Cvjetni podzemna gradnja

Projektiranje građevinske jame SPG “Cvjetni Prolaz”

mr.sc. Krešimir Bolanča, dipl.ing.građ., INSTITUT IGH d.d., Zagreb, Zavod za geotehniku

Dani podzemne gradnje 2011.Građevinski fakultet, Kačićeva 26, Zagreb

DANI OVLAŠTENIH INŽENJERA GRAĐEVINARSTVA, OPATIJA 2011.PODZEMNI DIO SPG “CVJETNI PROLAZ”:1. Dijafragma i piloti podzemne građevine „Cvjetni prolaz“ u Zagrebu (Krešimir

Bolanča – Institut IGH i Gordan Čeliković - Geotehnika Inženjering)

2. Podzemna razuporna konstrukcija stambeno-poslovnog kompleksa „Cvjetni prolaz“ u Zagrebu (Berislav Medić i Hrvoje Mihal – UPI-2M)

3. Tehnologija građenja podzemnih stropnih ploča kompleksa „Cvjetni prolaz“ u Zagrebu (Jozo Jurić - Tehnika)

OVO IZLAGANJE JE 1., NADOPUNJENO SA DJELOVIMA 3.

Projektiranje građevinske jame SPG “Cvjetni prolaz”


• Prezentacija kolege Nikole Sapunara: KAKO SMO GRADILI CVJETNI PROLAZDetaljno opisuje sve faze izvedbe, ali ne i projektiranja



SADRŽAJ IZLAGANJA

1. KRATAK OPIS SPG “CVJETNI PROLAZ”2. ZAŠTO TOP – DOWN I OPIS METODE3. PROJEKTIRANJE ZAŠTITE GRAĐEVINSKE JAME 4. ULAZNI PODACI ZA PROJEKT KONSTRUKCIJE5. IZVEDBA DIJAFRAGME I PILOTA6. OPAŽANJE POMAKA7. TEHNOLOGIJA ISKOPA I IZVEDBE STROPNIH PLOČA8. FOTOGRAFIJE GRADILIŠTA I FOTOGRAFIJE IZVEDENOG OBJEKTA



1. KRATAK OPIS SPG “CVJETNI PROLAZ”

• Smještena u samom centru grada Zagreba unutar bloka omeđenog Ilicom, Gundulićevom, Preobraženskom, Varšavskom i Preradovićevim trgom

• Sa svih strana okružena zgradama (3-9 etaža) sa i bez podruma

• Šest podzemnih i osam nadzemnih etaža

• Tlocrt zgrade je razvedenog tlocrtnog oblika, maksimalnih dimenzija 75,50 x 67,10 m

• Dubina iskopa ispod razine Cvjetnog trga oko 22,4 m

Slika 1. Položaj objekta u gradu Zagrebu

• Prva građevinska jama izvedena top-down metodom u Hrvatskoj



2. ZAŠTO TOP DOWN I OPIS METODE

Prednosti top-down metode u odnosu na sidrene zaštitne konstrukcije:• Smanjenje utjecaja na susjedne zgrade (pomaci)• Uštede na vremenu - eliminira veliki broj geotehničkih sidara• Dijafragma može biti obodni nosivi zid podrumskih etaža • Uštede u vremenu (i troškovima?) izvedbe stropnih ploča na razinama

razupiranja• Istovremeno se mogu izvoditi i podzemne i nadzemne etaže (Cvjetni prolaz!)

Nedostaci ovog tipa građenja:• Potreba temeljenja stupova na armiranobetonskim pilotima • “Složena” rješenja veza stropnih ploča s dijafragmom i pilotima• Potrebna preciznost izvedbe (dijafragme, pilota i ugradnje čeličnih stupova)





u,horizontalni - oko 4 cm

ZGRADA

u,vertikalni???

PASIVNI OTPOR

PRITISAK TLA I VODE

TEMELJNA PLOÈA

-30,00

SILE U SIDRIMA

TEŽINA ZGRADE

Rješenje sa sidrenom dijafragmom:• 6 redova sidara – sloj šljunka debljine

samo oko 5 m - sidra uglavnom u glini –“male” nosivosti i puzanje!!!

