of 255/255
Duboko temeljenje i poboljšanje temeljnog tla I 1 UVOD ...................................................................................................... 1 2 OSNOVNE VRSTE TEMELJENJA ......................................................... 4 2.1 PLITKO TEMELJENJE ............................................................................. 4 2.2 PRODUBLJENO TEMELJENJE ................................................................... 5 2.3 DUBOKO TEMELJENJE ........................................................................... 5 2.3.1 Podjela dubokih temelja .................................................................. 6 2.4 HIBRIDNO TEMELJENJE ......................................................................... 8 2.5 TEMELJENJE NA POBOLJŠANOM TLU ....................................................... 9 2.6 POSEBNE VRSTE TEMELJA ................................................................... 10 2.7 PODTEMELJNE GRAĐEVINE .................................................................. 11 3 ODABIR NAČINA I DUBINE TEMELJENJA ....................................... 12 3.1 ODABIR PREMA ZAHTJEVIMA GRAĐEVINE ............................................. 12 3.2 ODABIR PREMA KRITERIJU SLIJEGANJA................................................. 13 4 DUBOKO TEMELJENJE ...................................................................... 14 4.1 PODJELA DUBOKIH TEMELJA PREMA STUPNJU RAZMICANJA OKOLNOG TLA 14 4.2 PRIJENOS USPRAVNIH SILA KOD DUBOKIH TEMELJA ............................... 17 4.2.1 Nosivost na vrh – analiti č ki pristup ................................................ 19 4.2.2 Nosivost trenjem po plaštu ............................................................. 22 5 PILOTI .................................................................................................. 34 5.1 OPĆENITO ......................................................................................... 34 5.2 PODJELA PILOTA PREMA NAČINU IZVOĐENJA ......................................... 38 5.3 PODJELA PILOTA PREMA VRSTI GRADIVA .............................................. 39 5.4 PRIJENOS USPRAVNIH SILA .................................................................. 40 5.4.1 Negativno trenje ............................................................................ 42 5.5 PRORAČUN PILOTA ............................................................................. 44 5.5.1 Pilot optere ć en uzdužnom silom ..................................................... 45 5.5.2 Pilot optere ć en popre č nom silom ................................................... 65 5.6 SLIJEGANJE PILOTA ............................................................................ 83 5.7 MODELSKA ISPITIVANJA ..................................................................... 84 5.8 STATNAMIK TERENSKI POKUS .............................................................. 86 5.8.1 Op ć enito ....................................................................................... 86 5.8.2 Teoretska podloga ......................................................................... 87 5.8.3 Ure đ aji za izvo đ enje pokusa na terenu ........................................... 89 5.8.4 Zaklju č ak ...................................................................................... 97 5.9 GRUPE PILOTA ................................................................................... 98 5.9.1 Opis grupe pilota ........................................................................... 98 5.9.2 Prora č un nosivosti grupe pilota ..................................................... 98

Duboko temeljenje, cijelo za kazalo

  • View
    259

  • Download
    18

Embed Size (px)

Text of Duboko temeljenje, cijelo za kazalo

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla I

    1 UVOD ...................................................................................................... 1

    2 OSNOVNE VRSTE TEMELJENJA ......................................................... 4

    2.1 PLITKO TEMELJENJE ............................................................................. 4 2.2 PRODUBLJENO TEMELJENJE ................................................................... 5 2.3 DUBOKO TEMELJENJE ........................................................................... 5

    2.3.1 Podjela dubokih temelja .................................................................. 6 2.4 HIBRIDNO TEMELJENJE ......................................................................... 8 2.5 TEMELJENJE NA POBOLJANOM TLU ....................................................... 9 2.6 POSEBNE VRSTE TEMELJA ................................................................... 10 2.7 PODTEMELJNE GRAEVINE .................................................................. 11

    3 ODABIR NAINA I DUBINE TEMELJENJA ....................................... 12

    3.1 ODABIR PREMA ZAHTJEVIMA GRAEVINE ............................................. 12 3.2 ODABIR PREMA KRITERIJU SLIJEGANJA ................................................. 13

    4 DUBOKO TEMELJENJE ...................................................................... 14

    4.1 PODJELA DUBOKIH TEMELJA PREMA STUPNJU RAZMICANJA OKOLNOG TLA 14 4.2 PRIJENOS USPRAVNIH SILA KOD DUBOKIH TEMELJA ............................... 17

    4.2.1 Nosivost na vrh analitiki pristup ................................................ 19 4.2.2 Nosivost trenjem po platu ............................................................. 22

    5 PILOTI .................................................................................................. 34

    5.1 OPENITO ......................................................................................... 34 5.2 PODJELA PILOTA PREMA NAINU IZVOENJA ......................................... 38 5.3 PODJELA PILOTA PREMA VRSTI GRADIVA .............................................. 39 5.4 PRIJENOS USPRAVNIH SILA .................................................................. 40

    5.4.1 Negativno trenje ............................................................................ 42 5.5 PRORAUN PILOTA ............................................................................. 44

    5.5.1 Pilot optereen uzdunom silom ..................................................... 45 5.5.2 Pilot optereen poprenom silom ................................................... 65

    5.6 SLIJEGANJE PILOTA ............................................................................ 83 5.7 MODELSKA ISPITIVANJA ..................................................................... 84 5.8 STATNAMIK TERENSKI POKUS .............................................................. 86

    5.8.1 Openito ....................................................................................... 86 5.8.2 Teoretska podloga ......................................................................... 87 5.8.3 Ureaji za izvoenje pokusa na terenu ........................................... 89 5.8.4 Zakljuak ...................................................................................... 97

    5.9 GRUPE PILOTA ................................................................................... 98 5.9.1 Opis grupe pilota ........................................................................... 98 5.9.2 Proraun nosivosti grupe pilota ..................................................... 98

  • Sadraj II

    5.9.3 Djelovanje grupe pilota ................................................................. 99 5.9.4 Proraun slijeganja grupe pilota .................................................. 101

    5.10 VRSTE I NAINI IZVOENJA PILOTA .................................................... 104 5.10.1 Zabijeni piloti .......................................................................... 105 5.10.2 Nabijeni piloti .......................................................................... 109 5.10.3 Utisnuti piloti ........................................................................... 110 5.10.4 Kopani piloti ............................................................................ 111

    6 HIBRIDNO TEMELJENJE .................................................................. 119

    6.1 OPENITO ........................................................................................ 119 6.2 SUSTAV I NJEGOVO DJELOVANJE ........................................................ 119 6.3 PRIMJER HIBRIDNOG TEMELJENJA ...................................................... 125 6.4 ZAKLJUAK ..................................................................................... 126

    7 DUBOKI MASIVNI TEMELJI............................................................. 127

    7.1 OPENITO ....................................................................................... 127 7.2 VRSTE I NAIN IZVOENJA DUBOKIH MASIVNIH TEMELJA ..................... 130

    7.2.1 Kopani piloti velikog promjera ..................................................... 130 7.2.2 Bunari i kesoni ............................................................................ 132 7.2.3 Sanduci ....................................................................................... 139

    8 VIENAMJENSKI ZAHVATI U TLU .................................................. 150

    8.1 OPENITO ....................................................................................... 150 8.2 MIKROPILOTI .................................................................................... 151

    8.2.1 Svrha i djelovanje ........................................................................ 151 8.2.2 Podjela mikropilota prema namjeni .............................................. 155 8.2.3 Podjela mikropilota prema europskim propisima (EN 14199) ........ 158 8.2.4 Podjela mikropilota prema tehnikama izvoenja ........................... 161 8.2.5 Primjeri raznih mogunosti primjene mikropilota .......................... 162

    8.3 MLAZNO INJEKTIRANA TIJELA ........................................................... 164 8.3.1 Openito ..................................................................................... 164 8.3.2 Tehnike izvoenja ........................................................................ 164 8.3.3 Svojstva gotovih stupnjaka i provjera kakvoe .............................. 168 8.3.4 Primjeri primjene mlaznoinjektiranih stupnjaka ............................ 169

    9 POBOLJANJE TEMELJNOG TLA ................................................... 172

    9.1 OPENITO ....................................................................................... 172 9.2 LIKVEFAKCIJA ................................................................................. 173 9.3 ZAMJENA MATERIJALA...................................................................... 174

    9.3.1 Zamjena betonom ili produbljeno temeljenje ................................. 174 9.3.2 Zamjena nasipom traene zbijenosti iznad razine podzemne vode ... 175 9.3.3 Zamjena tla nasipom kod visoke razine podzemne vode ................. 181

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla III

    9.4 STABILIZACIJA TLA DODACIMA ........................................................... 182 9.4.1 Openito ...................................................................................... 182 9.4.2 Stabilizacija plitkih slojeva tla dodacima ...................................... 183 9.4.3 Stabilizacija dubokih slojeva tla .................................................... 184

    9.5 DUBINSKO ZBIJANJE TLA .................................................................... 187 9.5.1 Dinamika stabilizacija tla s povrine ........................................... 187 9.5.2 Dinamika stabilizacija vibriranjem ispod povrine i vibroflotacija 191 9.5.3 Zbijanje i zamjena tla miniranjem ................................................. 198

    9.6 UPRAVLJANJE PROCESOM KONSOLIDACIJE ........................................... 202 9.6.1 Openito ...................................................................................... 202 9.6.2 Predoptereenje ........................................................................... 202 9.6.3 Uspravna drenaa radijalna konsolidacija .................................. 204 9.6.4 Izvedba drenova ........................................................................... 209 9.6.5 Usprevna drenaa s vakuumom...................................................... 212

    9.7 LJUNANI STUPOVI (PILOTI) ............................................................. 215 9.7.1 Openito ...................................................................................... 215 9.7.2 Tehnologije izvoenja ................................................................... 215

    9.8 SLOENE TEHNIKE POBOLJANJA ........................................................ 219

    10 POSEBNE VRSTE TEMELJA .............................................................. 221

    10.1 OPENITO ........................................................................................ 221 10.2 NADOKNADNI TEMELJI ....................................................................... 221 10.3 PLIVAJUI TEMELJI ............................................................................ 224 10.4 VLANI TEMELJI ............................................................................... 225

    10.4.1 Openito ................................................................................... 225 10.4.2 Plitki vlani temelji ................................................................... 225 10.4.3 Duboki vlani temelji ................................................................ 230

    11 PODTEMELJNE GRAEVINE ............................................................ 231

    LITERATURA ............................................................................................... 233

    KAZALO POJMOVA .................................................................................... 242

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 1

    1 UVOD TEMELJ je dio graevine kojim se optereenja iz KONTROLIRANOG nadzemnog

    dijela prenose u PRIRODNU sredinu, tlo, na nain da graevina bude upotrebljiva i

    stabilna. TEMELJ je sastavni dio svake graevine, a oblik temelja i dubina temeljenja

    ovise o vrsti graevine i osobinama tla ispod nje. Temelj nikad nije sam sebi svrha. Na

    slici 1.1 prikazani su osnovni pojmovi vezani uz temelj.

    Slika 1.1 Osnovni pojmovi kod temelja

    Izbor naina temeljena moe se prikazati dijagramom toka, kao na slici 1.2. Nain

    temeljenja ovisan je o nizu imbenika koje je potrebno utvrditi prije projektiranja

    temelja. U protivnom temeljenje moe biti ograniavajui imbenik u ostvarenju

    projektirane graevine kako tehniki tako pogotovo ekonomski. Iz tog razloga

    potrebno je vrlo paljivo pristupiti radnjama opisanim na slici 1.2.

    PRIKUPLJANJE PODATAKA O GRAEVINI, POJEDINOSTIMA IZ PROJEKTA I PODATAKA O PODTEMELJNOM TLU

    PODACI O GEOLOGIJI LOKACIJE

    PRIKUPLJANJE PODATAKA O TEMELJENJU SUSJEDNIH GRAEVINA

    PROGRAM I IZVEDBA ISTRANIH RADOVA

    OCJENA PODATAKA I ODABIR NAINA TEMELJENJA

    Slika 1.2 Postupak projektiranja temeljenja (Collin, 2002. i Reese i dr. 2006.)

