja, u hipu promijeniti svoje kinematike osobine odnosno stabilnost bez prethodnog upozorenja sa poveanjem pomjeranja, deformacija, pukotina, jer bi se lako i brzo poruile;

Konstrucije treba zasnivati i projektovati tako, da se omogui to bolje i jednostavnije izvoenje i odravanje.

5.4 Arhitektonsko oblikovanje potpornih

konstrucija Kod veih samostalnih konstrukcija i arhitektonsko oblikovanje i ukljuivanje u

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 11

prirodni i urbani prostor prestavlja znaajnu fazu projektovanja. Iz toga razloga treba, kod potpornih konstrukcija, koje zahtijevaju velike intervencije u prostor, u projektnu grupu ukljuiti i struno lice za arhitektonsko i prostorsko oblikovanje. Za podruje arhitektonskog oblikovanja odgovorni su projektant trase, odgovorni projektant potporne konstrukcije i odgovorna osoba za arhitektonsko oblikovanje. 5.5. Preporuke za izbor tehnologije graenja

Sa geotehnikog stajalita su tehnologije izvoenja potpornih konstrukcija opredjeljenje u pogledu redoslijeda faza graenja, te naina obezbijeenja potrebne stabilnosti iskopa i izrade drenanih sistema odnosno zasipa iza njih.

Izbor optimalne tehnologije zavisi prije svega od globalne stabilnosti uticajnog podruja potporne konstrukcije, osjetljivosti objekata koji su locirani u uticajnom podruju, stabilnosti privremenih lokalnih iskopa, trokova graenja, raspoloive opreme potencijalnih izvoaa te rokova za izgradnju.

Razlikujemo slijedee tehnologije izvoenja:

- Globalno temeljenje potporne konstrukcije, koja se preteno gradi sa povrine postojeeg terena. Konstrukcije mogu biti sidrane ili nesidrane. Predviene intervencije u prostor (iskopi) i potrebna ojaanja (sidra) izvode se postepeno po pojedinanim fazama izgradnje. U tu grupu ubrajamo: zidove od buenih ipova, dijafragme, jet grouting potporne konstrukcije.

Potporne konstrukcije izgraene u otvorenim, meusobno odvojenim kratkim zasijecanjima koji su rasporeeni u razliitim nivojima po visini (kampade), gdje sa sidranjem obezbijeeni i ve izgraeni segmenti garantuju potrebnu stabilnost iskopa za slijedee faze. U tu grupu ubrajamo: sidrane kontinuirane potporne zidove izgraene po tehnologiji od gore prema dole, sidrane AB grede odnosno brane za trajno uvanje odnosno privremeno podupiranje dubokih iskopa graevinskih jama kod izgradnje potpornih konstrukcija, pokrivenih ukopa itd.

- Plitko temeljene potporne konstrukcije su potporni zidovi iz kamena, betona ili AB izgraeni u uobiajenim po duini rasporeenim kampadama duine 3 do 6 m. AB potporni zidovi mogu biti i sidrani.

- Plitko temeljene nesidrane odnosno sidrane potporne konstrukcije izgraene u otvorenim nezatienim graevinskim jamama. U ovu grupu se ubrajaju gradnje u kojima geoloko-geotehniki uslovi omoguavaju sigurno izvoenje dubokih graevinskih jama sve do predviene kote temeljenja, kao i sve potporne mjere potrebne za podupiranje putnih nasipa i zatrpavanja koji su predvieni za izvoenje u toku ili poslije izvoenja radova. U tu grupu ubrajamo betonske potporne konstrukcije, kamene potporne zidove iz obraenog ili neobraenog kamena, armiranu zemlju itd. U koliko trokovi privremenog osiguranja graevinske jame prelaze 25% vrijednosti potporne konstrukcije, potrebno je izraditi analizu i napraviti uporeenje ekonominosti obezbijeenja graevinske jame i uporediti sa varijantom izgradnje potporne konstrukcije koja se gradi sa povrine postojeeg terena.

- Kombinacija vie razliitih tehnologija izvoenja potpornih konstrukcija gdje se donji dio potporne konstrukcije gradi sa povrine dna graevinske jame ograniene dubine (odrede je geoloko-geomehaniki uslovi lokacije) odnosno sa povrine pri graenju puteva ili prikljunih nasipa. U ovu grupu ubrajamo duboko temeljenje masivne potporne konstrukcije temeljene na ipovima.

Na izbor odgovarajue tehnologije za graenje najznaajniji uticaj imaju slijedei faktori:

Globalna stabilnost uticajnog podruja, koja se ocjenjuje:

Globalna stabilnost znaajnog uticaja radi ega, kod izvoenja potporne konstrucije, nee biti ugroena. Oekuju se samo lokalna obruavanja otvorenih pokosa.

Mala ugroenost globalne stabilnosti, oekuje se plitko klizanje do dubine 2 m u ogranienom obsegu.

Velika ugroenost globalne stabilnosti dugih i strmih padina sa objektima i infrastrukturom,

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 12

velika hidraulika optereenja, tla su osjetljiva na uticaje rastereenja itd.

Stabilnost lokalnih iskopa:

Stabilnost je zagarantovana u skladu sa normama geotehnikog projektovanja.

Uslovi stabilnosti lokalnih iskopa ne mogu se sa sigurnou dokazati radi ega postoji opasnost od lokalnih ruenja

Sigurnost lokalnih iskopa ne moe se garantovati radi velike osjetljivosti tla na prisutnost vode te uticaje relaksacije tla.

Osjetljivost objekata u uticajnom podruju:

U uticajnom podruju nema lociranih znaajnijih objekata poto su isti temeljeni u stabilnim materijalima ili u sluajevima u kojima geoloko-geomehaniki uslovi navode podatak da se pomjeranja tla u podrujima objekata zasigurno nee pojaviti.

Mogunost pojave manjih pomjeranja tla mogu prouzrokovati samo manja oteenja na objektima, koja ne mogu utjecati na njihovu pouzdanost. Znaajnija pomjeranja tla uz objekte manje su vjerovatna.

Sigurnost i pouzdanost objekata u uticajnom podruju potpornih konstrukcija bila bi ozbiljno ugroena u sluaju pojave pomjeranja tla. Opasnost aktiviranja veih pomjeranja tla i objekata u sluaju otvorene graevinske jame treba dokazati sa geomehanikom analizom. 5.6 Projektovanje u seizmikim podrujima

Za projektovanje potpornih konstrukcija uz saobraajnice u uslovima normalne seizmike ugroenosti dovoljno je samo odreivanje potresne kategorije uticajnog podruja sa uzimanjem u obzir podatka o potresima za povratni period od 475 godina. Osnovna karta opasnosti od potresa upotrebljava se zajedno sa EUROCODE 8 Projektovanje sigurnih konstrukcija na potres. Za konstrukcije veeg rizika, kao to su dolinske pregrade i akumulacije, treba odrediti stvarne mikro seizmike podatke lokacije.

Potporne konstrukcije treba zasnovati tako, da bez bistvenih oteenja u potpunosti obavljaju svoju funkciju u toku i poslije projektnog potresa.

Granino stanje potporne konstrukcije uz potresno optereenje je definisano kao stanje konstrukcije pri kome se pojavljuju neprihvatljiva trajna opteenja, trajna pomjeranja potporne konstrukcije ili klizanje mase tla, koja su vana kako za konstrukciju tako i za funkcionalne uinke objekata.