• Očekivani horizontalni pomak oko 4 cm• “Veliki” vertikalni pomaci – oštećenja

zgrada• Dijafragma nije obodni nosivi zid

podrumskih etaža • Ne mogu se istovremeno izvoditi

podzemne i nadzemne etaže• Nije prihvatljivo rješenje!!!

Slika 1. Shematski prikaz rješenja sa sidrenom armiranobetonskom dijafragmom

• Top-down metoda izvedbe = izvedba podzemnih etaža odozgo prema dolje• Zaštita bokova osigurana armiranobetonskom dijafragmom pridržanom

stropnim pločama podzemnih etaža (5 razina razupiranja)• Stropne ploče pridržavaju čelični stupovi koji su prethodno direktno ugrađeni u

armiranobetonske bušene pilote• Iznošenje iskopanog tla se obavlja kroz projektirane otvore• AB dijafragma projektirana kao trajna konstrukcija, tj. predstavlja obodni nosivi

zid podrumskih etaža, bez posebne hidroizolacije



SUSJEDNA GRAÐEVINAIlica 11

SUSJEDNA GRAÐEVINAPreobraženska 4



SUSJEDNA GRAÐEVINAVaršavska 4

SU

SJE

DN

A G

RAÐ

EVIN

AV

arša

vska

8

SUSJEDNA GRAÐEVINATrg Petra Preradoviæa 5



SU

SJE

DN

A G

RAÐ

EVIN

AG

undu

liæev

a 5

SU

SJE

DN

A G

RAÐ

EVIN

AG

undu

liæev

a 5


Slika 2.a i b Presjek kroz objekt u smjeru sjever-jug i tlocrt dijafragme i pilota



-1,00

-5,00 PODRUM -1

1 FAZA ISKOPA

-10,00

-12,80

-15,60

-18,40

-22,40TEMELJNA PLOÈA

-30,00

±0,00 - KOTA CVJETNOG TRGA

oko

6,9

m

oko

23,4

mPODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

-1,00

-5,00 PODRUM -1

-10,00

-12,80

-15,60

-18,40


-30,00


oko

6,9

m

oko

23,4

mPODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

-1,00

-5,00 PODRUM -1

-10,00

-12,80

-15,60

-18,40


-30,00


oko

6,9

m

oko

23,4

mPODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

-1,00

-5,00 PODRUM -1

-10,00

-12,80

-15,60

-18,40


-30,00


oko

6,9

m

oko

23,4

mPODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

-1,00

-5,00 PODRUM -1

-10,00

-12,80

-15,60

-18,40


-30,00


oko

6,9

m

oko

23,4

mPODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

-1,00

-5,00 PODRUM -1

-10,00

-12,80

-15,60

-18,40


-30,00


oko

6,9

m

oko

23,4

mPODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

2 FAZA ISKOPA 3 FAZA ISKOPA

4 FAZA ISKOPA 5 FAZA ISKOPA 6 FAZA ISKOPA

Slika 3. Shematski prikaz faza iskopa i izvedbe stropnih ploča



3. PROJEKTIRANJE ZAŠTITE GRAĐEVINSKE JAME

3.1. Projektiranje dijafragme• Dubina iskopa oko 22,4 m ispod razine Cvjetnog trga• Odabrana AB dijafragma d=60 cm, L=29 m, dubina ukapanja ispod iskopa H=7,6

m. Opseg dijafragme O = 281 m. Dijafragma je konačni zid podrumskih etaža• Projektirana kao “bijela kada” – prema Direktivi austrijskog udruženja za beton

– Vodonepropusni betonski objekti – bijele kade, 1999. Svrstano u klasu A2 -Lagano vlažno. Ograničenje širine pukotina u betonu wmax = 0,2 mm

• Posebni prefabricirani armiranobetonski I profili na spoju kampada sa vododrživom gumenom brtvom na pojasnici