    Collin daje izbor izmeu tri mogunosti. Njegov prijedlog mogue je i proiriti.

    Tako Reese i drugi (2006.) uvodi pojam HIBRIDNOG TEMELJENJA. Radi se o

    kombinaciji pilota i ploa poznatoj pod nazivom piled raft za potrebe temeljenja

    PLITKO TEMELJENJE

    TEMELJENJE NA POBOLJANOM TLU

    DUBOKO TEMELJENJE

    HIBRIDNO TEMELJENJE

  • Uvod 2

    izrazito visokih zgrada. Metoda nije nova, (Hooper 1979.; El-Mossallamy1996.), ali joj

    je tek Reese dao ovakav naziv.

    Za odabir vrste i naina temeljenja, osim u najjednostavnijim sluajevima plitkog

    temeljenja, esto je presudan izvoa i oprema s kojom isti raspolae. Nerijetko

    izvoai, za vlastitu tehnologiju, nude i vlastite projekte. Kako se tehnologija i dalje

    razvija tako se temeljenju pruaju sve vee mogunosti projektiranja i izvoenja.

    U posljednjih dvadesetak godina pojavilo se niz novih tehnologija u podruju

    dubokog temeljenja. To se posebno odnosi na tehnologije izrade stupnjaka pilota. Tu

    se moe ukazati na tehniku svrdlanih (CFA) pilota, tehniku mijeanja na licu mjesta

    (Mixed in place, MIP), mlaznog injektiranja, razne vrste mikropilota, i razne vrste

    nabijenih, ljunanih stupova sa ili bez dodatka veziva i armatura.

    Nove tehnologije izbrisale su otru granicu izmeu nosivih, vrstih tijela, pilota,

    uglavnom armiranih i poboljanja temeljnog tla mikropilotima, ljunanim stupovima i

    mlazno injektiranim pilotima. U tom smislu upozorava se itatelj da je na geotehniaru

    vrlo ozbiljna odluka kako e tretirati neku od mjera poboljanja tla. Dok je kod pilota

    djelovanje jasno, kod nekih od novih tehnologija uinci se mijeaju pa nije sasvim

    jasno to su piloti, a to poboljanje tla.

    Tehnika mlaznog injektiranja razvila se iz injektiranja za potrebe brtvljenja pri

    izgradnji velikih brana. Izgradnja velikih brana u Europi i SAD-u je danas gotovo

    zaboravljena, ali je tehnologija injektiranja ostala, napredovala i preobrazila se u vrlo

    korisnu tehnologiju za izvedbu izmeu ostalog i dubokih temelja. To naravno ne

    iskljuuje klasine izvedbe pilota, ali bitno iri mogunost njihove primjene.

    Tehnika izrade mikropilota razvila se iz potrebe izvedbe pilota na mjestima gdje je

    teko doprijeti u tlo glomaznim strojevima, kao na pr. kod sanacije starih temelja kada

    je potrebno raditi u niskim podrumima. Osim te primjene mikropiloti su u upotrebi kao

    mjera poboljanja temeljnog tla. Nose razne nazive i izvode se na razne naine i od

    razliitih materijala, ali se sve svodi na isto, tj. na stupove malih promjera izvedene na

    licu mjesta ili zabijene u tlo. Tehnologije su vrlo razliite. Betonski mikropiloti mogu

    imati armaturu u sreditu poprenog presjeka. Armatura je obavijena malterom

    metodom injektiranja. Sve ostalo su varijante.

    Tehnika izvedbe poboljanja tla, koju u svom dijagramu odluivanja spominje

    Collin (2002.), sastoji se od niza razliitih zahvata. Neki od zahvata su poznati

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 3

    odavno, dok neki spadaju u najnovija dostignua graditeljske tehnologije. Poboljanje

    temeljnog tla moe se podijeliti u dvije osnovne skupine:

    - poboljanje svojstava povrinskih i plitkih slojeva tla;

    - poboljanje svojstava tla koja doseu vee dubine.

    Osnovni smisao poboljanja temeljnog tla je da se povea njegova gustoa i da se

    omogui to bre smanjenje pornog nadpritiska, koji se pojavljuje pri nanoenju

    dodatnog optereenja na zasiena tla male propusnosti. Pri tom se poboljavaju

    ukupna fiziko mehanika svojstva tla.

    Ovaj drugi uinak vezan je s ubrzanjem procesa konsolidacije koji se u takvim

    tlima javlja, a koji izaziva dugotrajni vremenski tok slijeganja.

    Uinak se moe postii izvedbom ljunanih stupova, izvedenih razliitim

    tehnologijama, ali u sutini istog smisla; poveanja gustoe temeljnog tla i ubrzanja

    procesa konsolidacije uinkom radijalnog dreniranja. Za poboljanje svojstava na

    velikim povrinama u plitkim slojevima moe se upotrijebiti dinamika stabilizacija,

    nabijanje povrine tla tekim utegom koji sustavno slobodno pada kao i dubinsko

    vibriranje tla. U poboljanje svojstava plitkih slojeva spada i zamjena povrinskih

    slojeva tla uz upotrebu geotekstila, koji tlu dodaje vlanu vrstou i omoguuje

    odvajanja slojeva razne krupnoe bez potrebe izvedbe filtarskog sloja. Tu takoer

    spadaju razne tehnike zamjene temeljnog tla mjeavinom tla i veziva. I posljednje, ali

    ne i konano, tu spadaju razliite tehnike izvedbe mikropilota, mlazno injektiranih

    stupnjaka i slini zahvati u tlu ispod temelja.

  • Osnovne vrste temeljena 4

    2 OSNOVNE VRSTE TEMELJENJA Klasifikacija temeljenja po vrstama naizgled je jednostavna. Razni autori

    priklanjaju se raznim podjelama prema vlastitom iskustvu i nahoenju. U ovom radu prikazat e ih se nekoliko, s tim da je detaljna podjela prijedlog autora, kao rezultat dugogodinjeg iskustva.

    Jednu od podjela dao je Meyerhof (1951.) na nain prikazan na slici 2.1. To je

    teoretska podjela po odnosu tla izvan temelja i poloaja temeljne plohe. Da bi zadatak

    mogao rijeiti, Meyerhof je morao odabrati geometriju koja e posluiti za odreivanje

    potrebnih jednadbi ravnotee.

    Osim toga za potrebe numerikog rjeenja potrebno je zasebno razmatrati temelje

    krunog poprenog presjeka i kvadratnog poprenog presjeka, uz uvjet hrapave dodirne

    povrine temelj-tlo. Pretpostavka je da nije mogue da povrina na dodiru temelj tlo

    bude savreno glatka.

    a)= -90 b)-90

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 5

    2.2 PRODUBLJENO TEMELJENJE

    To je svako ono temeljenje koje je dublje od plitkog, tj. temeljna stopa se nalazi

    dublje od najmanje potrebne dubine, a da zadovolji uvjete dozvoljenog slijeganja i

    potrebne nosivosti. Po drugoj definiciji pod produbljenim se temeljima smatraju oni

    temelji ija je temeljna ploha na dubini za koju vrijedi da je Df>B.

    Produbljeno temeljenje se moe izvesti s razloga da se izbjegne temeljenje na loijim,

    povrinskim slojevima tla u istovrsnom materijalu ili da se proe kroz jedan geoloki sloj

    na pr. kvartarni, i dohvati vrsta stijenska podloga, dobro zbijeni slojevi ljunka i slino.

    Produbljeno temeljenje ne podrazumijeva nikakve dodatne zahvate u zatiti

    graevne jame niti izvedbu bilo kakvih zamjena i poboljanja tla ispod temeljne plohe.

    Tim pretpostavkama je odreena i mogua dubina izvedbe produbljenog temeljenja.

    2.3 DUBOKO TEMELJENJE

    Duboko temeljenje je svako ono temeljenje pri kojem je dubina temeljena Df>4B,

    gdje je B irina temeljne stope, ispod najnie kote graevine koju temelj nosi, a

    uspravno se optereenje na tlo, osim preko dodirnog pritiska temeljne plohe, prenosi

    barem dijelom i trenjem po platu tijela ugraenog u tlo.

    Iznimku ine oni piloti, koji optereenje predaju izravno na vrstu stijensku

    podlogu, pa se ne moe ostvariti pomak i neki masivni temelji izvedeni tehnologijom

    bunara, kod kojih se ne moe ostvariti trenje po platu.

    Duboko temeljenje primjenjuje se kod sloenijih graevinskih zahvata, kada

    temeljno tlo, na dohvatljivoj dubini koja odgovara plitkom ili produbljenom

    temeljenju, nema svojstva koja mogu zadovoljiti traenu kakvou s obzirom na

    slijeganja i /ili nosivost. Duboko temeljenje primijeniti e se i kod temeljenja u

    dubokoj vodi u kombinaciji sa sloenim geotehnikim zahvatima. Upravo je temeljenje

    u dubokoj vodi uzrokovalo razvoj tehnologija koje danas omoguuju radove svrstane

    pod naziv duboko temeljenje.

    Duboko temeljenje velikim je dijelom izvodljivo zahvaljujui naglom razvoju

    tehnologije. Duboki temelji se mogu podijeliti na podskupine ovisno o obliku temelja i

    prijenosu sila u tlo.

  • Osnovne vrste temeljena 6

    2.3.1 Podjela dubokih temelja

    Nove tehnologije uvjetovale su pojavu novih vrsta dubokih temelja. Nastavno je

    klasina podjela dubokih temelja dopunjena s mogunou koritenja nove tehnologije.

    Osnovni oblici dubokih temelja mogu se prikazati kako slijedi:

    - duboki masivni; pojedinani temelji velikih tlocrtnih dimenzija (kesoni, bunari i sanduci), graevine koje s temeljem ine jedinstvenu cjelinu, kao na primjer

    priobalne graevine.

    Slika 2.2 Duboki masivni temelji izvedeni iskopom (primjer bunara i kesona)

    - duboki masivni temelji prelazni tip ka pilotima, izvedeni nekom od metoda poboljanja tla. Metoda omoguava izvedbu ojaanog masivnog bloka ispod

    povrine koju je potrebno temeljiti. Nosivost ovakvog bloka rauna se kao

    nosivost dubokog masivnog temelja koji nosi na trenje po platu i na temeljenju

    plohu. Ako su ojaana tijela dovoljno daleko, pretvaraju se u grupu pilota ili u niz

    pojedinanih pilota.

    Slika 2.3 Duboki masivni temelj od poboljanog tla (raznih tehnologija izvedbe)

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 7

    - piloti i/ili ralanjeni duboki temelji; koji mogu optereenje prenositi po principu jedan pilot jedan stup (pilon) ili mogu biti s naglavnom konstrukcijom spojeni u

    grupe koje prenose optereenje s graevine preko naglavne konstrukcije na pilote

    pa u tlo.

    PILOTIuspravnikosi

    NAGLAVNA GREDA

    STUPNAGLAVNA PLOA

    POTPORNI ZID

    Slika 2.4 Duboki, ralanjeni temelji-piloti (primjer)

    - piloti izvedeni od elemenata dijafragmi; ovisi o tlocrtnom obliku i rasporedu panela da li e se tretirati kao piloti izduenog tlocrta ili kao duboki masivni

    temelj.

    Na slici 2.5 prikazani su mogui tlocrtni oblici ovakvih dubokih temelja.

    do 2,5 mdo 2

    ,5 m

    Slika 2.5 Tlocrtni oblici dubokih temelja izvedenih od panela tehnologijom dijafragmi

    i/ili mixed in place (MIP) tehnologijom

    Ovo su samo osnovni primjeri iako nisu svi.

    Teko je povui otru crtu izmeu dubokog temeljenja i poboljanja temeljnog tla.