Mogu se birati svi tipovi potpornih konstrukcija, koje su predviene za statika optereenja samo to u uslovima velike seizminosti zahtijevaju odgovarajue dopune.

Sa odgovarajuim zasnivanjem i konstruktivnim detaljima treba garantovati to veu duktilnost konstruktivnog sistema (krutost tla i potporne kontrukcije za seizmika optereenja treba da su odgovarajua, poveanje slobodnih duina sidara itd.).

Materijale za zasipanje zalea treba izabrati tako, da se postigne to ravnomjernije povezivanje sa postojeim tlom.

Drenani sistemi u zaleu potporne konstrukcije moraju bez oteenja, koja bi uticala na trajnost i upotrebljivost njegovih funkcija, prenositi predviena povremena i trajna pomjeranja za projektovana optereenja.

Kod nekoherentnog tla koji sadri vodu, drenani sistem treba garantovati odvajanje vode ispod potencijale plohe klizanja u zaleu potporne konstrukcije. 6. KAMENI GRAVITACIONI ZIDOVI 6.1 Openito

Kameni gravitacioni zidovi su konstrukcije iz kamenih blokova nepravilnog oblika, veliine 0,3 0,7 m meusobno sa betonom povezani u homogenu cjelinu, koja sa svojim oblikom i teinom prenosi pritiske zemlje i korisna optereenja na temeljna tla. Zasnovani su tako, da rezultanta akcijskih sila ostaje u jezgru presjeka. Kameni gravitacioni zidovi upotrebljavaju se najvie kao potporne konstrukcije, koje tite padinu iznad saobraajnice.

Omjer izmeu kamenih blokova i betonske ispune je 60 : 40 do 30 : 70. U presjeku zida djeluju naponi na pritisak radi ega ojaanje sa armaturom nije potrebno.

Uobiajena visina kamenih gravitacionih zidova je 1,0 6,0 m, a prije svega zavisi od kvaliteta

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 13

temeljnog tla. Kameni tenosni zidovi su ekonomina konstrukcija tamo gdje ima na raspolaganju dovoljno kvalitetnog kamenog materijala i gdje konfiguracija terena (nagib padine) dozvoljava izvoenje konstrukcije sa manjim nagibima zidova.

Kameni gravitacioni zidovi se, radi karakteristika oblika, upotrebljavaju za potporne konstrukcije u primjerima kada je zahvat u zalee ogranien, a padina jo uvijek dozvoljava izvoenje iskopa od nagiba padine do nagiba lene strane zida

poto se konstrukcija izvodi po principu kontaktnog graenja (betoniranja).

U oblikovnom smislu su kameni gravitacioni zidovi radi svog prirodnog izgleda (lice iz izabranih velikih kamenih blokova) prikladni prije svega kod neurbanih lokacija na kojima je od znaaja njihovo ukljuenje u prirodnu okolinu. Za urbana podruja su prihvatljive konstrukcije, kod kojih su elne strane dodatno obraene sa kamenim oblaganjem iz manjih elemenata ili se primjenjuju i druga rjeenja.

Slika 6.1: Potporni kameni gravitacioni zid sa podacima za iskolavanje

6.2 Konstruisanje kamenih gravitacionih

zidova Kameni gravitacioni zidovi izvode se do nagiba elne strane 3:1, dok je nagib lene strane neto manji tako da njihova meusobna razlika nije manja od 5. Radi lakeg oblikovnog zasnivanja, kameni zidovi po pravilu nemaju dodatna proirenja na dnu konstrukcije (temelja). Minimalna debljina trupa kamenog gravitacionog zida uslovljena je sa veliinom

kamenih blokova iz kojih se konstrukcija izrauje, a ija minimalna dimenzija iznosi 0,5 m, odnosno 0,1 m3. Uobiajena irina krune zida je 0,70 m. Debljina presjeka se poveava sa dubinom prema razlici nagiba elne i zalene strane. Iz navedenog dejstva potrebno je kod izbora nagiba strana uzeti u obzir taku razliku da se u dnu konstrukcije obezbijedi dovoljna irina temeljne plohe, koja ne zahtijeva dodatna rairenja u elnom ili zalenom smjeru.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 14

Slika 6.2: Potporni kameni gravitacioni zid sa podacima za iskolavanje

Temeljni dio kamenih gravitacionih zidova izvodi se iz betona C 25/30 (MB 30). Nagib donje plohe betonskog temlejnog dijela je u granicama 10-20 % (1:10 1:5) prema zalenoj strani, nagib gornje plohe je zrcalno identian. Visina betonskog temeljnog dijela iznosi 0,50 m.

Dubina temeljenja je uslovljena sa geolokom graom tla i dubinom zamrzavanja. U sluaju, da se konstrukcije izvode u vodi, onda je minimalna dubina temeljenja 1,50 m, ili se temelj ukopa u kameni dio min. 0,5 1,0 m. Poduni tok temeljne plohe kamenih gravitacionih zidova treba oblikovati do nagiba 20 % kontinuirano, preko ove granice treba izvoditi stepenasto oblikovanje koje se prilagoava podunom nagibu terena odnosno temeljnog tla. 6.3 Zahtjevi vezani za kvalitet materijala i

osobine izvoenja Kameni materijali kao osnovni graevinski element kamenih gravitacionih zidova mora odgovarati slijedeim zahtjevima: - kameni blokovi moraju biti otporni na mraz

- veliina pojedinih komada vea od 0,50 m, odnosno minimalno 0,1 m3,

- kameni blokovi moraju, prije ugraivanja, biti isti radi obezbijeenja kvalitetne veze sa betonom.

Beton kao vezni materijal, odnosno graevinski materijal za ispunu treba da ispunjava sledee zahtjeve: - kvalitet mjeavine betona je C 25/30 (MB

30), - betonska mjeavina mora se pripremiti tako,

da se moe ugraivati bez oplate. Potreban iskop za kamene gravitacione zidove treba predvidjeti na duini jedne radne kampade, iju duinu uslovljava vrsta tla iza zalea, po pravilu iznosi od 3,0 do 6,0 m. Profil iskopa je identian predvienom profilu konstrukcije, tako da se graenje izvodi po principu kontaktnog graenja sa temeljnim tlom i tlom zalea. Temeljni dio kamenih gravitacionih zidova izvodi se iz betona C 25/30 (MB 30) u projektovanom geometrijskom obliku koji je uslovljen sa zasnovom konstrukcije. Izrada podbetona nije potrebna. Zidanje ugraivanje kamenih

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 15

blokova izvodi se direktno u svjei beton. Ugraivanje zidanje kamenih blokova izvodi se uz istovremeno dodavanje mjeavine betona koji mora obezbijediti potpuno oblaganje kamenih blokova i zapunjavanje prostora izmeu njih. Kod slaganja kamenih blokova nije dozvoljeno ponavljanje sputanja i dizanja poto u takvim sluajevima mogu nastupiti oteenja ve izgraenih dijelova konstrukcija.