• Proračun u fazama iskopa. Metoda konačnih elemenata. Plaxis V8.2, dvodimenzionalni model



KLASE

ZAHTJEVA

KRATKI

OPIS

OPIS POVRŠINE

BETONA

PROCJENA

VLAŽNIH

MJESTA

DOPUŠTENE

NEPRAVILNOSTI NA

POVRŠINI BETONA

DODATNE MJERE PRIMJERI PRIMJENE

As

posebna

klasa

Potpuno

suho

Vizualno

vidljiva vlažna

mjesta

neprepoznatlji

va (tamnija

mjesta)

- -

Obavezno potrebno

građevinsko-

fizikalno ispitivanje

i

kondicioniranje/kli

matizacija prostora

Skladišta za robu

izuzetno osjetljivu na

vlagu

A1 Pretežno

suho

Vizualno

vidljiva

pojedina

vlažna mjesta

(maks. tamnija

mjesta bez

sjaja)

Nakon dodira

suhom rukom

(plošno) na

ruci nama

vidljivih

tragova vode

1‰ površine elementa

dopušten kao vlažno

mjesto. Tragovi vode koji

se suše nakon maks. 20

cm

Potrebno

građevinsko-

fizikalno ispitivanje,

čija posljedica može

biti

kondicioniranje/kli

matizacija prostora

Prometni objekti s

visokim zahtjevima.

Društveni prostori,

skladišta, podrumi

kuća (spremišta),

prostori kućne tehnike

s posebnim zahtjevima

A2 Lagano

vlažno

Vizualno i

ručno vidljiva

pojedina

sjajna vlažna

mjesta

Nije moguće

mjerenje

količine vode

koja otječe.

Nakon dodira

rukom vidljivi

su tragovi

vode

1% površine betona

dopušten kao vlažno

mjesto. Pojedinačni

tragovi vode koji se suše

na površini betona

dotičnog elementa

U posebnim

slučajevima može

biti potrebno

kondicioniranje/kli

matizacija

Garaže, prostori

kućne tehnike

(kotlovnice,

kolektori), prometni

objekti

A3 Vlažno

Pojava vode u

kapljicama sa

stvaranjem

vodenih

tragova

Količina vode

se može

mjeriti u

prihvatnim

posudama

Za zidove, podne ploče i

dijafragme vrijedi: maks.

količina vode po

nepravilnom mjestu

odnosno m' radne reške

dijafragme ne smije

prekoračivati 0,2 l/sat pri

čemu prodor vode po m2

zida u prosjeku ne smije

prekoračivati 0,01 l/sat

Predvidjeti mjere

odvodnje

Garaže (s dodatnim

mjerama, npr.

odvodnim kanalima)

A4 Mokro

Pojedina

mjesta prodora

vode na

podnim

pločama,

zidovima i

dijafragmama

Količina vode

se može

mjeriti u

prihvatnim

posudama

Maks. količina vode po

nepravilnom mjestu ne

smije prekoračivati 2

l/sat pri čemu prodor

vode po m2 zida u

prosjeku ne smije

prekoračivati 1 l/sat

Predvidjeti mjere

odvodnje

Vanjska obloga načina

izvedbe s dvije obloge

Tablica 1. Klase vodonepropusnosti





Klasa zahtjeva A2:• Lagano vlažno • Vizualno i ručno vidljiva pojedina sjajna vlažna mjesta • Nije moguće mjerenje količine vode koja otječe. Nakon dodira rukom vidljivi su

tragovi vode • 1% površine betona dopušten kao vlažno mjesto. Pojedinačni tragovi vode koji

se suše na površini betona dotičnog elementa • U posebnim slučajevima može biti potrebno kondicioniranje/klimatizacija• Garaže, prostori kućne tehnike (kotlovnice, kolektori), prometni objekti

• TREBA BITI DIO UGOVORA!!!