    Tehnologije mijeanja tla i veziva, kao i tehnologija mlaznog injektiranja mogu biti

    duboki temelji ali i vrsta poboljanja tla. Veina ovih tehnologija omoguava stvaranje

    uspravnih tijela boljih svojstava od okoline, u tlu. I ovdje ovisi o obliku podzemnog

    tijela, koji e se raunski postupak primijeniti na ovakav tip dubokog temeljenja.

  • Osnovne vrste temeljena 8

    ljunani, nabijeni piloti uglavnom slue za poboljanje temeljnog tla ali uz dodatak

    cementnog veziva mogu postati nearmirani, nabijeni piloti. Mikropiloti su prvenstveno sluili za

    poboljanje svojstava tla, ali mogu sluiti u obje svrhe. Pitanje je koncepta rjeenja i

    proraunskog postupka odgovarajueg za predvieni zahvat. Nove tehnologije proirile su

    mogunost primjene istih tehnologija izvedbe za razliite geotehnike zahvate jer se isti tipovi

    tijela izvedenih u tlu koriste i u druge svrhe, na primjer za zatitu graevnih jama.

    Iz tih razloga je gornju podjelu dubokih temelja potrebno shvatiti veoma uvjetno. Na

    geotehniaru je da procijeni o kakvom se zahvatu radi i da ga prorauna i dimenzionira tako da

    graevina, koju nosi, bude sigurna i stabilna, bez obzira na to kako zahvat u tlu nazvali.

    Slika 2.6 Ureaj za Mixed in place (MIP) izvedbu panela u tlu (Bauer, 2004. WEB 1)

    2.4 HIBRIDNO TEMELJENJE

    To je vrsta temeljenja u kojem optereenja od graevine u tlo prenosi ploa

    potpomognuta pilotima. Ovaj nain temeljenja pod nazivom piled raft poznat je od

    poetka 80-tih godina prolog stoljea pod navedenim imenom (Hooper 1979.). Izuzetno

    visoke i teke graevine pokazale su potrebu za sve sloenijim temeljenjem te je navedeni autor

    dao pregled svojstava ovakvog naina temeljenja u britanskim CIRIAreport (Hooper, 1979.)

    Naziv hibridno temeljenje ovaj je nain temeljenja dobio naknadno u radovima El-

    Mossallamy i Franke, 1997. i kasnije. Reese (2006.) daje za primjer temeljenja

    nebodera sa slike 2.7.

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 9

    Slika 2.7 Neboderi u Frankfurtu n/M, na hibridnim temeljima (Reese i dr, 2006.,

    prema El-Mossallamy i Franke, 1997)

    2.5 TEMELJENJE NA POBOLJANOM TLU

    Ovdje spadaju svi zahvati u tlu ispod temelja, koji rezultiraju izvedbom plitkog

    temelja po definiciji iz stavka 2.1, ali ne preuzimaju ulogu temelja. Drugim rijeima

    ovdje spadaju najrazliitiji zahvati za poboljanje temeljnog tla u smislu njegovih

    svojstava prvenstveno stiljivosti, a naravno i nosivosti.

    Prema dananjem stanju tehnologije to su:

    - zamjena materijala sa zbijanjem, sa ili bez upotrebe geotekstila; - stabilizacija tla raznim vezivima; - dinamiko zbijanje tla s povrine; - dubinsko vibriranje tla;

  • Osnovne vrste temeljena 10

    - ubrzavanje procesa konsolidacija uspravnim drenovima; - poveanje gustoe tla ugradnjom ljunanih pilota; - poboljanje svojstava tla ugradnjom ljunanih pilota uz vibriranje; - poboljanje svojstava tla mlaznim injektiranjem; - poboljanje svojstava tla sustavom mikropilota; - i drugo.

    2.6 POSEBNE VRSTE TEMELJA

    Posebne vrste temelja, kod kojih namjena graevine zahtijeva odreenu dubinu,

    mogu zadirati duboko ispod razine podzemne vode. Tada na njih ima uinak uzgon,

    koji se ne moe zanemariti. To takoer mogu biti graevine koje se jednim svojim

    dijelom nalaze potopljene u vodu (suhi dokovi, brodske prevodnice, crpne stanice).

    Takve graevine zahtijevaju posebne zahvate osiguranja protiv negativnog uinka

    uzgona.

    Osim uzgona na temelje ponekad djeluju dovoljno velike vlane sile, koje

    zahtijevaju posebne zahvate za njihovo savladavanje. To takoer zahtijeva posebne

    zahvate kod temeljenja. U toj grupi prema odnosu pritisaka na temeljnu plohu i teine

    graevine moe se izvriti podjela na:

    zamjenjujue temelji; dimenzionirani tako da je u toku koritenja graevine dodirni pritisak temelj-tlo priblino jednak nuli. To su krute, sanduaste

    konstrukcije, ukopane u tlo do potrebne dubine. Ovakvi temelji proraunski

    (teoretski) ne izazivaju dodatna slijeganja.

    plivajui temelji; kod kojih je uzgon u toku koritenja graevine vei od njene korisne teine. Takve je temelje potrebno dodatno povezati s tlom da

    ne doe do isplivavanja graevine. Pri tom se mogu koristiti vlani piloti,

    geotehnika sidra i neka druga tehnoloka rjeenja.

    vlani temelji, koji moraju preuzeti vlane sile da bi graevine bila stabilna i sigurna. Mogu biti gravitacioni, kad vlane sile preuzimaju vlastitom

    teinom, vlani piloti, geotehnika sidra i slino.

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 11

    2.7 PODTEMELJNE GRAEVINE

    Ove se graevine javljaju u podrujima pojave moguih proloma tla ili pojave

    kaverni i pukotina velikih dimenzija. To su graevine koje moraju preuzeti

    optereenje s povrine i pri tom premostiti dio prostora na koji nije mogue osloniti

    temelje. Svaka ovakva graevina je sasvim posebna i neponovljiva. Na geotehniaru je

    da potrai optimalno rjeenje za svaki pojedini sluaj.

    Slika 2.8 Kaverna ispod brze ceste Splin Klis na mjestu umjetnog tunela Klis Grlo

    (Roje-Bonacci i dr. 1993.)

    Kaverna sa slike otkrivena je sluajno, prilikom miniranja za temelj srednjeg stupa

    umjetnog tunela Klis-Grlo. Iskop je izveden u povrinskoj zoni kra koja je intenzivno

    okrena i puna kaverni i pukotina, praznih i/ili ispunjenih glinom crvenicom. Ovakve

    pojave su vrlo opasne ako ostanu neotkrivene. Dio temelja za srednji stup umjetnog

    tunela i dio ceste na kojem je otkrivena kaverna premoten je odgovarajuom AB

    ploom.

  • Odabir naina i dubine temeljenja 12

    3 ODABIR NAINA I DUBINE TEMELJENJA Najmanja dubina temeljenja odreena je propisima. Mora zadovoljiti uvjet da temeljna

    ploha bude ispod dubine smrzavanja. Za Hrvatsku je to 0,8 m ispod povrine terena.

    U klimatskim predjelima koji su dugotrajno pod utjecajem vrlo niskih temperatura vrijede

    sasvim drugi uvjeti za temeljenje. itatelja se upuuje na literaturu (Phukan, 1991.)

    3.1 ODABIR PREMA ZAHTJEVIMA GRAEVINE

    Ovaj odabir prvenstveno se oslanja na potrebe graevine, ne vodi rauna o

    osobinama temeljnog tla. Odabir je prikazan u tabeli 3.1.

    Tabela 3.1 Tipina graevina i njeni temelji

    GRAEVINA SVRHA NOSIVI SKLOP TEMELJ

    ZGRADA Omeuje i zatvara

    prostor zidovi, stupovi,

    ploe, grede samac, traka, ploa

    MOST VIJADUKT

    Savladava vee raspone u prostoru

    grede, ploe, okviri, reetke, lukovi, stupovi, piloni,

    zatege

    samci, ploe, vlani temelji

    POTPORNA GRAEVINA

    Savladava visinske razlike u terenu

    masivni zid, ploe trake, sidra

    BRANE Savladava denivelaciju

    vode masivni zid, ljuska,

    nasip trake, ploe

    DIMNJACI, STUPOVI, PILONI,

    TORNJEVI

    Dosizanje velikih visina (antenski,

    dalekovodni, iare)

    masivne, vitke konstrukcije,

    reetke

    samci, ploe, vlani temelji

    REZERVOARI, SILOSI

    Skladitenje rasutih tereta, tekuina i

    plinova

    kugle, valjci, saaste elije

    ploe, trake, rotilji

    STAZE DIZALICA Kretanje na inama

    (nema diferencijalnog slijeganja)

    zidovi, grede na vie leajeva na stupovima, kao podloga inama

    kontinuirani, kruti nosai; nosa na el.

    podlozi

    PODOVI (prostori s tekim

    vozilima i sl)

    Oslanjanje i prevoz tekih tereta

    ploe ploe na elastinoj

    podlozi

    AERODROMSKE PISTE

    slijetanje i uzlijetanje zrakoplova

    kolnika konstrukcija

    posebnih zahtjeva

    ploni elastini nosa na el.

    podlozi

    KOLNICI podloga za vozila na (gumenim) kotaima

    kolnika konstrukcija

    ploni elastini nosa na el.

    podlozi

    KOLOSJECI inska vozila ine na pragovima linijski elastini

    nosa na el. podlozi

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 13

    Openito gledajui, pobrojane su graevine po namjeni, a ne po vrsti nosive

    konstrukcije. Odabir pokazuje da u graevinarstvu i nema tako velike raznolikosti u

    vrsti graevina, koliko bi se moglo oekivati. U tabeli su pobrojane iskljuivo vrste

    plitkog temeljenja, jer je graevina povezana iskljuivo s potrebnom vrste temelja, ali

    ne i s potrebnom veliinom nosivosti i slijeganja.

    3.2 ODABIR PREMA KRITERIJU SLIJEGANJA

    Vrstu temelja potrebno je prilagoditi vrsti tla te vrsti i namjeni graevine. Vrsta i namjena graevine uvjetuju veliinu ukupnih i diferencijalnih slijeganja. Vrste temelja, ovisno o kakvoi temeljnog tla i vrsti nosive konstrukcije, mogu se podijeliti na nain prikazan u tabeli 3.2.

    Tabela 3.2 Odabir naina temeljenja prema zahtjevima GRAEVINE i svojstvima tla

    a) malo stiljiva tla, male deformacije;

    NOSIVA KONSTRUKCIJA VRSTA TEMELJA

    graevine na stupovima, reetke i sl. temelji samci

    graevine sa zidovima, ljuske i sl. temeljne trake

    b) jae stiljiva, nehomogena tla, vee deformacije;

    NOSIVA KONSTRUKCIJA VRSTA TEMELJA

    graevine na stupovima, reetke i sl. temeljni nosai temeljni rotilji

    graevine s nosivim zidovima, ljuske temeljni rotilji temeljne ploe

    zidovi i stupovi, ljuske, sanduci temeljni rotilji temeljne ploe

    c) slabo nosiva i jako stiljiva tla;

    NOSIVA KONSTRUKCIJA VRSTA TEMELJA

    sve vrste graevina osim nasipa duboko temeljenje

    hibridno temeljenje

    sve vrste graevina i nasipi temeljenje na poboljanom tlu

    d) temeljenje na tlu razliitih osobina;

    NOSIVA KONSTRUKCIJA VRSTA TEMELJA

    sve vrste graevina osim nasipa podtemeljne graevine

  • Duboko temeljenje 14

    4 DUBOKO TEMELJENJE Prvi tip dubokih temelja bili su piloti (ipovi), na kojima su ljudi jo u davna vremena

    temeljili nastambe, sojenice, u movarama i plitkim vodama, da bi se na taj nain osigurali

    od napada neprijatelja. Taj tip dubokog temeljenja je samo slian dananjem tipu dubokih

    temeljenja na pilotima, jer je dubina zabijanja tih davnih drvenih pilota reda veliine

    dananjeg poimanja produbljenog temeljenja. Postoji podatak za Veneciju da su piloti dugi 2-5 m promjera =20cm, zabijani runim nabijaima s privremene skele. Na slian nain

    temeljeni su u povijesti mnogi europski gradovi.