Slika 6.3: Detalj izvoenja temeljnog betonskog dijela Kameni blokovi slau se u konstrukciju tako, da je najvea i to bolje ravna ploha elementa orjentisana prema elu. Fuge izmeu kamenih elemenata su uvuene 10-15 cm pa se mogu naknadno ispuniti sa mjeavinom humusa i sjemena trave, a mogu se obraditi i sa cementnim malterom. Kod izvoenja se dozvoljavaju vertikalne i horizontalne radne spojnice. Vertikalne spojnice se uslovljavaju sa duinom radne kampade, a horizontalne od napredovanja radova na pojedinanoj kampadi. Radni spojevi ne zahtijevaju dodatnu obradu u smislu izvoenja dilatacija (vertikalni spojevi) odnosno zaptivanje radi obezbijeenja vodonepropusnosti konstrukcije. Kod vertikalnog napredovanja zidova potrebno je sprijeiti mogue prodiranje zemlje koja bi umazala povrinu radnog spoja i sprijeila povezivanje sa ve izgraenim dijelom. U koliko do toga sluajno doe mora se izvriti prethodno ienje.

Slika 6.4: Detalj izrade kamenog gravitacionog zida

Obrada krune kamenih gravitacionih zidova zavisi prije svega od toga, da li se radi o potpornoj konstrukciji koja granii neposredno sa kolovozom ili podupire padinu iznad kolovoza. Kruna potpornih zidova koji podupiru padinu izvodi se iz kamenih blokova sa kojima je mogue izvesti izravnavanje prethodno ugraenih veih kamenih blokova, tako da je u podunom smjeru obezbijeenja odgovarajua ravnost, u poprenom smjeru pa obezbijeen pad 3 % prema zaleu na kome se izrauje mulda za odvoenje meteorne vode.

Slika 6.5: Detalj krune opornoga kamenog gravitacionog zida U sluaju da se kameni gravitacioni zid izvodi kao potporna konstrukcija koja neposredno granii sa kolovozom, kruna se izvodi u betonu C 25/30 (MB 30). Oblik gornjeg betonskog dijela uslovljen je sa odgovarajuim sidranjem naknadno izvedenih rubnih vijenaca.

Slika 6.6: Detalj krune potpornog kamenog gravitacionog zida

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 16

7. BETONSKI GRAVITACIONI ZIDOVI

7.1 Openito

Betonski gravitacioni zidovi su konstrukcije iz betona, koje sa svojom oblinom i teinom prenose pritiske zemlje i korisno optereenje na temeljna tla. Rezultatna akcijskih sila ostaje u jezgru presjeka, tako da armiranje betonske konstrukcije nije potrebno.

Maksimalna visina betonskih gravitacionih zidova iznosi 8,0 10,0 m, a prije svega zavisi od kvaliteta temeljnog tla.

Lena strana je po pravilu nageta prema zaleu sa ime se pritisci zemlje smanjuju. Konstrukcije su ekonomine naroito tamo gdje su nagibi terena vei. Zbog malih nagiba i nedostatka kamenog materijala, gravitacioni kameni zidovi se ne izvode u ovakvim sluajevima.

Konstrukcije sa vertikalnim nagibom lene strane upotrebljavaju se pri normalnim nagibima i normalnom kvalitetu temeljnog tla, zidovi sa kosom lenom stranom upotrebljavaju se za dobra nosiva tla i vee nagibe terena.

Betonski gravitacioni zidovi se, radi dobrih oblikovnih karakteristika, primjenjuju za potporne konstrukcije gdje su intervencije u zalee padine to manje tako da je zasipanje iza lene strane zida to manje. Kontaktno betoniranje betonskih potpornih gravitacionih zidova se rijetko izvodi sa izuzetkom kada se radi o dograivanju postojeih zidova.

U oblikovnom smislu se betonski gravitacioni zidov, radi svog izgleda (velike vidne betonske povrine), upotrebljavaju naroito na lokacijama na kojima ukljuivanje u prirodnu okolinu nije tako znaajno, odnosno na lokacijama na kojima su ve izgraene sline betonske potporne konstrukcije. Za ispunjavanje estetskih zahtjeva mogu se vidne povrine betonskih zidova obraditi na odgovarajui nain sa naknadnim oblaganjem kamenom, prethodnom obradom elemenata oplate ili sa jednovremenim zidanjem kamene obloge.

7.2 Konstruisanje betonskih gravitacionih zidova

Betonski gravitacioni zidovi konstruiu se sa nagibima elne strane od 3:1 do 10:1 ili vertikalno. Nagib lene strane za zidove visine 5,0 6,0 m je vertikalan, dok se kod veih visina gornje visine izvodi vertikalno, donje visine pa se izvodi paralelno sa elnom stranom. Betonski gravitacioni zidovi po pravilu imaju proirenje u dnu konstrukcije, koje se izvodi na elnoj strani zida.

Minimalna debljina stijene betonskog gravitacionog zida iznosi 0,40 m. Debljina presjeka se poveava sa dubinom sa razlikom nagiba elne i lene strane, koja po pravilu nije taka, da ne bi zahtijevala dodatna proirenja u obliku elne temeljne pete.

Ukupna konstrukcija betonskih gravitacionih zidova izvodi se iz betona C 25/30 (MB 30). Nagib donje plohe temelja je u granicama 10-20 % (1:1 1:5) prema zaleu. Gornja ploha temelja ima minimalni nagib 2 % od elne strane zida. Visina temelja na kontaktu sa stijenom zida treba da iznosi 80 % debljine stijene.

Dubina temeljenja je uslovljena sa geolokom graom tla i dubinom zamrzavanja. U sluaju da se konstrukcije izvode u vodi, minimalna dubina temeljenja iznosi 1,5 m ili se temelji ukopaju u stijensku masu u dubini 0,5 1,0 m.

Oblikovanje podunog toka temeljne plohe betonskih gravitacionih zidova je identian kao kod kamenih gravitacionih zidova. Oblikovanje se izvodi u kontinuitetu do 20 % nagiba, za vee nagibe treba plohu izvesti stepenasto sa prilagoavanjem podunom nagibu terena ispod linije temeljne plohe.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 17

Slika 7.1: Potporni betonski gravitacioni zid sa vertikalnom lenom stranom

7.2: Potporni betonski gravitacioni zid sa vertikalnom lenom stranom

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 18

Slika 7.3: Potporni betonski gravitacioni zid sa kosom lenom stranom i podacima za iskolavanje

7.4: Potporni betonski gravitacioni zid sa kosom lenom stranom i podacima za iskolavanje

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 19

7.3 Zahtjevi u pogledu kvaliteta materijala i osobine izgradnje betonskih gravitacionih zidova

Beton kao osnovni graevinski element mora odgovarati slijedeim zahtjevima:

- kvalitet betonske mjeavine mora odgovarati C 25/30 (MB 30)

- betonska mjeavina mora se pripremiti tako da je mogue kvalitetno ugraivanje u oplatu

- materijal za oplatu i obrada vidnih povrina moraju odgovarati uslovima za vidne i nevidne betonske povrine u skladu sa smjernicom D.S. 2.2.10 oplate, obrada i obloge vidnih betonskih povrina.

Potrebni iskop za betonske gravitacione zidove treba predvidjeti na duini jedne radne kampade koja je uslovljena sa vrstom tla iza zida, a iznosi 3,0 in 6,0 m. Profil iskopa je vei od presjeka zida, poto je na zaleu potreban dodatni iskop za postavljanje oplate i za kasnije izvoenje radova na zasipanju prostora iza zida koji se mora dobro komprimirati za to treba obezbijediti odgovarajuu radnu irinu. Temeljni dio betonskih gravitacionih zidova izvodi se betonom C 25/30 (MB 30) u odgovarajuem geometrijskom obliku na prethodno ugraeni sloj podbetona C 12/15 (MB 15). U koliko se temeljenje izvodi u raenu stijensku masu, proirenje ela pete temelja se ne izvodi, nego se izvede samo sidranje nerairenog dijela zida u stijensku osnovu. Podbeton se takoe ne izvodi, ako se radi o istoj podlogi temelja. Radni spoj temelja i trupa zida moe se izvesti stepenasto sa ime se postie vea sigurnost protiv klizanja ili se u temeljni dio ugradi odgovarajua armatura.