Sastav i karakteristike tla:• Površina teren nakon rušenja kina Zagreba je „uređena“ površina (beton i podloga)

debljine do 40 cm• Ispod betona nasip ukupne debljine između 3,25 m do 3,60 m• Slijede slojevi glina i pjeskovitih glina do dubine između 9,20 m i 9,50 m• Ispod pijeska sloj šljunka debljine između 3 i 5 m. Šljunak je srednje do dobro

zbijen, prahovit i pjeskovit, srednje krupan.• Ispod šljunka slojevi gline visoke do niske plastičnosti, mjestimično prahovite ili s

proslojcima praha ili pijeska. U pojedinim slojevima gline ima i manji postotak valutica šljunka. (OCR≈3-4) čvrsto konzistentno stanje.

Slika 4. Karakteristični rezultati proračuna u Plaxisu – metoda konačnih elemenata



UKUPNI HORIZONTALNI POMACI

-30

-28

-26

-24

-22

-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

00 5 10 15 20 25 30 35 40

ux (mm)

DUBI

NA (m

)

faza1 faza2 faza3 faza4 faza5 faza6

DIJAGRAMI MOMENATA SAVIJANJA

-30

-28

-26

-24

-22

-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0-400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 400

M (kNm)

DUBI

NA (m

)

faza1 faza2 faza3 faza4 faza5 faza6

Slika 5.a i b Dijagrami horizontalnih pomaka i momenata savijanja u dijafragmi – proračunski presjek uz Preobražensku



2.5

3.8

6.0

2.5

5.61 6.15 6.0 6.552K5K1+K22K22K2K4

K2

K4

K1+

K2

• Iskop u kampadama prosječne širine 5,6 – 6,5 m• U kampade ugrađena 2 koša • Nekoliko malih kampada sa jednim košem• Uglovi kopani i betonirani kao jedna kampada zbog vododrživosti• Razmak armaturnih koševa oko 25 cm• Vilice za preuzimanje poprečnih sila• Koševi od 3 dijela, slagani na gradilištu

Slika 6. Prikaz kopanja dijafragme i ugradnje armaturnih koševa



3.2. Projektiranje pilota• Ukupno 82 pilota. Duljine prilagođene opterećenjima. L=8, 10 i 15 m• Preuzimaju opterećenje do završetka temeljne ploče• Naknadno djeluju zajedno sa temeljnom pločom (pile raft foundation)• Odabrani su piloti bušeni pomoću zaštitne kolone Φ120 cm do iznad razine

betoniranja. Ispod razine betoniranja bez zaštitne kolone, Φ108 cm • Proračun nosivosti preko nedrenirane čvrstoće tla – α metoda. Globalni faktor

sigurnosti Fs > 1,8. Prognozirano slijeganje w ≈ 5 mm• Proračun u softwareu SHAFT – simulacija statičkog testa



Qs =2600 kN ; Qb = 2050 kN Qdop = 2580 kN → w = 5 -8 mmQtot = 4650 kN ; Qdop = 4650/1,8 = 2580 kN

Pilot L=8 m

Slika 7.a i b. Nosivost pilota i simulacija slijeganja pilota



4. ULAZNI PODACI ZA PROJEKT KONSTRUKCIJE

• Horizontalne sile u stropnim pločama od pritiska tla i vode – po fazama iskopa

• Winklerovi koeficijenti elastičnih opruga u vertikalnom smjeru:A Na mjestima pilota – za faze prije izvedbe temeljne ploče i nakon izvedbe

temeljne ploče - kv (kN/m‘)B Ispod dijafragme- kv (kN/m‘)C Ispod temeljne ploče – kv (kN/m3)

PROJEKT GRAĐEVINSKE JAME I PROJEKT KONSTRUKCIJE SU CJELINA!!! NE MOŽESE ODVOJITI PROJEKT/PRORAČUN KONSTRUKCIJE OD PROJEKTA/PRORAČUNAGRAĐEVINSKE JAME!!!