    Razvitkom tehnologije, naroito pojavom parnog stroja, pojavili su se prvi

    graevinski strojevi na parni pogon. Oni su omoguili nagli razvoj dubokog

    temeljenja. Nabijai ili makare na parni pogon mogle su zabiti due i deblje pilote.

    Industrija elika uvjetovala je pojavu elinih cijevi, koje su kljune u mnogim

    tehnologijama dubokog temeljenja ili kao elementi temelja ili kao dijelovi strojeva za

    izvedbu dubokih temelja. Osim cijevi pojavljuju se razliiti elini profili koji se

    koriste pri izradi dubokih temelja. Pojavio se kompresor na parni pogon i omoguio

    izvedbu kesona kao tipa masivnog dubokog temelja na principu ronilakog zvona.

    Kraj 19. i poetak 20. stoljea izvrili su revolucionarne promjene u tehnolokim

    mogunostima koje ni danas nisu zavrile.

    U ovom poglavlju razmotriti e se duboko temeljenje na dananjoj razini upotrebe.

    4.1 PODJELA DUBOKIH TEMELJA PREMA STUPNJU RAZMICANJA OKOLNOG TLA

    Uz sva teoretska razmatranja i podatke koji se mogu nai u literaturi, vrlo je

    nesigurna procjena nosivosti dubokih temelja. Teko je dobiti stvarne vrijednosti

    parametara vrstoe na smicanje koji su za proraune potrebni, a jo je nesigurniji

    podatak o vodoravnim pritiscima pomou kojih se rauna nosivost po platu. Stoga su

    Ng i ostali (2004.), na temelju analize literature (GEO, 96) i vlastitih iskustava

    predloili podjelu prema veliini razmicanja okolnog tla prilikom izvedbe dubokih

    temelja. Oni su dali naglasak na pilote ali je njihovu podjelu mogue poopiti na sve

    duboke temelje. Poznato je da je trenje po platu ovisno o koeficijentu bonog tlaka

    Ks koji varira od KA (koeficijent aktivnog pritiska) do KP (koeficijent pasivnog

    otpora) preko K0 (koeficijent tlaka mirovanja), ovisno o tome koliko je tlo razmaknuto

    prilikom izvedbe dubokih temelja.

    Tu injenicu koristi Ng i ostali (2004.) te dijeli duboke temelje (u konkretnom

    sluaju pilote) na slijedei nain:

    duboki temelji, piloti koji jako razmiu tlo, svi piloti koji se zabijaju ili nabijaju u tlo, a sami imaju znaajnu zapreminu; drveni i armirano betonski predgotovljeni

    piloti promjera 250 do 450 mm, duine do 20 m; prednapregnuti armiranobetonski

    piloti promjera 400 do 600 mm, eline i betonske cijevi zatvorene na vrhu,

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 15

    nabijeni piloti, betonirani u nabijenoj zatvorenoj cijevi na licu mjesta, promjera do

    600 mm;

    duboki temelji, piloti koji malo razmiu tlo, valjani elini profili kao na pr. Hprofili, cijevi s otvorenim vrhom i slini profili male vlastite zapremine, koji u tlu

    zahtijevaju malo prostora i

    duboki temelji i piloti koji ne mijenjaju gustou okolnog tla, koji se izvode iskopom tla sa ili bez zatite iskopa i zatim ugradnjom drugog gradiva, najee

    betona, u izvedeni iskop. U ovu grupu spadaju svi kopani i bueni piloti, elementi

    dijafragme koji se koriste s obzirom na nain prenoenja optereenja kao piloti i

    slini elementi. Tu se takoer mogu ubrojiti neki duboki temelji tipa bunara i

    kesona.

    U ovu podjelu autori nisu ukljuili tehnologije mlaznog injektiranja i mixed in

    place tehnologije, ali bi se one mogle svrstati u grupu temelja koji lokalno razmiu

    okolno tlo, ali ga ukupno ne razmiu bitno.

    Prednosti i mane ovih pilota i dubokih temelja dane su u tabeli 4.1.

    Tabela 4.1 Prednosti i mane pilota prema stupnju razmicanja okolnog tla (Ng i dr. 2004.)

    a) bez iskopa tla, jako razmicanje tla

    prednosti mane

    a) gradivo provjerene kakvoe a) mogu se otetiti prilikom ugradnje

    b) prilagodljiva duina elinih i utisnutih pilota

    b) nema mogunosti provjere kojom bi se potvrdili uvjeti u tlu dobiveni iz podataka istranih radova

    c) ugradnja neovisna o razini podzemne vode

    c) pomaci tla mogu uzrokovati pomake ili otetiti ve ugraene pilote, podzemne instalacije i druge graevine

    d) nema odlaganja tla d) izvedba je vrlo buna

    e) podaci o zabijanju mogu se usporediti s podacima penetracija

    e) vibracije mogu izazvati nepoeljne uinke na okolinu

    f) nekoherentno tlo se zbija ime se poboljava nosivost i krutost

    f) ne mogu se izvoditi u visinski ogranienom prostoru

    g) pogodni su za nastavljanje stupova za gornju graevinu

    g) mogu prouzroiti poveane porne pritiske i naknadno negativno trenje

    h) relativno su jeftini h) duina predgotovljenih pilota mora se prilagoditi mogunostima prijevoza i prilikama na mjestu ugradnje

    i) teki strojevi zahtijevaju opsenu pripremu gradilita na loem temeljnom tlu

    j) potekoe pri savladavanju podzemnih prepreka (samci, kruti, krupni otpad)

    k) svjee betonirani nabijeni piloti u prvo su vrijeme osjetljivi na razna oteenja svjeeg betona

  • Duboko temeljenje 16

    b) bez iskopa tla, s malim razmicanjem

    prednosti mane

    a) vrijedi isto kao za prethodne po a), b), c), d), e) i g)

    a) isto kao za prethodne pod a), b), f) i i)

    b) prouzrokuju maje razmicanje tla i manje vibracije pri ugradnji

    c) duboki temelji i piloti izvedeni strojnim iskopom tla

    a) nema opasnosti od razmicanja tla

    a) rizik od gubitka nekoherentnog tla prilikom iskopa, mogua smanjena nosivost i slijeganje okolnog tla

    b) duina moe biti promjenjiva

    b) osjetljivi na oneienje ili suenje pri betoniranju u nestabilnom tlu

    c) mogua usporedba s podacima istranih radova

    c) kakvou ugraenog betona mogue je provjeriti jedino jezgrovanjem

    d) nosivost je neovisna o uvjetima izvedbe

    d) pri znaajnom protoku vode moe biti smanjena kakvoa betona

    e) manja buka i trenja u usporedbi sa zabijenim i nabijenim

    e) iskopani materijal zahtijeva odlagalite to poveava troak

    f) mogu postii velike dubine

    d) duboki temelji i piloti izvedeni runim iskopom tla

    a) kao od a) do e) za strojni iskop

    a) kao prethodni a), c) i e)

    b) koritenje ekonomski usporedive radne snage

    b) veliki rizik za sigurnost ljudi

    c) ne zahtjeva veliku pripremu terena oko mjesta izvedbe

    c) mogunost pojave hidraulikog sloma

    d) ne smetaju samci i sline zapreke

    d) mogunost deformacije tla i susjednih zgrada uslijed sputanja razine podzemne vode

    e) omoguuje neprekidan rad u smjenama

    e) rad vrlo nezdrav za radnike

    g) mogu se izvoditi veliki promjeri

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 17

    4.2 PRIJENOS USPRAVNIH SILA KOD DUBOKIH TEMELJA

    Duboki temelji prenose optereenja od graevine u tlo dodirnom plohom temelj-tlo

    i trenjem po platu. Plat je kod ovakvih temelja znatnih povrina te se njegov udio u

    prijenosu sila ne smije zanemariti. Piloti koji se oslanjaju na vrstu stijenu i neke vrste

    bunara, nose iskljuivo na dodirnu plohu temelj tlo, tj. na vrh. Ili se trenje po platu

    ne moe ostvariti jer nema pomaka ili je, kod bunara, trenje namjerno bitno smanjeno

    radi lakeg sputanja.

    Na slici 4.1 prikazan je nain prenoenja sila u tlo pomou dubokih temelja.

    Q

    qf q

    tq

    t D

    Q

    qf

    qt q t DW W

    masivni duboki temelj pilot ili bunar

    q *(A )>>q *O*Df b tq *(A ) q *O*Df b tO

    Slika 4.1 Prijenos sila preko vrha i po platu

    Nosivost dubokih temelja u uspravnom smjeru, moe se izraziti preko veliine

    ukupne sile:

    Q=Qv+Qp -W (4.1)

    gdje je:

    bfv A*q=Q , (4.2)

    sila na temeljnoj plohi, a

    n

    nntnp D*O*q=Q (4.3)

    sila koju takav temelj moe preuzeti trenjem po platu. Sila W je vlastita teina

    temelja.

    U jednadbama 4.1 do 4.3 i na slici 4.1 je:

    qf - nosivost na vrh, na dodirnoj (vodoravnoj) plohi temelj tlo;

    Ab - povrina dodirne plohe temelj - tlo (vrha pilota);

  • Duboko temeljenje 18

    n - broj slojeva sa znaajnim trenjem po platu;

    q tn prosjena nosivost trenjem po platu pojedinog sloja;

    On - opseg dijela temelja koji nosi po platu;

    Dn - dio dubine temelja na kojem se ostvaruje trenje. *Eurocode 7 uvodi pojam: projektna nosivost Rcd koja je izraena kao :

    Rcd= Rsk/s+Rbk/b (4.4)

    gdje su s i b parcijalni koeficijenti sigurnosti za trenje po platu i nosivost na vrh;

    si

    n

    1siksk AqR =

    (4.5)

    je ukupna sila po platu;

    bbkbk AqR = (4.6)

    je ukupna sila na vrh.

    Pri tome je Asi povrina plata u i-tom sloju, Ab povrina poprenog presjeka vrha

    pilota, qsik nosivost na trenje po platu i-tog sloja, qbk nosivost na vrh.

    Duboki masivni temelji se prema EUROKOD 7 raunaju prema pravilima za

    temelje samce, trake i ploe (Norma, poglavlje 6, 6.1 (2)). Za pilote EUROKOD 7 ima

    posebne upute i zahtjeve.

    Proraun prema EUROKOD 7 dubokih masivnih temelja vri se prema:

    1) kritinom graninom stanju kojim se odreuje: opa stabilnost, nosivost, otpor klizanju, uinak velikih ekscentriciteta i slom graevine uslijed pomaka temelja,

    ili prema:

    2) graninom stanju uporabivosti kojim se odreuje: slijeganje (trenutno, konsolidacijsko, sekundarno puzanje), izdizanje (bujanje), provjera na vibracije.

    Nain odreivanja nosivosti pilota tj. odabir moguih metoda za proraun dan je u

    poglavlju 5.5, prema preporukama danim u EUROKOD u 7.

    Na slici 4.1 vidljiva je razlika utjecaja pojedine nosivosti, ovisno o obliku dubokog

    temelja. Pri tome je O-opseg temelja, a D-dubina na koju djeluje trenje po platu.

    Trenje po platu mnogo je znaajnije kod pilota i pilona, a ponekad i kod bunara, nego

    kod dubokih masivnih temelja tipa kesoni i sanduci.

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 19

    Za proraun udjela plata u prijenosu sila potrebno je dobro poznavanje

    raspodjele vrsta tla i njihovih parametara vrstoe po dubini do dna temelja.