Slika 7.5: Detalj temelja betonskog zida

Duina kampade temelja prilagoava se duini kampade zida, dok se izmeu pojedinih kampada izvodi dilatacijska fuga. Betoniranje trupa betonskih gravitacionih zidova izvodi se po izradi temeljnog dijela koji slui kao podloga za postavljanje elemenata oplate. Trup zida se izvodi po visini u jednoj ili vie radnih faza to zavisi od visine betoniranog zida. Za postizanje vee stabilnosti betonskih gravitacionih zidova moe se na lenoj strani zida predvidjeti konzola. Duina konzole po pravilu iznosi 1,0 1,5 m, ako se radi o zidovima veih dimenzija, konzola moe biti i vea. U dijelu konzole betonskog gravitacionog zida treba predvidjeti odgovarajue ojaanje sa armaturom na visini cca 1,0 m. Deblina konzole na spoju sa zidom iznosi min. 0,40 m, na kraju konzole pa min. 0,25 m. Nagib gornje plohe konzole iznosi 4 % prema zaleu zida.

Slika 7.6: Detalj konzole betonskog zida U sluaju da se zahtjeva izrada elne strane betonskih zidova u kamenu, onda se moe izvoditi na dva naina: - sa istovremenim zidanjem kamene obloge

i betoniranjem zalea, - sa naknadnim oblaganjem (ne preporuuje

se za zidove na kontaktu sa tokom vode).

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 20

Slika 7.7: Detalj betonskog zida sa istovremenim zidanjem kamene obloge

Slika 7.8: Detalj betonskog zida sa naknadnim oblaganjem Kod izvoenja se doputaju vertikalni i horizontalni spojevi. Vertikalni spojevi se uslovljavaju sa duinom radne kampade, horizontalni sa visinom napredovanja radova na pojedinanoj kampadi. Horizontalne radne spojeve, iji broj treba da je to manji, treba izvoditi stepenasto kao i spoj izmeu temelja i trupa zida. Radni spojevi ne zahtijevaju dodatnu obradu u smislu vodonepropusnosti.

Obrada krune betonskih gravitacionih zidova najvie zavisi od toga, da li se radi o potpornoj konstrukciji koja granii neposredno sa kolovozom ili konstrukciji koja se nalazi iznad kolovoza i podupire padinu. Krune zidova iznad kolovoza ne zahtijevaju posebne obrade.

irina krune je mn. 0,40 m, mora imati popreni pad 2 %, prema lenoj strani na kojoj se izvodi odgovarajua mulda za odvodnjavanje meteorne vode. U sluaju da se betonski gravitacioni zidovi izvode kao potporna konstrukcija koja neposredno granii sa kolovozom, treba zavretak krune prilagoditi obliku rubnog vijenca i hodnika. U koliko osnovna konstruktivna visina krune ne odgovara za odgovarajue nalijeganje, onda se kruna proiri sa prepustom. Oblikovanje konzolnog prepusta izvodi se u skladu sa D.S. 2.2.2.

Slika 7.9: Detalj krune betonskog gravitacionog potpornog zida

Slika 7.10: Detalj krune betonskog gravitacionog potpornog zida sa konzolom.

7.11: Detalj krune betonskog gravitacionog zida

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 21

8. ARMIRANO BETONSKI GRAVITACIONI ZIDOVI

8.1 Openito Armiranobetonski gravitacioni zid je konstrukcija iz betona ojaanog sa armaturom koji sa svojom oblikovnom i tenosnom zasnovom i masom sudjelujeeg tla prenosi pritiske zemlje i korisnog optereenja na temeljna tla. Zasnova konstrukcije u poreenju sa betonskim gravitacionim zidom prestavlja utedu u debljini zida koji se u cjelosti izjednai kroz raspored dolinske ili padinske temeljne pete odnosno padinske konzole. Razlikujemo AB gravitacione zidove kao AB zidove sa temeljom na prednjoj strani i ugaone zidove tanje bez ili sa rebrima (kontrafori) i relativno irokom temeljnom ploom. AB gravitacioni zidovi upotrebljavaju se kao potporne konstrukcije, naroito na slabo nosivnim tlima. AB ugaoni gravitacioni zidovi upotrebljavaju se najvie u sluajevima u kojima se u zaleu na novo formira nasip. Za potporne konstrukcije koje se nalaze iznad kolovoza i podupiru padinu, ugaoni zidovi se upotrebljavaju samo u izuzetnim sluajevima, poto zahtijevaju velike iskope u padini iza zalea zida to treba izbjegavati. AB gravitacioni zidovi su konstrukcije izvedene iz betona min. C 25/30 (MB 30) i armature, koja se odreuje na osnovu dimenzioniranja kritinih presjeka konstrukcije. Maksimalna visina AB gravitacionih zidova iznosi 10,0 12,0 m, u sluaju ugaonih zidova sa rebrima, visina moe biti i vea. Visina najvie zavisi od kvaliteta temeljnog tla. Upotreba AB gravitacionih zidova ne moe se izbjei u primjerima u kojima se, radi prostorskih ogranienja, ne mogu izvoditi masivni zidovi i u sluajevima kada je finansijski opravdana. AB gravitacioni zidovi upotrebljavaju se na slabijem tlu sa manjom nosivosti gdje masivne konstrukcije ne mogu udovoljiti kriteriju nosivosti temeljnog tla. U izuzetnim sluajevima se, kod slabo nosivog tla, temeljenje zida moe izvesti na ipovima ili bunarima. Ugaoni AB gravitacioni zidovi izvode se veinom kao potporni zidovi u sluajevima kada se izvode novi nasipi i gdje je zemljite za nasip ogranieno. AB zidovi su ekonomini u smislu upotrebe betona i prikladni za tla

slabije nosivosti poto velika povrina temelja smanjuje pritiske na temeljna tla. Dodatno smanjenje odnosno ugodniju raspodjelu pritisaka garantuju izvedena rebra (kontrafori). Posebna konstrukcija AB ugaonih zidova su zidovi sa rebrima za ojaanje (kontrafori) na zalenoj strani. Ugodni su za zidove veih visina poto se sa njihovom upotrebom smanjuju dimenzije i koliina potrebne armature, naponi i deformacije. Rebra za ojaanje debljine 0,5 0,7 m postavljaju se na razmaku 3 5 m, dok se njihov oblik prilagoava dimenzijama elne stijene i temelja. Vrh rebra je 50 70 cm pod nivojem nivelete puta, tako da ne ometa kolovoznu konstrukciju. Vrh zida moe se izvesti bez i sa konzolom, koji se prilagoava irini bankine ili hodnika za pjeake u sluajevima kada se zid nalazi na spoju sa mostom. Izvoenje nasipa u zaleu ugaonog zida sa rebrima je oteano. Poeljno je da nasipni materijal bude kameni odnosno ljunkoviti koji se lake komprimira. U nekim primjerima ugaoni zidovi manjih visina mogu se ojaati sa rebrima koja se nalaze sa prednje strane vidne strane sa proirenjem temelja u tom smjeru. Ovakvi zidovi se izvode u sluajevima u kojima postoji potreba za ravnim lenim povrinama. U oblikovnom smislu za AB tenosne zidove vae sline karakteristike kao i kod betonskih gravitacionih zidova. Tako su povrinsko neobraeni AB gravitacioni zidovi radi svog izgleda (velike vidne betonske povrine) naroito ugodni za lokacije kod kojih ukljuivanje u prirodnu okolinu nije tako znaajno, odnosno za lokacije na kojima postoje ve izgraeni slini zidovi. Za ispunjavanje estetskih zahtjeva mogu se vidne povrine AB gravitacionih zidova dodatno obraditi sa naknadnim oblaganjem ili sa prethodno obraenim elementima oplate.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 22