PODRUM -1

PODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

P1,2 = 394 kN/m PODRUM -1

PODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

P1,3 = 349 kN/m

P2,3 = 349 kN/m

PODRUM -1

PODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

P1,4 = 346 kN/m

P2,4 = 311 kN/m

P3,4 = 343 kN/m

PODRUM -1

PODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

P1,5 = 349 kN/m

P2,5 = 309 kN/m

P3,5 = 322 kN/m

P4,5 = 474 kN/m

PODRUM -1

PODRUM -2

PODRUM -3

PODRUM -4

PODRUM -5

PODRUM -6

P1,6 = 355 kN/m

P2,6 = 323 kN/m

P3,6 = 322 kN/m

P4,6 = 488 kN/m

P5,6 = 586 kN/m

1 FAZA ISKOPA 2 FAZA ISKOPA 3 FAZA ISKOPA

4 FAZA ISKOPA 5 FAZA ISKOPA

Slika 8. Horizontalne sile u stropnim pločama, proračunski presjek uz Preobražensku



Piloti - primjer pilota L=8 m:• Prije temeljne ploče: kv1 = 2500 kN/0,005 m = 500 000 kN/m‘ – opruga ispod baze• Sa temeljnom pločom: kv2 = 1500 kN/0,007 m ≈ 200 000 kN/m‘ – opruga ispod baze

pilota

Slika 9. Određivanje krutosti vertikalnih opruga ispod baze pilota



Dijafragma:• Paušalno usvojena krutost opruge koja daje pomak od 2 mm za maksimalnu

vertikalnu silu

Temeljna ploča:• Prosječno vertikalno naprezanje od zgrade q ≈ 250 kPa• Rasterećenje iskopom Δσv ≈ 330 kPa Δσv > q

Ipak je usvojena pretpostavka slijeganja od 1 cm (kao da nema pilota)kv, ploča = 250/0,01 = 25 000 kN/m3



5. IZVEDBA DIJAFRAGME I PILOTA

Poduzeće GEOTEHNIKA INŽENJERING d.o.o. iz Zagreba

5.1. Izvedba dijafragme• Prema normi: HRN EN 1538:2008 – Izvedba posebnih geotehničkih radova –

dijafragme• Širina 60 cm, dubina iskopa 29,0 m – najdublja u Zagrebu• Iskop specijalnim strojem, grabilicom širine 250 cm na Kelly šipci• Iskop pod zaštitom bentonitnom isplakom u kampadama prosječne širine 5,5 –

6,5 m. U svaku kampadu ugrađena dva koša• Osiguranje vododrživosti spojeva kampada: Specijalni prefabricirani spojni

elementi koji trajno ostaju ugrađeni. AB I profili sa gumenom brtvom na pojasnici. Spajani od komada duljine 6,0 m pomoću Gewi vijaka.

• Posebna betonska mješavina: C25/30, VDP2, v/c = 0.55-0.6, S-4, dmax =16 mmBetoniranje pomoću kontraktora odozdo prema gore

• Dozvoljeno odstupanje od vertikale imax = 0,5% (vrlo strog uvjet, prema HRN EN 1538:2008 imax = 1%)



Slika 10.a i b Iskop dijafragme



Slika 11.a, b i c Ugradnja spojnog elementa i armaturnih koševa u iskop dijafragme



Slika 12.a, b i c Izvedena dijafragma



5.2. Izvedba pilota• Prema normi: HRN EN 1536:2008 – Izvedba posebnih geotehničkih radova –

bušeni piloti• Bušenje pomoću korpe na Kelly šipci uz zaštitu iskopa kolonama Φ120 cm iznad

zone betoniranja. Ispod zone betoniranja bez zaštitne kolone - Φ108 cm Nakon bušenja:

- Ugradnja armaturnog koša i betoniranje donjeg dijela- Ugradnja i pozicioniranje čeličnog stupa (čelične cijevi)- Sprezanje/betoniranje čeličnog stupa i donjeg dijela pilota- Popunjavanje prostora između kolone i čeličnog stupa šljunkom (smanjenje

duljine izvijanja)• Posebna betonska mješavina: C30/37, v/c = 0.55-0.6, S-4, dmax =16 mm• Dozvoljeno odstupanje od vertikale imax = 0,5% (vrlo strog uvjet, prema HRN