    Za proraun nosivosti na vrh i dodatnih naprezanja koja bi mogla izazvati

    slijeganje ispod dubokih temelja, potrebno je poznavanje osobina tla na koti dna

    temelja i na dijelu dubine ispod dodirne plohe temelj-tlo, koja je znaajna za

    proraun slijeganja. Iako su duboki temelji teke graevine, oni zahtijevaju i znatan

    iskop tla, te vlastita teina iako znaajna, ne utjee bitno na poveanje dodatnih

    naprezanja u tlu koja izazivaju slijeganje. Ovo se ne odnosi na zabijene i nabijene

    pilote. Prilikom prorauna ukupnog tereta koji temelj prenosi na tlo, teinu ovih

    temelja treba uzeti u raun.

    Plat, osim to pomae pri noenju moe biti i jedini prijenosnik sile (na pr. kod

    pilota malog promjera), ali moe u odreenim uvjetima doi pod utjecaj negativnog

    trenja i poveati ukupnu silu koju duboki temelj mora prenijeti na vrh.

    Kod nekih vrsta dubokog temeljenja kao to su kesoni i bunari, koji se izvode na

    nain da se potkopavaju do trenutka dok ne izazovu slom tla ispod noa uslijed

    optereenja vlastitom teinom, moe trenje po platu biti nepovoljan inilac. Osim

    vrstoe tla ispod noa takav temelj mora savladati i trenje po platu u trenutku

    sputanja, jer ako se to ne dogodi temelj e ostati visjeti na platu. Prilikom sputanja

    moe se tako oblikovati no da se oko plata temelja ostvari aktivno stanje granine

    ravnotee, to daje najmanju vodoravnu silu od koje ovisi trenje po platu. Za

    savladavanje takvih potekoa postoji i drugi niz najrazliitijih tehnolokih rjeenja.

    4.2.1 Nosivost na vrh analitiki pristup

    Duboki temelji ne mogu izazvati lom tla zbog prekoraenja vrstoe na smicanje,

    koji bi se oitovao na povrini terena. Iz tih razloga trebalo je iznai odgovarajua

    teorijska rjeenja koja e omoguiti proraun nosivosti dubokih temelja na vrh, na

    vodoravnoj dodirnoj plohi temelj-tlo. Mnogi su se autori bavili analizom stanja

    naprezanja na dubini vrha pilota. Za razne oblike plastificiranih zona oko vrha pilota

    pokuali su nai odgovarajua rjeenja. Na slici 4.2 prikazani su usvojeni oblici

    lomnih ploha, koji su posluili za proraunska rjeenja (Vesi, 1967.).

  • Duboko temeljenje 20

    Slika 4.2 Oblik podruja plastifikacije oko temeljne plohe kod dubokih temelja

    Na slici 4.2 Df je dubina temeljenja, v efektivno geostatiko uspravno naprezanje na dubini temeljne plohe, jedinina teina tla, qf nosivost u kritinom graninom stanju, Q vanjsko optereenje (podrazumijeva sva djelovanja).

    Prema modelu sa slike 4.2 a) proraun nosivosti dali su Terzaghi, Prandtl,

    Reissner, Buismann, Berezanstev i dr. (1961.) i Caquot; sa sl. 4.2. b) Meyerhof, Jky

    i de Beer; sa slike 4.2 c) Vesi (1967.).

    Meyerhof (1951.) daje rjeenje za sve mogue varijacije dubina temelja,

    mijenjajui u svom izrazu za nosivost vrijednost kuta od -90do +90 (sl. 2.1). Kada je =+90 radi se o dubokim temeljima. Koristi poznatu Terzaghi-evu jednadbu za nosivost plitkih temelja u malo modificiranom obliku:

    ++= N2B

    NcNq q0cf (4.7)

    u kojoj je za duboke temelje kada je Df/B4; 0=K0'Df

    Pri tome je K0 koeficijent tlaka mirovanja, koji Meyerhof predlae da se za pijeske

    uzima sa vrijednou oko 0,5, a za gline 1,0.

    Dfqf

    a) hrapava dodirna povrina temelj - tlo

    b) glatka dodirna povrina temelj - tlo

    B

    Slika 4.3 podruja plastifikacije za duboke temelje po Meyerhofu (1961.)

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 21

    Ovo proizlazi iz geometrije plohe loma, koja kod dubokih temelja ne moe izai na

    povrinu terena ve se lom deava unutar mase tla. Teorija je prikladna za temelje

    malih tlocrtnih povrina na veoj dubini (piloti). Za temelje velikih tlocrtnih povrina

    potrebno je ovaj odnos provjeriti. Ako je on izmeu 1Df/B4, treba primijeniti vrijednosti faktori nosivosti za produbljeno temeljenje. Za ovakve sluajeve mogu se

    koristiti izvorni Meyerhofovi dijagrami.

    Slika 4.4 Dijagrami za faktori nosivost Nc, Nq i N dubokih temelja po Meyerhofu Puna linija pravokutni presjek; crtkana linija kruni presjek.

  • Duboko temeljenje 22

    Na slici 4.4. dati su dijagrami za vrijednosti faktora nosivosti N za duboke temelje

    prema Meyerhofu (kada je kut =90 kako je prikazano na slici 4.3). Meyerhof razlikuje vrijednosti faktora nosivosti ovisno o tlocrtnom obliku temelja.

    U koherentnim materijalima, kada se za vrijednost kuta trenja moe pretpostaviti da

    je 0, faktori nosivosti iznose:

    0N 1;=N ;7,512

    3N qc ==+= (4.8)

    U poglavlju o pilotima malog promjera dana je tablica (5.1) vrijednosti faktora Nc

    za pilote malog promjera u glinama za koje vrijedi da je 0 a koji su dobiveni laboratorijskim i terenskim mjerenjima na velikom broju pilota i penetrometra koji

    odgovaraju, modelski, pilotima malog promjera.

    4.2.2 Nosivost trenjem po platu

    4.2.2.1 Odnos naprezanje deformacija

    Odnos naprezanje deformacija za pojedinani piloti, zabijen u pijesak, analizira

    Tomlinson (2001.) na nain prikazan na slici 4.5.

    Slika 4.5 Ovisnost nosivosti po platu o veliini deformacije (slijeganja) pilota

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 23

    Iz slike je jasno da veliina nosivosti po platu ovisi o veliini slijeganja. Ako

    nema pomaka, nema ni aktiviranja trenja po platu. Bitna je razlika u nosivosti na

    trenje po platu ovisno o razmicanju okolnog tla prilikom izvedbe dubokih temelja.

    Uvaavajui da je trenje po platu funkcija naprezanja okomitog na povrinu na kojoj

    se ostvaruje, uglavnom vodoravnog naprezanja h, oito je da je trenutni boni

    pritisak na plat kljuan za veliinu trenja, a o emu je bilo govora u poglavlju 4.1.

    Aktivni tlak i pasivni otpor dva su krajnja sluaja bonih pritisaka u tlu, koji se

    izraava koeficijentom bonog tlaka K=h/v.

    Pri vodoravnoj deformaciji u tlu, veliina koeficijenta bonog tlaka ovisi o veliini

    i smjeru deformacije. Za postizanje pune vrijednosti koeficijenta aktivnog pritiska

    dovoljna je vrlo mala deformacija, tj. vrlo malo rastezanje, da bi koeficijent postigao

    punu vrijednost. Za aktiviranje pune vrijednosti pasivnog otpora potrebna je znatno

    vea tlana deformacije tj. znaajno zbijanje tla. Na slici 4.6 prikazan je odnos

    koeficijenata bonog tlaka za aktivno stanje, KA, za stanje mirovanja K0, i za pasivno

    stanje KP pri pomaku uspravne podgrade l, od (aktivno) tla, i ka (pasivno) tlu. H je

    slobodna visina podgrade.

    Slika 4.6 Odnos koeficijenata bonog tlaka za granina stanja ravnotee i stanje

    mirovanja (Reimbert, 2001.)

    Iz slike 4.6 jasno je da su deformacije u tlu, koje nastaju ugradnjom dubokih

    temelja, vrlo bitne za ponaanje, odnosno veliinu bonog pritiska na plat.

  • Duboko temeljenje 24

    4.2.2.2 Tlak mirovanja

    Mehanika tla daje teoretsko rjeenje za odnose naprezanja u tlu, na dubini z,

    uslijed vlastite teine tla. Glavna naprezanja, uspravno i vodoravno, meusobno su

    zavisna. Ova su dva naprezanja, za vodoravno uslojeno tlo i tlo vodoravne povrine,

    meusobno povezana koeficijentom bonog tlaka mirovanja, K0 na nain iskazan

    poznatom jednadbom.

    v0h K =

    Koeficijentom tlaka mirovanja, K0 bitna je veliina kod prorauna dubokih temelja koji

    nose preteno trenjem po platu u nekoherentnim materijalima kada je okolno tlo malo

    razmaknuto. To se uglavnom odnosi na pilote koji se zabijaju, a imaju male povrine

    poprenog presjeka (cijevi otvorenog vrha i razliiti elini profili). Takoer se moe

    primijeniti kod prorauna nekih kopanih dubokih temelja pod zatitom cijevi koje se ne

    vade.

    Koeficijent bonog tlaka, K, koji povezuje veliine glavnih naprezanja nije

    jednoznaan i teko ga je odrediti. Razni autori predloili su pribline vrijednosti ili

    izraze za koeficijent tlaka mirovanja, K0. Izrazi i vrijednosti dani su u tabeli 4.2

    U literaturi se mogu nai i preporuke za tipine vrijednosti koeficijenta, K0, te se

    jedna takva grupa vrijednosti daje u tabeli 4.3.

    U prekonsolidiranim tlima koeficijent bonog tlaka mirovanja moe biti vei od 1

    (vidi tablicu 4.3), tj. vodoravno naprezanje u stanju mirovanja je vee od uspravnog.

    Ovo je posljedica svojstva tla da pamti povijest optereenja.

    Za vodoravno uslojeno tlo ovaj je odnos prikazan na slici 4.7. Javlja se ne samo u

    tlu ve i u stijenskim masama u podrujima reversnih rasjeda.

    Slika 4.7 Podruje vrijednost vodoravnih naprezanja za stanje mirovanja

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 25

    Tabela 4.2 Koeficijent bonog tlaka mirovanja prema nekim autorima

    Tlo Teorija Autor K0 no

    rmal

    no k

    onso

    lidi

    rano

    plas

    tin

    osti

    Jky (1944.) ( za rahli pijesak)

    )'sin1(

    'sin3

    21

    )'sin1(+

    +

    Jky (1944.) pojednostavnjena 1-sin'

    Danski geotehniki institut (1978.) (nagnuta povrina tla iza podupore za kut )

    (1-sin')(1+sin)

    Brooker i Ireland (1965.) (daje rezultate slinije teoretskoj Jkyevoj jednadbi)

    0,95-sin'

    uklje (1979.) nekoherentno tlo; 0,5

    prek

    onso

    -

    lidi

    rano

    Mayne i Kulhway (1982.) (OCR=p'/v0, Roje-Bonacci, 2007.)

    (1-sin')OCRsin

    normalno i prekonsolidi-rano, za pilote

    Burland (1973.) i Parry i Swain (1977.) (1-sin') i cos

    2'/(1+sin2')

    Terzaghi (1920.) 0,4 0,5

    zbij

    eni

    pije

    sak Sherif i sur. (1982.)

    komp zbijena gustoa; min minimalna gustoa.

    ( )

    15,5'sin1min

    komp

    elas

    tin

    osti

    Moroto i Muramatsu (1987.): Eh i Ev moduli elastinosti tla u vodoravnom (h) i uspravnom (v) smjeru

    v

    h

    E

    E

    Tschebotarioff (1973.) (, Poissonov koeficijent)

    1

    (max=0,5)

  • Duboko temeljenje 26

    Tabela 4.3 Tipine vrijednosti koeficijenta tlaka mirovanja, K0 (Craig, 1997.)