Slika 8.1: Jednostavni AB gravitacioni potporni zid sa podacima za iskolavanje

Slika 8.2: Jednostavni AB gravitacioni zid sa podacima za iskolavanje

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 23

Slika 8.3: AB gravitacioni potporni zid sa konzolom

Slika 8.4: AB gravitacioni zid sa konzolom

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 24

Slika 8.5: Ugaoni AB gravitacioni zid sa podacima za iskolavanje

Slika 8.6: Ugaoni AB gravitacioni zid sa podacima za iskolavanje

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 25

Slika 8.7: Ugaoni AB potporni zid sa rebrima za ojaanje (kontrafori) 8.2 Konstruisanje AB gravitacionih zidova AB gravitacioni zidovi konstruiu se sa nagibom elne strane od 5:1 do 10:1 odnosno vertikalno. Nagib lene stijene je po pravilu vertikalan. AB gravitacioni zidovi uvijek imaju rairenje u dnu konstrukcije, koji se izvodi na elnoj strani zida. Kod ugaonih AB zidova rairenje se izvodi sa obe strane.

Slika 8.8: Mere mogunosti oblikovanja temelja za poveanje pozitivne interakcije izmeu zida i terena Minimalna debljina AB gravitacionog zida iznosi 0,40 m. Debljina presjeka se poveava sa visinom u odnosu na razliku izmeu nagiba elne i lene strane stijene, koja ni u jednom sluaju ne moe biti taka da nebi zahtijevala dodatna proirenja u obliku elne temeljne pete, odnosno elne i zalene, ako se radi o ugaonom zidu. itava konstrukcija AB gravitacionih zidova je iz betona min. C 25/30 (MB 30). Nagib donje plohe temelja izvodi se u granicama 10-20 % (1:10 1:5) prema lenoj strani. Nagib gornje plohe temeljnih peta je 2 % od elne stijene odnosno lene stijene u primjeru AB ugaonog zida. Visina temelja na kontaktu sa stijenom je jednaka debljini stijene na toj visini. Dubina temeljenja uslovljena je sa geolokom graom tla i dubinom zamrzavanja. U primjeru da se konstrukcije izvode u vodi, minimalna dubina temeljenja 1,5 m ili se temelj ukopa u stijensku masu u dubinu 0,5 1,0 m. Oblikovanje podunog toka temeljne plohe AB gravitacionih zidova, identian je kao kod kamenih ili betonskih gravitacionih zidova. Oblikovanje se izvodi u kontinuitetu do 20 % nagiba, za vee nagibe treba plohu izvoditi stepenasto sa prilagoavanjem podunom nagibu terena ispod linije temeljne plohe.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 26

8.3 Zahtjevi u pogledu kvaliteta materijala i osobina izvoenja AB gravitacionih zidova

Beton kao osnovni graevinski element mora odgovarati slijedeim zahtjevima:

- kvalitet betonske mjeavine mora odgovarati C 25/30 (MB 30)

- betonska mjeavina mora se pripremiti tako, da je mogue kvalitetno ugraivanje u oplatu po principu vodonepropusnog betona

- materijali za oplatu i obradu vidnih povrina, moraju odgovarati uslovima za vidne i nevidne betonske povrine u skladu sa smjernicom P.S.2.2.10 oplate, obrada i obloge vidnih betonskih povrina.

Potrebni iskop za AB gravitacione zidove predvia se na duini jedne radne kampade koju uslovljava vrsta tla zalea, a iznosi izmeu 3,0 i 6,0 m. Profil iskopa je vei od presjeka zida poto se u zaleu izvodi dodatni iskop radi postavljanja oplate. Pored toga treba uzeti u obzir potrebu za kasnije izvoenje zasipavanja na lenoj strani zida koji se mora komprimirati sa strojevima koji zahtijevaju odgovarajuu radnu irinu. AB ugaoni gravitacioni zidovi obino se upotrebljavaju za naknadnu izgradnju nasipa iza njih, tako da je iskopavanje u zaleu minimalno. Temeljni dio AB gravitacionih zidova izvodi se iz betona C 25/30 (MB 30) u odgovarajuom geometrijskom obliku na sloju podbetona iz C 12/15 (MB 15), ija debljina iznosi min. 10 cm. Podloni beton se ne izvodi u primjeru iste podloge temelja. Radni spoj temelja sa stijenom moe se izvesti ravno poto armatura spreava pojavu eventualnog klizanja.

Slika 8.9: Detalj temelja AB gravitacionog zida

Betoniranje stijene izvodi se po zavretku temeljnog dijela, koji sluii kao podloga za postavljanje elemenata oplate. Stijena se izvodi u jednoj ili vie radnih faza to zavisi od njegove visine. Za postizanje vee stabilnosti AB gravitacionih zidova moe posluiti konzola koja se izvodi na zalenoj stijeni. Duina konzole obino iznosi 1,0 1,5 m, a moe biti i vea ako se radi o veim zidovima. Debljina konzole na spoju sa zidom mora biti min. 0,40 m, na kraju konzole pa min. 0,25 m. Nagib gornje plohe konzole iznosi 4 % prema stijeni zida.

Slika 8.10: Detalj AB gravitacionog zida U sluaju da se zahtijeva izrada elne strane betonskog zida u kamenu, onda se ona moe izvesti samo sa naknadnim oblaganjem (ne upotrebljava se za zidove na kontaktu sa tokom vode).

Slika 8.11: Detalj AB gravitacionog zida sa zalenom konzolom Kod izvoenja dozvoljavaju se vertikalni i horizontalni spojevi. Vertikalni spojevi su uslovljeni sa duinom radne kampade dok su horizontalni sa napredovanjem radova po visini i usvojenom visinom kampade. Radni spojevi

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 27

zahtijevaju odgovarajuu obradu u smislu vodonepropusnosti. Izrada dilatacijskih, radnih i navideznih spojnica obraena je u smjernici P.S. 2.2.9. Obrada krune AB gravitacionog zidova zavisi od njegove vrste, odnosno da li se radi o potpornoj konstrukciji koja neposredno granii sa kolovozom ili se radi o konstrukciji koja podupire padinu. Krune potpornih zidova koji podupiru padinu ne zahtjevaju posebnu obradu. irina krune je min. 0,40 m, preni nagib mora biti 2 % prema zalenoj strani na kojoj se izvodi mulda za odvodnjavanje meteorne vode. U sluaju da se AB gravitacioni zid izvodi kao potporna konstrukcija, koja neposredno granii sa kolovozom, onda se prikljuak krune mora prilagoditi obliku rubnog vijenca i hodnika koji se u krunu sidra. U koliko irina krune nije dovoljna za oslanjanje, onda se mora proiriti sa konzolnim prepustom.