EN 1536:2008 imax = 1%)• Dozvoljeno odstupanje osi čeličnog stupa visinski i položajno ±1 cm



1. FAZA - BUŠENJE

2. FAZA - UGRADNJA ARMATURE

3. FAZA - 1. BETONIRANJE

4. FAZA - UGRADNJA STUPA

5. FAZA - 2. BETONIRANJE

6. FAZA - IZVLACENJE KOLONE I POPUNJAVANJE ŠLJUNKOM

CVRSTA GLINACVRSTA GLINA

ŠLJUNAKŠLJUNAK

GLINAGLINA

Slika 13. Shematski prikaz faza izvedbe pilota i ugradnje čeličnog stupa



Slika 14 a, b i c Izvedba pilota



Slika 15. Ugradnja armaturnog koša Slika 16. Šljunčani zasip oko čeličnog stupa



Slika 17.a, b, c i d Ugradnja čeličnog stupa



6. OPAŽANJE POMAKA

6.1. Opažanje horizontalnih pomaka dijafragme• Pomoću vertikalno ugrađenih inklinometarskih cijevi duljine 15,0 – ugrađene u

gornji segment armaturnog koša dijafragme. Ukupno 7 inklinometarskih cijevi• Geodetski• Svakodnevnom vizualnom kontrolom

6.2. Opažanje pomaka susjednih objekata• Klinometrima. Ugrađeno 7 klinometara neposredno iznad inklinometarskih

cijevi.

Izmjereni horizontalni pomaci su bili do 9 mm što je manje od proračunskihvrijednosti!!!



Slika 18. Horizontalni pomaci dijafragme, inklinometar ugrađen uz Preobražensku



6.3. Opažanje vertikalnih pomaka stupova/pilota• Opažanje pomaka svih stupova i dijafragme pomoću “vodene vage” i geodetski

Izmjereni pomaci su bili 4 -6 mm što je u skladu sa proračunima!!

• Izvedena dva statička testa nosivosti pilota



POMAK GLAVE PILOTA L=8 m

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

40000 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

w (mm)

SILA

(kN

)

Izmjerene vrijednosti Proracun - SHAFT

Slika 19. a, b, c i d Preše za statički test pilota, rezultati testa za pilote L=8 i L=10 mUsporedba izmjerenih i proračunskih pomaka pilota za pilot L=8 m



Slika 20. a i b Shematski prikaz izvedbe stropnih ploča na tlu i na visećoj oplati



7. TEHNOLOGIJA ISKOPA I IZVEDBE STROPNIH PLOČA

VARIJANTA I:betoniranje košuljice na tlu i iskop etaža po etaža

VARIJANTA II:betoniranje na visećoj oplati –ovješenim platformama

Slika 21. Tlocrtna dispozicija oplatnih stolova



Koncept viseće oplate – tlocrtna dispozicija platformi:

Dominantni raster 6.5 m x 6.5 m



Položaj vješaljki je odabran iz uvjeta:- optimalna iskorištenost čeličnih

nosača- minimalne unutarnje sile u stropnoj

ploči (ploča na koju se ’’zavješuju’’)- osiguranje slobodnog prostora za

izvođenje zidova i stupova podzemnih etažaOdabrane su 4 vješaljke radi:

- bržeg spuštanja i niveliranja platformi- manjeg naknadnog krpanja rupa u ab

pločama



OTVOR ZA VERTIKALNI TRANSPORT MATERIJALA



Taktovi iskopa 1-6 s kanalom za odvoz materijala.

Nakon iskopa za pojedini takt izvodi se spuštanje oplate.

Slika 22. Taktovi iskopa



Slika 23. Shematski presjek iskopa i spuštanja oplatnih stolova





8. F

OTO

GRA

FIJE

GRA

DILI

ŠTA

I FO

TOG

RAFI

JE

IZVE

DEN

OG

OBJ

EKTA













HVALA NA PAŽNJI!!!

Documents

Cvjetni podzemna gradnja