    Vrsta tla K0

    zbijeni pijesak 0,35

    rahli pijesak 0,60

    normalno konsolidirana glina 0,5-0,6

    prekonsolidirana glina (OCR=3,5) 1,0

    jako prekonsolidirana glina (OCR=20) 3,0

    Istraivanja su pokazala da je razlika u vrijednostima raunatim prema izvornom i

    pojednostavnjenom Jkyevom izrazu (vidi tabelu 4.2) za kutove unutarnjeg trenja ' izmeu 20 i 45, od 9 % do 16 % to nije zanemarivo. Tumaenje prihvatljivosti

    pojednostavljenog Jkyevog izraza lei u injenici da je greka u odreivanju

    vrijednosti kuta unutarnjeg trenja ' daleko vea.

    Kako je smisaono bitna razlika u trenju po platu u koherentnim i nekoherentnim

    materijalima to se oni nastavno razmatraju odvojeno.

    Nosivost trenjem po platu se moe pretvoriti i u vlastitu suprotnost (negativno

    trenje) i vriti na duboke temelje dodatno optereenje.

    4.2.2.3 Nosivost trenjem po platu u koherentnom tlu

    Granina nosivost trenjem po platu u koherentnom tlu odreena je posminom

    vrstoom (q t) izmeu plata temelja i tla u dodiru, koja prikazana Coulombovim

    izrazom ima oblik:

    += tgcq nat (4.9)

    gdje su:

    q t - posmina vrstoa plat-tlo

    ca - adhezija plat-tlo

    'h - efektivni pritisak tla okomito na plat (vodoravni pritisak tla)

    - kut trenja izmeu plata i tla

    Raspodjela naprezanja u tlu oko plata dubokog temelja prikazana je na slici 4.8.

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 27

    Slika 4.8 Posmino i okomito (normalno) naprezanje uz plat dubokog temelja za

    homogeno tlo

    Ako se za homogeno tlo, naprezanje n po dubini ispod temelja, z, okomito (normalno) na plat, izrazi preko uspravnog, efektivnog, geostatikog naprezanja tla

    'vo (vidi sliku 4.8.) dobije se:

    (4.10)

    gdje su:

    K - koeficijent bonog pritiska tla na plat temelja, (ovisi o intenzitetu razmicanja tla prilikom izvedbe);

    ' - prostorna, jedinina teina tla, efektivna

    z - dubina na kojoj se promatra naprezanje.

    Uvrsti li se izraz (4.10) u izraz (4.9) moe se posminu vrstou plat-tlo prikazati:

    += tg z' *Kcq at (4.11)

    Ako se prihvati da temelj po dubini ne mijenja veliinu poprenog presjeka,

    odnosno da mu je opseg, O, stalan, nosivost trenjem po platu prikazana preko ukupne

    sile trenja QP moe se izraziti na nain :

    [ ]dz tg z *K+cO=dz q OQL

    oa

    L

    otP = (4.12)

    gdje je L debljina sloja ili visina dijela temelja (D sa slike 4.1), za koju je trenje po

    platu znaajno.

    z *K*K voh ==

  • Duboko temeljenje 28

    Ukoliko tlo, kroz koje prolazi temelj, nije homogeno, nego se sastoji od vie

    slojeva razliitih svojstava, izraz (4.10) moe se napisati u obliku ve navedenom u izrazu (4.3). Pri tom je n-broj slojeva razliitih svojstava, a tnq -prosjena vrijednost

    granine nosivosti u n-tom sloju, odreena za efektivno naprezanje, okomito na

    promatranu povrinu, 'n, na sredini pripadajueg sloja. Treba procijeniti da li su odnosi nosivosti na trenje po platu u pojedinim slojevima takvi, da se mogu aktivirati

    svi, ili e trenjem nositi samo oni slojevi boljih svojstava, dok e udio slabijih slojeva

    biti beznaajan.

    Neki autori posminu vrstou izmeu plata i tla izraavaju preko jedininog

    otpora trenjem. Prema Meyerhof-u (1957.) jedinino trenje (fs) se izraava kao;

    = tg*c*5,1f us - za zabijene pilote (4.13a)

    = tg*cf us - za buene pilote (4.13b)

    gdje su :

    cu - kohezija u nedreniranim uvjetima;

    - kut unutarnjeg trenja koherentnog tla u dreniranom stanju, te je ukupna sila koja se moe prenijeti trenjem po platu u tlu s n razliitih slojeva

    debljine Hn:

    =n

    snnP f*HOQ (4.14)

    U tablici 4.4 prikazan je primjer vrijednosti jedininog otpora trenjem odreen za

    glinu razliite jednoosne tlane vrstoe.

    Tablica 4.4 Vrijednosti fs u ovisnosti prema jednoosnoj tlanoj vrstoe gline, Tomlinson,

    1975, prema (Poulos &Davis, 1980.)

    Jednoosna vrstoa gline

    [kPa]

    fs [kPa] (ovisno o gradivu)

    beton ili drvo elik

    0-72 0-34 0-34

    72-144 34-48 34-48

    144-288 48-62 48-57

    288 62 57

    Adhezija u nedreniranim uvjetima izmeu tla i plata (ca) ovisi o nizu uvjeta koji

    ukljuuju vrstu tla, vrstu dubokog temelja (gradivo od kojeg je izraen i svojstva

    povrine plata), te nain ugradnje u tlo. U idealnim uvjetima ova vrijednost mogla bi

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 29

    se odrediti pokusnim optereenjem, ali se u praksi najee koriste iskustvene

    vrijednosti. Neke od tih vrijednosti prikazane u tablicama 4.5 i 4.6, ali se u praksi

    esto koriste izrazi koji adheziju tretiraju kao postotak mobilizirane kohezije tla u koji

    je temelj ugraen. Ako se u takvom proraunu izostavi analiza svojstava povrine

    plata i nain postavljanja temelja u tlo, takvi izrazi postaju vrlo nepouzdani.

    Tablica 4.5. Odnos adhezije (ca) i kohezije (cu) u nedreniranim uvjetima za pilote zabijene

    u vrsto koherentno tlo prema Tomlison, 1970., (Poulos, Davis, 1980.)

    Odnos dubine zabijanja, D, u vrstu glinu prema

    promjeru pilota, d (D/d)

    Uvjeti u tlu ca / cu

    < 20

    > 20

    Pijesak ili pjeskovito tlo iznad sloja vrste gline

    1,25

    0,75 - 1,25

    < 20 (> 8)

    > 20

    Meka glina ili prah iznad sloja vrste gline

    0,40

    0,70

    < 20 (> 8)

    > 20

    vrsto koherentno tlo bez nadsloja

    0,40

    0,40 - 0,90

    Veliina koeficijenta pritiska tla na plat temelja (K ) izrazito je ovisna o uvjetima

    u tlu koji su uspostavljeni nakon ugradnje dubokog temelja. Kod kopanih dubokih

    temelja tlo se razrahljuje te ova vrijednost moe pasti na vrijednost koeficijenta

    aktivnog tlaka KA. Kod zabijenih dubokih temelja, tlo se oko temelja zbija, te

    vrijednosti koeficijenta pritiska tla na plat temelja mogu narasti do veliine

    koeficijenta pasivnog otpora tla KP. U idealnim uvjetima, kada bi mogli tlo zamijeniti

    temeljem, a da nema vodoravnih deformacija, K bi trebao odgovarati koeficijentu tlaka

    mirovanja K0.

    Tablica 4.6. Odnos adhezije (ca) i kohezije (cu) u nedreniranim uvjetima za buene pilote u

    koherentnom tlu (prema Vesi, 1967.)

    Vrsta tla Faktor adhezije Vrijednost Referenca

    Londonska glina ca / cu 0,25-0,7 Tomlinson (1957.)

    Osjetljiva glina ca / cu 1,0 Golder (1957.)

    Glina koja buja ca / cu 0,5 Mohan & Chandra (1961.)

  • Duboko temeljenje 30

    4.2.2.4 Nosivost trenjem po platu u nekoherentnom tlu

    Granina nosivost trenjem po platu u nekoherentnom tlu odreena je posminom

    vrstoom (q t) izmeu plata temelja i tla u dodiru, koja prema izrazu (4.11) za

    nekoherentno tlo ima oblik

    = tg z *Kq t (4.15)

    odnosno izraz za ukupnu silu koja se moe prenijeti trenjem preko plata postaje:

    [ ]dz tg z KO=dz q OQL

    o

    L

    otP =

    (4.16)

    Neke vrijednosti koeficijenta pritiska tla na plat K i kuta trenja plat-tlo , prikazane su u tablicama 4.7 i 4.8 kao iskustvene vrijednosti koje se koriste u praksi.

    Vrijednosti veliina K i ovise o vrsti tla, gradivu od kojeg je izraen temelj, obradi povrine plata i nainu ugradnje dubokog temelja u tlo.

    Za posminu vrstou izmeu plata i tla izraenu pomou jedininog otpora trenjem

    fs u nekoherentnim materijalima moe se upotrijebiti izraz (4.14). Neke vrijednosti

    veliine fs za temelje u nekoherentnim materijalima date su u tablici 4.9 i 4.10.

    Tablica 4.7 Pribline vrijednosti K za neke zabijene pilote (iz Cernica, 1995.)

    Vrsta materijala pilota Vrijednost K

    beton 1,5 10 %

    elik okrugli presjek 1,1 10 %

    elik H presjek 1,6 10 %

    Tablica 4.8 Vrijednosti K i za zabijene pilote prema Broms, 1966. (iz Cernica, 1995.)

    Vrsta materijala K

    pilota mala relativna gustoa tla

    velika relativna

    gustoa tla

    elik 20 0,5 1,0

    beton 3/4 1,0 2,0

    drvo 2/3 1,5 4,0

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 31

    Tablica 4.9 Prosjene vrijednosti jedininog otpora trenjem fs za temelj ravnih povrina plata u

    nekoherentnom materijalu u ovisnosti o relativnoj gustoi (Cernica, 1995. )

    Relativna gustoa tla Dr Prosjena vrijednost jedininog otpora trenjem fs (kPa)

    < 0,35 10

    0,35 0,65 10-25

    0,65 0,85 25-70

    > 0,85 70 - 110

    Tablica 4.10 Vrijednosti za trenje po platu fs betonskih bunara u ovisnosti o vrsti tla

    (Babi, 1968. )

    Vrsta tla Prosjena vrijednost jedininog otpora trenjem fs (kPa)

    mulj, vrlo meka glina 7-20

    pjeskovita glina 12,5-20

    prah i pjeskovit prah 15-25

    kruta glina 50-20

    rahli pijesak 12-30

    zbijeni pijesak 30-60

    pjeskovit ljunak, slabo zbijen 20-35

    ljunak, dobro zbijen 50-90

    4.2.2.5 Nosivost trenjem po platu u stijeni

    Razvojem monih alata za iskope danas se sve vie izvode piloti velikih promjera u

    stijeni. U tom sluaju trenje po platu postaje vrijedno panje, jer se radi o pilotima

    veih promjera pilonima. Postoji znaajna literatura koja se bavi samo izuavanjem

    pilota izvedenih u stijeni (Wyllie, 1999.). Novija istraivanja ukazala su na znatan utjecaj

    trenja po platu kod ovakvih dubokih temelja. Pregled ovih rezultata mogue je nai u literaturi

    (Zertsalov i Konyukhov, 2007.). Prema Serrano i Olalla (2006.) postoje dvije grupe autora koji

  • Duboko temeljenje 32

    daju teoretska rjeenja trenja po platu kod dubokih temelja u stijeni. Obje grupe vezuju tu

    nosivost za jednoosnu vrstou intaktne stijene, c. Jedna grupa daje teoretsko rjeenje preko linearne zavisnosti, a druga preko funkcije kvadratnog korijena iz jednoosne vrstoe c. Obije grupe daju i koeficijente za popravke. Autori navode konaan izraz za proraun trenja po platu

    kako slijedi:

    gr= kc [MN/m2] (4.17)

    pri emu je:

    - bezdimenzionalni koeficijent popravka, ovisan o jednoosnoj vrstoi stijene i kree se od 0,1 do 0,4 za linearni odnos (k=1), odnosno od 0,1 do 0,8 ee od 0,2-

    0,6 za odnos preko drugog korijena;

    k - eksponent koji za prvu grupu autora iznosi 1, a za drugu 0,5 ili vrlo blizu njemu;

    c jednoosna vrstoe uzorka stijene u [MN/m2].