Slika 8.12: Detalj krune potpornog AB gravitacionog zida

Slika 8.13: Detalj krune potpornog AB gravitacionog zida

9. GEOSTATIKA ANALIZA GRAVITA- CIONIH ZIDOVA

Geostatika analiza mora se temeljiti na zakljucima geoloko geomehanikim terenskim i laboratorijskim ispitivanjima te na prostorsko urbanistikim, saobraajnim, geodetskim, putnim, hidroloko hidrotehnikim, klimatskim i seizmolokim podacima. Geostatika analiza je samostalni dio koji u zavisnosti od geotehnikog obsega dokazuje granina stanja nosivosti, upotrebljivosti i trajnosti. U narednim takama detaljnije su prestavljena granina stanja nosivosti, postupci prorauna po preporukama prEN 1997-1 u uticaji pritiska tla. 9.1 Granina stanja nosivosti

U geostatikoj analizi gravitacionih zidova obrauju se sva granina stanja nosivosti za sve projektne situacije (stalne, privremene i vanredne projektne situacije) u toku graenja, upotrebe, odravanja i u vanrednim situacijama za ukupni vijek trajanja konstrukcije: - gubici globalne stabilnosti

o poetno stanje (stabilnost lokacije predviene konstrukcije prije poetka izgadnje) o stabilnost prilaznih puteva o stabilnost privremenih iskopa o stabilnost radnih platoja o stabilnost meu stanja o globalna stabilnost konstrukcije o stabilnost padine iznad i ispod

konstrukcije - lom tla radi iscrpljene nosivosti - klizanje temelja - prevrtanje - ruenje konstrukcijskih elemenata ili

ruenje na spoju tih elemenata - kombinovano ruenje tla i konstrukcijskih

elemenata - pomjeranje konstrukcije koja nastaju kao

posljedica prekomjernog optereenja konstrukcije ili zbog uticaja susjednih objekata.

- ruenje radi strujanja podzemne vode - ruenje radi hidrostatikog loma tla - ruenje radi ispiranja sitnih frakcija - ruenje radi nastajanja praznih prostora

na granici izmeu slojeva ili uz konstrukciju.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 28

Kod dokazivanja graninih stanja nosivosti naroito treba uzeti u obzir:

- promjene nivoa podzemne vode i pornih pritisaka sa vremenom i prostorom,

- nedozvoljena propusnost ispod i kroz konstrukciju

- mijenjanje karakteristika tla sa vremenom i krajem

- mijenjanje veliine i kombinacije uticaja - iskopi i erozije ispred konstrukcije - zasipavanje iza konstrukcije, - uinak eventualno planiranih objekata u

blizini, predviena dodatna optereenja i rastereenja,

- pomjeranja tla radi slijeganja tla, smrzavanja i slinih uzroka.

Uticaji sila leda i valova ne uzimaju se istovremeno. Kod analize stabilnosti lokacije potporne kosntrukcije treba uzeti u obzir slijedee uzroke za gubitak stabilnosti: - gubitak globalne stabilnosti tla i okolnih

objekata - nedozvoljena pomjeranja tla kao posljedica

smiuih deformacija, slijeganja ili vibracija - ruenje radi unutranje ili vanjske erozije - ruenje radi hidrostatikog loma ili uzgona - oteenja ili gubitak upotrebljivosti

susjednih zgrada, puteva ili vodotoka radi pomjeranja tla,

- ruenje koje nastupi kao posljedica klizanja ili prevrtanje krutih kamenih blokova,

- potres. 9.2 Postupak dokazivanja graninih stanja

nosivosti Opta jednaina za kontrolu graninih stanja nosivosti je:

udud RE ,, (9.1) Ed,u = aktivni projektni uticaj u razmatranom graninom stanju Rd,u = uporedljivi projektni odpori, koji se aktiviraju u razmatranom graninom stanju Optereenja nastaju prije svega od: - pritiska tla iza zalea, - teine konstrukcije, - dodatna optereenja (npr. saobraaj,

teina objekata), - hirostatiki pritisci, - valovi i sile leda, - poniranje, - sile od udara vozila, - temperaturni uticaji, - potresno optereenje. Projektne vrednosti uticaja Ed i projektne vrijednosti odpora Rd odreuju se sa parcijalnim faktorima: - F parcijalni faktor za uticaje Frep, - E parcijalni faktor za uinak uticaja E , - n parcijalni faktor za osobine materijala X, - R parcijalni faktor za odpore R. Statika analiza po prEN 1997.1 predvia tri naine (pristup 1, 2 i 3), koji se meu sobom razlikuju po kombinaciji parcijalnih faktora za uticaje, otpore i karakteristike materijala. Parcijalni faktori su navedeni u dodatku A uz normu prEN 1997.1 za konstrukcijska granina stanja STR i geotehnika granina stanja GEO. Za nesidrane gravitacione potporne konstrukcije primjenjuju se vrijednosti iz slijedeih tabela: - A.2.1 za uticaje ili njihove uinke - A.2.2 za karakteristike materijala - A.2.3.5, A.2.3.6 za odpore

Tabela 9.1: Parcionalni faktori za uticaje (F) ili uinke uticaja (E) prEN 1997-1, A.2.1

Niz VRSTA OPTEREENJA Oznaka A1 A2

neugodna 1.35 1.0 STALNA ugodna

G 1.0 1.0

neugodna 1.5 1.3 PROMJENLJIVA ugodna

Q 0 0

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 29

Tabela 9.2: Parcijalni faktori na karakteristike tla (u), prEN 1997-1, A.2.2

Niz KARATERISTIKA Oznaka M1 M2

Ugao smicanja (*, **) 1.0 1.25 Kohezija (*) c 1.0 1.25

Nedrenirano na odpornost cu 1.0 1.4 Jednostavna odpornost qu 1.0 1.4

Zemenljiva teina 1.0 1.0 * drenirano stanje ** sigurnost na tan ()

Tabela 9.3: Parcijalni faktori za odpore ( R )za potporne konstrukcije, prEN1997-1, A.2.3.5

Niz ODPOR Oznaka R1 R2 R3

Nosivost Rv 1.0 1.4 1.0 Klizanje Rh 1.0 1.1 1.0 Otpor tla Re 1.0 1.4 1.0

Tabela 9.4: Parcijalni faktori za odpore (R) za kliznu i globalnu stabilnost, prEN 1997-1, A.2.3.6

Niz OTPOR Oznaka R1 R2 R3

Otpor tla Re 1.0 1.1 1.0 Tabela 9.5: Raun uticaja i odpora po prEN 1997-1

Pristup 1 Pristup 2 Pristup 3 Projektna vrijednost rezultante uticaja Ed,U E(Frep F, Xk / M, ad)

E E (Frep, Xk, ad) or

E(Frep F, Xk, ad) E (Frep F, Xk / M, ad)

or E E (Frep F, Xk / M, ad)

Projektna vrijednost rezultante odpora Rd,U E(Frep F, Xk / M, ad) R(Frep, Xk, ad) / R R(Frep F, Xk / M, ad) Kombinacija niza faktora A1-M1-R1 and

A2-M2-R1 A1-M1-R2 A1 or A2-M2-R3

Primjedba Provjeriti obe kombinacije

A1 za konstrukcijske uticaje A2 za geotehnike uticaje

Pristup 1 zahtjeva kontrolu sa dvije kombinacije faktora sa izuzetkom sluaja u kome jedna od kombinacija nije kritina. Kod prve kombinacije uzimaju se parcijalni faktori za sve uticaje po A1. Parcijalni faktori za karakteristike tla su m = 1 (M1), dok su uticajni faktori otpora R = 1 (R1). U drugoj kombinaciji parcijalni faktori su F = 1 (A2), sa izuzetkom za promjenljivo neugodno optereenje F = 1,3. Za karakteristike tla M2 upotrebljavaju se parcijalni faktori, dok su parcijalni faktori odpora isti kao kod prve kombinacije R = 1 (R1). U pristupu 2 upotrebljavaju se propisani parcijalni faktori na pojedinane uticaje, njihove uinke i odpore, dok se za karakteritike tla upotrebljavaju karakteristine vrijednosti. Pristup se naziva i pristup uticajima (uincima) i otporima.

Kod pristupa 3 upotrebljavaju se propisani parcijalni faktori za pojedinane uticaje ili njihove uinke, koje preuzrokuju konstrukcije i drugi uticaji koji ne proizilaze iz pritisaka zemlje. Kod prorauna uticaja i odpora, koji proizilaze iz potisaka tla, primijenjuju se parcijalni faktori za karakteristike tla. Pristup se naziva pristup uticaja (uinaka) i materijalnih faktora. Dobivene vrijednosti materijalnih osobina tla su rezultati terenskih i/ili laboratorijskih ispitivanja, dok su karakteristine vrijednosti izabrane na osnovu dobivenih vrijednosti izabrane i odluujue (raunske) vrijednosti materijalnih osobina. Karakteristine vrijednosti mogu biti vie ili manje od dobivenih. U proraunu se upotrebljava najneugodnija kombinacija viih i niih vrijednosti. Karakteristine vrijednosti mogu se odrediti i sa statikom analizom ili na osnovu iskustava steenih pri rjeavanju slinih problema na

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 30

susjednim ili slinim lokacijama. Projektne vrijednosti geotehnikih parametara Xd izraunavaju se iz karakteristinih vrijednosti: Xd = Xk / M (9.2) gdje su: Xk karakteristina vrijednost parametra, m djelomini faktor sigurnosti za materijal Podaci o geometriji ukljuuju nivo i nagib planuma, nivo vode, granice pojedinih slojeva, njihovu debljinu i oblik, geometriju iskopa, oblik konstrukcija i sline druge podatke. Projektne vrijednosti podataka i geometrije ad izraunava se: ad = anom a (9.3) anom geometrijski podatak a sigurnosna geometrijska mjera Manja odstupanja u geometriji ukljuuju jo i faktore F i m, radi ega se, u dosta sluajeva, moe zanemariti dodatna geometrijska sigurnost u koliko nema znatnijeg uticaja na rjeenje. Kada se pasivni odpor uzima u obzir, onda se ispred konstrukcije smanjuje kota tla za 10% visine konstrukcije ispod kote iskopa, ali to smanjenje ne moe biti vee od 0,5 m. Kod kontrole klizanja, osim uobiajenih kontrola:

dpdd RRH ,+ (9.4) ddd VR tan= drenirano stanje (9.5)

ducd cAR ,= nedrenirano stanje (9.6) potrebno je, u sluajevima u kojima zrak ili voda dostigne visinu spoja temelja i gline u nedreniranom stanju, provjeriti jo i:

dd VR 4.0 (9.7) U jednainama 9.4 9.7 oznake su: Hd projektna vrijednost uticaja horizontalne komponente Vd projektna vrijednost uticaja vertikalne komponente d ugao trenja izmeu tla i konstrukcije Rp,d projetkna vrijednost pasivnog odpora Ac povrina temelja optereenog na pritisak cu,d projektna vrijednost nedrenirane odpornost na smicanje Rd projektna vrijednost odpora na smicanje

9.3 Pritisci tla Kod gravitacionih zidova kod kojih se pomjeranja ne aktiviraju radi uticaja pritiska tla ili su minimalna, onda se uzimaju u obzir horizontalna optereenja na konstrukciju koja nastaju od pritiska tla iza zalea kao mirni pritisci tla po. Kada se aktiviraju pomjeranja konstrukcije, onda se uzimaju aktivni pritisci tla pa, ako se konstrukcija odmie od tla, odnosno pasivni pritisci tla pp kada se konstrukcija primie prema tlu. Aktivni pritisak tla manji je od mirnog pritiska, dok je pasivni vei: ka < k0 < kp Na veliinu i nagib pritisaka tla utiu sledei faktori:

- karakteristike tla na smicanje - efektivni vertikalni naponi - dodatno optereenje - nagib povrine terena - nagib zida u odnosu na vertikalu - nivo vode i poniranje podzemne vode - veliine i smjerovi pomjeranja konstrukcije - ravnotea sila u horizontalnom i

vertikalnom smjeru za konstrukciju u cjelosti

- krutost konstrukcije i potpornog sistema - ugao trenja izmeu tla i konstrukcije Razliiti autori predlau razliite jednaine za proraun u kojima se gore navedeni uticaji i razliito uzimaju. U sluaju vertikalnog zida i glatkog spoja izmeu zidova i tla, upotrebljavaju se Rankinove jednaine, koje uzimaju u obzir uticaj karakteristike smicanja i napetost zalea. Coulombova teorija punog nagiba zalea uzima u obzir nagib potporne konstrukcije i trenje izmeu konstrukcije i tla, dok ne uzima u obzir koheziju tla. Za konkretan sluaj se, u pogledu veliine pojedinih uticaja, odluuje koji e se nain prorauna primijeniti. U donjoj tabeli prikazana su minimalna relativna pomjeranja konstrukcije za aktiviranje aktivnih i pasivnih pritisaka zemlje za nekoherentna tla. Za pasivni pritisak zemlje vrijednosti u zagradama vae za relativno pomjeranje koji su potrebni za aktiviranje polovice pasivnih pritisaka. U koliko se tlo nalazi ispod nivoa podzemne vode, onda relativna pomjeranja za pasivni odpor moraju se poveati za 1,5 2 puta od zadanih vrijednosti iz tabele.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 31

Tabela 9.6: Potrebna relativna pomjeranja za aktiviranje aktivnih i pasivnih pritisaka zemlje

Aktivni pritisak Pasivni pritisak Rastresita tla Gusta tla Rastresita tla Gusta tla Oblik pomjeranja

va / h (%) va / h (%) vp / h (%) vp / h (%)

0.4 0.5 0.1 0.2 7 (1.5) 25 (4) 5 (1.1) 10 (2)

0.2 0.05 0.1 5 (0.9) 10 (1.5) 3 (0.5) 6 (1)

0.8 1.0 0.2 0.5 6 (1) 15 (1.5) 5 (0.5) 6 (1.3)

0.4 0.5 0.1 0.2

va = pomjeranje zida sa aktiviranjem aktivnih pritisaka zemlje h = visina zida

vp = pomjeranja zida za aktiviranje pasivnog pritiska zemlje h = viina zida

Pasivni odpori ispred temelja gravitacionih potpornih konstrukcija uzimaju se u obzir samo u slijedeim primjerima: - aktiviraju se odgovarajua pomjeranja

konstrukcije, - materijal se nee iskopavati (ostaje raen

teren) - za itavo vrijeme moe se garantovati

odgovarajua zbijenost i kvalitet tla, koja je uzeta u proraunu,

- nee doi do rastresitosti tla, ispiranja ili slabljena karakteristika radi uticaja podzemne vode ili nepovoljnih klimatskih prilika

- nee nastati fuga od krenja tla na spoju izmeu temelja i tla.