    U spomenutom radu od Serrano i Olalla (2006.) autori daju rezultate svojih

    istraivanja preko niza dijagrama.

    Standard DIN 4014 predlau nosivost na plat u ovisnosti o jednoosnoj vrstoi, c prikazane u tabeli 4.11.

    Tabela 4.11 Nosivost trenja po platu u ovisnosti o jednoosnoj vrstoi stijene

    c [MN/m2] gr. [MN/m2]

    0,5 0,08

    5,0 0,5

    20 0,5

    Nosivost po platu pilona u stijeni ovisi o nizu imbenika. Temeljen niza ispitivanja u

    laboratoriju utvreno je da nosivost po platu ovisi o geomtriji ukljetenja (duljina i promjer),

    modulu elastinosti stijene, vrstoi stijene oko i ispod ukljetenog dijela pilota, uvjetima na

    dodiru beton stijena (hrapavost dodira, bentonitni ostaci), uvjetima dodira vrha pilota i stijene

    (ostaci od iskopa na dnu), uslojenosti stijene (slojevi razliitih mehanikih osobina), itd. (Wylle,

    1999.).

    Nastavno je priloen grafikon raspodjele trenja po platu i nosivosti na vrh, u odnosu na

    duinu ukljetenja u stijenu i odnosa krutosti stijene i betona (Ostergerg i Gill, 1973.).

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 33

    Slika 4.9 Raspodjela trenja po platu u odnosu na duinu ukljetenja u stijenu i odnosa modula elastinosti stijene i betona

  • Piloti 34

    5 PILOTI 5.1 OPENITO

    Piloti su duboki temelji, kod kojih je duina bitno vea od poprenog presjeka.

    Predstavljaju stupove koji silu s graevine prenose duboko u tlo. Mogu djelovati kao

    pojedinani temelji ili u grupi. Mogu, ali i ne moraju biti spojeni naglavnicom. ea

    je njihova primjena u grupi. Piloti mogu u tlo prenositi i vlanu silu, koja se javlja u

    sluaju kada piloti djeluju kao par kod prijenosa momenata u tlo. Piloti se mogu

    izvoditi i kao kosi. Naglavnica prenosi i preraspodjeljuje optereenja od graevine na

    pilote. Piloti su najstarija vrsta dubokog temeljenja.

    Prema Das, (2000.) piloti se koriste u uvjetima i na nain prikazan na slici 5.1.

    Slika 5.1 Uvjeti koritenja pilota i osnovne oznake

    Na slici 5.1 (a) je pilot koji optereenje prenosi kroz loe tlo u vrstu stijensku

    podlogu, na vrh, bez sudjelovanja trenja po platu. Na slici 5.1 (b) pilot prenosi

    optereenje dijelom na vrh, a dijelom trenjem po platu u homogenom tlu. Pilot na

    slici 5.1 (c) prenosi u tlo vodoravna optereenja nastala djelovanjem momenata i

    vodoravne sile iz nadzemnog dijela graevine, uslijed djelovanja vjetra, potresa ili

    nekih drugih optereenja. Na slici 5.1 (d) pilot prolazi kroz tlo koje reagira na

    promjenu vlage, buja ili se radi o tlu koje moe kolabirati kao na pr. les. Tada je

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 35

    temeljenje na pilotima jedino mogue rjeenje, ako se dobro nosivo tlo nalazi na

    razumno dohvatljivoj dubini. Na slici 5.1 (e) prikazan je pilot koji je optereen

    vlanom silom. Ovakvi se piloti mogu pojaviti kod dalekovodnih stupova, platformi za

    vaenje nafte, i graevina pod znaajnim utjecajem uzgona. Na slici 5.1 (f) prikazana

    je primjena temeljenja na pilotima stupa mosta, kod kojeg postoji mogunost pojave

    erozije rijenog korita oko stupnog mjesta.

    Na slici 5.2 prikazan je niz sluajeva primjene temeljenja na pilotima uz raspravu o

    opravdanosti odnosno neopravdanosti primjene takvog naina temeljenja.

    Slika 5.2 Odnosi pilota i tla, prikladni i neprikladni za primjenu pilota, Kleiner

    (1981.)

    Za preporuiti je primjenu pilota u sluajevima sa slike 5.2 a, i c. Za sluaj 5.2 b

    postoje mogunosti poboljanja temeljnog tla pa piloti nisu uvijek optimalno rjeenje.

    U sluajevima sa slike 5.2 d i e nema potrebe za temeljenjem na pilotima osim ako se

    ne radi, kao i na slici 5.2 f, o moguoj pojavi erozije ispod temelja. U ostalim

    sluajevima potrebno je razmotriti opravdanost izvedbe pilota ovisno o kakvoi glina i

    stvarnom stanju na terenu.

    U nastavku je dan dijagram toka odluivanja pri odabiru vrste pilota prema

    preporukama Ureda za geotehniko inenjerstva, Graevinskog odjela, Gradske uprave

    Hong Konga (GEO 96).

  • Piloti 36

    procjena optere enja na temelje

    procjena uvjeta u tlu i zahtjeva konstrukcije

    jesu li piloti nuni

    plitkotemeljenje

    uvjeti u tlu

    uvjeti optere enja

    uvjeti utjecaja

    na okoli

    ograni enja

    lokacije

    razmatrenje tehni kih uvjeta za odabir vrste pilota

    rang lista odgovaraju ih tipova pilota prema tehni kim pokazateljima

    rang lista odgovaraju ih tipova pilota prema cijeni kotanja

    rang lista odgovaraju ih tipova pilota prema izvodljivosti

    konana rang lista prema svim pokazateljima

    PRIKAZ DOBIVENIH PODATAKA INVESTITORU S PREPORUKOM ZA ODABIR

    DA

    NE

    sigurnost

    Dijagram toka (1) odluivanja pri odabiru vrste pilota (Prema GEO Publication No.

    1/96)

    Slian dijagram toka za odabir naina temeljenja preporua i Ameriki institut za

    ouvanje uma (Collin 2002.). Dijagram toka dan je u nastavku.

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 37

    Dijagram toka (2) za odabir naina temeljenja - Ameriki institut za ouvanje uma (Collin 2002.)

  • Piloti 38

    5.2 PODJELA PILOTA PREMA NAINU IZVOENJA

    Ovo je podjela prema tehnologiji izvoenja. Mogue ju je povezati s podjelom dubokog temeljenja openito, kako je to uinjeno u poglavlju 4.1, jer i ona ovisi o tehnologiji. Kod ove podjele teite je na tehnologiji i nainu izvedbe, a ne toliko na utjecaju na okolno tlo u kojem se piloti izvode. Pojavom novih tehnologija ovo se podruje znatno proirilo u posljednje vrijeme. Nekoliko primjera dano je na slici 5.3.

    Slika 5.3 Nekoliko primjera pilota manjih i srednjih promjera, izvedenih u tlu

    Piloti se klasinim tehnologijama izvode kao zabijeni, utisnuti i kopani. Kada su malog promjera izvode se kao zabijeni, nabijeni, utisnuti i svrdlani. Zabijeni, nabijeni i utisnuti piloti prilikom izvedbe izazivaju razmicanje tla u prostoru u kojem se izvode pa spadaju, prema prethodnoj podjeli, u pilote koji razmiu tlo. To ne vrijedi onda kada se zabijaju elini profili ili cijevi s otvorenim dnom.

    Kopani piloti su pogodni za izvedbu irokog raspona promjera. Piloti velikih promjera su gotovo uvijek kopani. Naini iskopa su razliiti, od svrdlanja u mekim tlima do razbijanja stijene i samaca raketom. Mogu se kopati bez zatite, pod zatitom bentonitne isplake ili pod zatitom cijevi-kolone, koja se tijekom betoniranja pilota vadi. U ovu grupu spadaju i elementi dijafragmi, najee za ovu svrhu armiranobetonskih, koje kao zasebni elementi predstavljaju pilote pravokutnog poprenog presjeka i njihovu kombinaciju. Izvode se iskopom pod zatitom bentonitne isplake.

    Metoda mlaznog injektiranja donijela je novu vrstu pilota stupnjaka, izvedenih u prethodno razrahljenom razbijenom tlu u koje se pod pritiskom ugrauje vezivno sredstvo. Time se u tlu dobiva vrsto tijelo nepravilnog vanjskog ruba.

    Metoda mixed in place stvara u tlu stupnjake izvedene od autohtonog tla pomijeanog s veznim sredstvom (soilcrete).

    Piloti se esto koriste za temeljenje u vodi. Tada dio pilota, koji izlazi iz tla i

    prolazi kroz vodu, ujedno slui kao stup.

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 39

    5.3 PODJELA PILOTA PREMA VRSTI GRADIVA

    Drveni piloti su najstarija vrsta pilota po gradivu. Ako se nalaze u podruju s visokom

    podzemnom vodom moraju se izvesti tako da se uvijek nalaze ispod razine podzemne vode jer

    u tom sluaju ne trunu. Na slici 5.4 prikazano je temeljenje na pilotima stare jezgre

    Stockholma i posljedice sputanja razine podzemne vode ispod glava pilota.

    Slika 5.4 Rezultat istrane jame ispod temelja zgrade u staroj jezgri Stockholma

    (Bohm i Stjerngren, 1980.)

    Danas se u Europi koriste malo, ali su u SAD jo uvijek u upotrebi u znatnim

    koliinama.

    elini piloti mogu biti razliitih oblika i razliito utjecati na razmicanje okolnog

    tla. Prethodno je reeno da cijev zatvorenog vrha razmie tlo, dok ta ista cijev

    otvorenog vrha, zabijena u tlo, vrlo malo razmiu okolno tlo. Ovi piloti se ne

    preporuuju kao trajna vrsta temelja zbog korozije, iako su im sve druge osobine vrlo

    povoljne. Ako se primjene, treba izvesti antikorozivnu zatitu (premazi,

    elektroosmoza, debljina stjenki). Za sluajeve ugradnje pilota u agresivnu sredinu,

    koriste se predgotovljeni, armiranobetonski piloti, koji su manje osjetljivi na

    agresivno djelovanje vode.

    Armirano-betonski, predgotovljeni, prednapregnuti piloti su se pojavili kao

    zamjena za drvene pilote. U poetku primjene su oblikom poprenog presjeka imitirali

    drvene pilote. Kasnije im popreni presjek postaje viekutan, a zatim pravokutan.

    Dobra im je strana to predstavljaju provjereni proizvod, kod kojeg se moe postii

    standardizirana kakvoa. Mana im je ogranienje duine kako prilikom prijevoza tako

    i prilikom ugradnje. Teko ih je nastavljati, a i viak duine predstavlja potekou.

  • Piloti 40

    Potrebno ih je proraunati na savijanje prilikom prijevoza na gradilite i podizanja pri

    zabijanju.

    Betonski piloti izvedeni na licu mjesta. Ovi piloti nemaju armature. Moe ih se

    koristiti samo onda kada nisu optereeni na savijanje. esto se koriste u grupi kao

    poboljanje temeljnog tla. Najee se izvode kao nabijeni, utisnuti i/ ili vibrirani.

    Armirano-betonski piloti izvedeni na licu mjesta. Tehnologije izvedbe su

    razliite. Prostor za pilote moe se izvesti nabijanjem, zabijanjem, buenjem i

    kopanjem. Zajedniko im je da se armatura ugrauje na licu mjesta pa se duina

    koeva moe prilagoditi potrebama na terenu. Betoniraju se takoer na licu mjesta, a

    nain ugradnje betona ovisi o vrsti tehnologije izvoenja. Betoniraju se kontraktor

    postupkom ili ugradnjom suhog betona u otvor izveden u tlu, to ovisi o tipu

    tehnologije izvoenja. Ove tehnologije opisati e se naknadno. U ovu skupinu spadaju

    piloti izvedeni tehnologijom dijafragme.