9.3.1 Mirni pritisak zemlje Mirni pritisak zemlje po rauna se iz vertikalnih efektivnih napona ' po jednaini:

00 kp = (9.8) Za vodoravna i normalna konsolidovana tla vai jednaina (Jaky):

)( sin10 =k (9.9) za prekonsolidovana tla pa jednaina:

)( OCRk = sin10 (9.10)

pri emu je ugao unutranjeg trenja tla, a OCR faktor prekonsolidacije. Ako je zalee nagnjeno pod uglom u odnosu na horizontalu, onda se koeficient mirnog pritiska tla k0, (za horizontalnu komponentu) rauna po: )( sin10,0 += kk (9.11) 9.3.2 Aktivni i pasivni pritisak zemlje po

Rankinu Rankinova jednaine za aktivni pritisak zemlje pa i pasivni odpor pp su:

( ) aa kckp = 2cos0 (9.12) ( ) pp kckp += 2cos0 (9.13)

Koeficient aktivnog pritiska zemlje ka i koeficient pasivnog pritiska zemlje kp raunaju se po jedinainama:

222

coscoscoscos

=

ak (9.14)

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 32

222

coscoscoscos

+=

pk (9.15)

Ako se radi o ravnom zaleu onda se jednaine pojednostave na:

ckkp apa = 2 (9.16) ckkp ppp += 2 (9.17)

( )2/45tan 2 =ak (9.18)

( )2/45tan 2 +=pk (9.19) U gornjim jednainama je ugao unutranjeg trenja tla, c kohezija, ' efektivni vertikalni naponi i nagib terena zalea. Na slici 9.1 prikazan je tok aktivnih i pasivnih pritisaka na vertikalni zid sa ravnim zaleem i homogenim sastavom tla za nekoherentna tla ( 0, c = 0) i koherentna tla ( 0, c 0).

Slika 9.1: Diagram aktivnih i pasivnih pritisaka Coulombove jednaine za aktivni i pasivni pritisak su:

aa Kp = (9.20) pp Kp = (9.21)

)()( )( )()( )(

2

2

2

coscossinsin1coscos

cos

++++

=

AK (9.22)

)()( )( )()( )(

2

2

2

coscossinsin1coscos

cos

++

+=

PK (9.23)

U koliko je zalee ravno ( = 0), vertikalan zid ( = 0) pojednostave se jednaine za koeficiente aktivnog i pasivnog pritiska zemlje i prelaze u proste Rankinove izraze: ( )2/45tan 2 =aK (9.24) ( )2/45tan 2 +=pK (9.25)

U jednainama Coulombove teorije, oznake su slijedee: = efektivni vertikalni naponi = ugao unutranjeg trenja zemlje = nagib zalea = nagib zida = ugao trenja izmeu zida i tla

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 33

Na slici 9.2 prikazani su predznaci za nagib povrine terena, dok su na slici 9.3 prikazani uticaji nagiba zida i trenja izmeu tla i konsolidacije na smjer rezultante pritiska zemlje.

Slika 9.2: Nagib zalea i zida

Slika 9.3: Primjer uticaja zida na nagib rezultante pritiska zemlje

Na slici 9.4 prikazana su tri razliita gravitaciona zida i uticaji oblika na glavna optereenja teina zida Gzid, teina zemlje iznad pete i konzole Gzem i pritisci zemlje Ea (aktivni) i Ep (pasivni). Pasivni pritisak prikazan je samo na prvom primjeru zida. Kod zida sa konzolom u taki T efektivni vertikalni naponi padnu na vrijednost ' v = 0 kPa, to ima za posljedicu da se na toj dubini ponite vrijednosti aktivnog pritiska zemlje. Na visini h1 uz pretpostavku linearne raspodjele dostie se linija aktivnog pritiska zemlje, kao to je prikazano na slici (9.4c). Visina h1 zavisi od duine konzola Lk i ugla unutranjeg trenja : h1 = lc tan(45+ /2) (9.26)

Slika 9.4: Optereenja gravitacionog zida

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________ 34

10. ODVODNJAVANJE I ZASIPANJE ZALEA GRAVITACIONIH ZIDOVA

Poglavlje odvodnjavanja razmatra slijedee etiri tematske grupe: - odvodnjavanje voda zalea - odvodnjavanje povrinskih voda - zasipanje (zatrpavanje) zalea zida - zasipavanje i uvanje ela zida (prednje

strane). 10.1 Odvodnjavanje voda zalea

10.1.1 Openito U tlu iza zida moe biti prisutna podzemna voda, procjedne brdske vode, a mogu se nalaziti i akumulacije sa brdske strane zida. Ako su potporni zidovi izgraeni u vodi, onda se moraju uzeti u obzir razliiti nivoi voda u koritu, a sa time i nepovoljni uticaji u zaleu zida. Ako se uticaj prisustva vode u zaleu ne spreava, onda se u zaleu konstrukcije pojavljuju dodatni pritisci vode uz istovremeno smanjenje otpora tla na smicanje zasutog klina iza zida. Za spreavanje nepovoljnog djelovanja pritiska vode, potrebno je uraditi efikasno i odgovarajue odvodnjavanje vode iz zalea gravitacionih zidova. Zasnivanje drenanog sistema, koji prestavlja uslov za efikasno odvodnjavanje zalea, zavisi od hidrogeolokih i geomehanikih karakteristika tla, oblika krivulje procjeivanja, propusnosti tla, hemijskog sastava te opasnosti unutranje erozije u nasipu ili raenom tlu iza zalea. Djelovanju sila toka vode iza zalea, najbolje se suprostavljaju kose drenae koje su sa takvim poloajem gotovo neizvodljive. Za pravilan poloaj drenanog sloja treba uzeti u obzir i injenicu da do poveanja aktivnog pritiska tla radi pritiska strujanja vode, moe nastupiti samo kada je podzemna voda stalno prisutna (stacionarna voda) na visini koja prouzrokuje te pritiske. Pritisak na gravitacioni zid se poveava u sluajevima kada, zbog naglih padavina, dolazi do velikog dotoka vode koju izvedena drenaa ne moe blagovremeno odvesti. 10.1.2 Nain izrade drenanih slojeva Drenani sistem mora obezbijediti dovoljan odvod vode iz zalea da konstrukcija ni u tom

sluaju ne bude ispostavljena dodatnom pritisku od zadravanja vode u zaleu. Drenani sistem je sastavljen iz: - drenanog ili filterskog sloja - neprekinute drenane cijevi koja je ugraena po duini drenanog sloja i odvodi vodu u odvodnik. Kod izvoenja drenanih sistema u zaleu zidova, jako vano je, da li se radi o potpornoj konstrukciji kod koje e se naknadno izvoditi nasip u zaleu ili se radi o potpornoj konstrukciji u usjecima sa stabilnim raenim zaleem.

Slika 10.1: Mogue varijante lociranja drenanog sloja z zaleu gravitacionog zida (1 - koherentna tla u zaleu raena ili nasuta, 2 - nepropusna temeljna tla) Imajui na umu, da se drenani sistemi rijedko ili se