    Piloti od mijeanih gradiva. Najee se radi o eliku i betonu. Mogu se izvoditi

    i od plastinih cijevi, metalnih umetaka (I profila, eljeznikih ina i slino) i

    betonske ispune. Kod malih poprenih presjeka ispuna je malter ili smjese za

    injektiranje. Mijeana se gradiva najee koriste kod mikropilota.

    Piloti od mjeavine tla i veziva. U ovu grupu spadaju mlazno injektirani stupnjaci

    i piloti izvedeni Mix in place i slinim tehnologijama. Nastaju mijeanjem tla i veziva,

    koje se ubacuje razliitim postupcima. Proizvoai opreme tvrde da se u svjeu smjesu

    tla i veziva moe ugraditi i armatura te teko nastaju armirani, nosivi piloti. Mnogo se

    koriste za izvedbu zatite graevnih jama. Ako se ugrauju kao neprekinuti niz s

    preklopima, tvore vodonepropusne,nosive zavjese.

    5.4 PRIJENOS USPRAVNIH SILA

    Piloti uvijek zadovoljavaju uvjet da je D/B>4 te se mogu raunati prema izrazima

    za duboke temelje koji su dani u poglavlju 4.2. Prema prijenosu sila razlikuju se:

    piloti koji nose na vrh; piloti koji nose iskljuivo trenjem po platu (lebdei piloti) piloti koji nose na vrh i trenje po platu.

    Kod pilota koji nose na vrh i trenjem po platu, moe se trenje po platu usvojiti

    samo za tla sa veim vrstoama na smicanja i to samo onda kada je mogue mobilizirati trenje po platu za to je potreban relativni pomak izmeu tla i pilota (vidi sliku 4.5 i 5.5). Ukoliko pilot prolazi kroz izrazito stiljive slojeve ili slojeve

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 41

    podlone naknadnom slijeganju dolazi do pojave negativnog trenja koje poveava

    ukupnu silu koju pilot vrhom prenosi u tlo.

    Slika 5.5 Odnos veliina sila koje pilot u tlo prenosi vrhom i trenjem po platu ovisno

    o kakvoi slojeva kroz koje prolazi (vodoravno rafirani dijagram je raspodjela

    vrijednosti trenja po platu). Vlastita teina pilota nije ukljuena.

    Slika 5.5 a) prikazuje pilot koji nosi uglavnom na vrh i neto vrlo malo trenjem po

    platu. Slika 5.5 b) prikazuje nain prijenosa sila kod lebdeih pilota. Slika 5.5 c)

    prikazuje prijenos sile trenjem i na vrh s pretenom nosivou u vrstom sloju. Slika

    5.5 d) prikazuje poveanje ukupne sile koju pilot nosi na vrh zbog pojave negativnog

    trenja.

    Uobiajena je pretpostavka da se za ostvarenje punog trenja po platu treba

    ostvariti pomak (slijeganje) pilota od 2,5 mm (vidi: Smith 1960. i Paikowsky i dr.

    1995.). Nasuprot tome prema Bowles (1988.), potreban je pomak pilota pod

    optereenjem od oko 0,1B, gdje je B promjer pilota, da bi se ostvarila nosivost na vrh.

    Kod pilona i pilota velikog promjera ovo je nedopustivo velika, a i malo vjerojatna

    vrijednost, pa se pretpostavlja da to vrijedi iskljuivo za pilote malog promjera, reda

    veliine do 400 mm. Iz ukupnog pomaka potrebno je iskljuiti elastinu deformaciju

    samog pilota. U stvari, svi piloti nose na trenje vie ili manje. Tek kad je mobilizirano

    puno trenje po platu moe se ostvariti nosivost na vrh. Odnos nosivosti na trenje po

    platu i na vrh je ovdje od bitne vanosti, ali je jasno da se trenje po platu ne moe

  • Piloti 42

    izbjei. Prema istraivanjima FHWA (US Savezna administracija za autoceste,

    (Paikowsky i Hart, 2000.) pokazalo se u praksi, da postoji znaajno trenje po platu i

    kod onih pilota koji su projektirani kao da nose samo na vrh. Za ekonomino

    projektiranje pilota vano je poznavati stvarni odnos Qv/Qp. Kod pilota koji

    zavravaju na vrstoj stijeni, nosivost na vrh je i pored svega toliko vea od nosivosti

    po platu da zahtijeva posebno izuavanje.

    Piloti dijelom izvedeni u stijeni neosporno nose trenjem po platu u dijelu koji prolazi

    kroz stijenu. Trenjem po platu za ovakve sluajeve bavi se niz autora te se podaci mogu

    nai u literaturi, (Serrano, Olalla, 2004., 2006.; Zertsalov, Konyukhov, 2007.).

    5.4.1 Negativno trenje

    Kod dubokih temelja, naroito pilota, oko kojih se nalazi nekonsolidirana masa stiljivog tla, javlja se dodatna vuna sila prema dolje zbog relativnog pomaka mase tla, u odnosu na temelj prilikom procesa konsolidacije. Ova pojava naziva se negativno trenje. Primjer pojave negativnog trenja kod dubokih temelja, koji prenose optereenje na vrh u nestiljiv, kruti sloj, prikazan je na slici 5.6.

    Q

    qtneg.

    W

    stiljivo tlo

    negativno trenjepo platu

    slijeganje temelja

    slijeganje tla

    nosivi, nestiljivi sloj

    Slika 5.6 Relativni pomak mase stiljivog tla oko dubokog temelja - pojava negativnog trenja

    Razliita je raspodjela negativnog trenja kod pilota koji nose na vrh, a prolaze kroz

    stiljiv sloj i pilota koji preteno nose na trenje. Na slici 5.7 a i 5.7 b, prikazane su

    raspodjele (Fleming i dr. 1992.) posminog naprezanja po platu za gornja dva sluaja.

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 43

    Slika 5.7 a) Raspodjela negativnog trenja na pilot koji nosi na vrh

    Slika 5.7 b) Raspodjela negativnog trenja na pilot koji nosi na trenje

    Razvoj i veliina negativnog trenja uvjetovani su gradivom pilota, nainom izvedbe, vrstom okolnog tla i iznosom relativnog pomaka izmeu tla i pilota (Bjerrum, 1973.). Da bi se odredio iznos negativnog trenja potrebno je odrediti poloaj neutralne toke tj. dubinu na kojoj je slijeganje pilota jednako slijeganju okolnog tla. Za pilote koji nose na vrh ta je toka vrlo blizu dna stiljivog sloja. Za pilote koji nose na trenje postoje rjeenja vie autora. (GEO 1996.; Fleming i dr. 1992. Fellenius, 1984.).

    Konsolidacija mase stiljivog tla oko pilota moe biti posljedica cijelog niza razloga. Neki od njih su: optereenje povrine stiljivog tla oko pilota (cestovni nasip uz upornjak mosta), konsolidacija uslijed vlastite teine tla (svjei, nedovoljno zbijeni nasip), sputanja razine podzemne vode, uinka zabijanja temelja u meko tlo.

    Veliina negativnog trenja odreuje se na isti nain kao i veliina naprezanja koja se moe prenijeti trenjem na tlo, kako je to objanjeno u poglavljima 4.2.2.3 (nosivost trenjem po platu u koherentnom tlu) i 4.2.2.4. (nosivost trenjem po platu u nekoherentnom tlu). Meutim, ova veliina predstavlja optereenje na pilot, pa je rezultantu silu negativnog trenja QNP potrebno u izrazu (5.1), za veliinu sile koja se moe prenijeti na pilot, oduzeti umjesto dodati:

  • Piloti 44

    WQQQ NPv = (5.1)

    Na negativno trenje osjetljivi su piloti malog promjera koji imaju malu nosivost na

    vrh. Kod slabo propusnih materijala ono se razvija kroz dugo vrijeme usporedno s

    konsolidacijom.

    Utjecaj negativnog trenja moe se smanjiti na razne naine. Jedna od mogunosti je

    da se dopusti slijeganje graevine na pilotima zajedno s pilotima i okolnim tlom.

    Druga je mogunost premazivanje pilota tvarima s minimalnim trenjem u dodiru s

    okolnim tlom (Fleming i dr. 1992.).

    5.5 PRORAUN PILOTA

    U nastavku se daje nain prorauna graninih vrijednosti sila koje djeluju na

    pilot. Svojstvene (karakteristine) i projektne vrijednosti ovise o projektnom

    pristupu i drugim okolnostima predvienim propisom.

    Nosivost pilota moe se odrediti kao:

    - ono optereenje koje uvjetuje slom u gradivu pilota (granino stanje nosivosti gradiva);

    - ono optereenje pri kojem je u tlu, oko pilota, mobilizirana puna vrstoa na smicanje (granino stanje nosivosti tla).

    U inenjerskom smislu, nosivost moe biti postignuta pri mnogo manjem

    optereenju. To je ono optereenje pri kojem pilot postie tolerantnu granicu deformacije za graevinu kojoj je namijenjen. To je projektiranje prema graninom stanju uporabivosti.

    U tom je smislu prihvaen Terzaghi-ev prijedlog (Terzaghi, Peck, Mesri,1996.), da

    se za graninu nosivost pilota uzme ono optereenje, koje kao tolerantnu granicu

    slijeganja izaziva veliinu od 1/10 promjera ili irine pilota. Ova tolerancija moe biti

    dobra kod pilota manjih promjera. Kod pilota velikih promjera ovo ne daje

    zadovoljavajue rjeenje.

    Za grupe pilota analiza je jo sloenija u sluaju otrih zahtjeva u pogledu slijeganja.

    Metode prorauna mogu se temeljiti na (Eurokod 7, 2004.):

    - analitikim i iskustvenim proraunima; - rezultatima dinamikih ispitivanja - rezultatima pokusnih optereenja. - opaenim svojstvima na izvedenim pilotima koji se po svim svojstvima mogu

    usporediti na temelju istranih radova i ispitivanja tla.

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 45

    Najbolja rjeenja daju rezultati pokusnih ispitivanja pilota, ali se ona rijetko rade

    jer su skupa. Statnamik metode danas istiskuju statika pokusna ispitivanja, ali jo

    nisu potpuno obuhvaena propisima.

    5.5.1 Pilot optereen uzdunom silom

    Pilot u uzdunom smjeru moe preuzeti tlanu u vlanu silu. Proraun se vri za

    oba sluaja na prethodno iznesene naine. Vlano optereeni piloti nisu tako rijetki

    kako bi to izgledalo.

    Propisi se iz tih razloga posebno bave proraunom pilota optereenih vlanom silom.

    5.5.1.1 Proraun nosivosti pilota iz podataka o parametrima vrstoe na smicanje

    Ovi prorauni spadaju u grupu analitikih prorauna.

    Usvoji li se jednadba (4.1) za proraun ukupne sile koju jedan pilot moe

    preuzeti, openito se moe pisati, koristei rjeenje prema teoriji graninih stanja

    plastine ravnotee za nosivost na vrh i Coulomb-ov zakon za trenje po platu:

    ( ) ( ) Wdz tgzK cOdN 5,0NcNAQ L0

    saq0cbf ++++= (5.2)

    gdje je Ab-povrina poprenog presjeka vrha pilota promjera =d, O-opseg pilota, a W-vlastita teina pilota.

    Za pilote izvedene u glini, uvaavajui da je 0, vrijedi da je Nq=1 a Nc je konstanta, izraz (5.2) se moe pojednostavniti u slijedei oblik:

    ( ) WdzcONcAQL

    0a0cubf ++= (5.3)

    Kohezija, cu, je vrijednost dobivena za nedrenirane uvjete iz troosnog pokusa u

    laboratoriju ili dobivena iz rezultata krilne sonde (Roje-Bonacci, 2007). Za pilote koji

    nemaju proirenje baze na vrhu, mogue je slijedee pojednostavljenje ako vrijedi da

    je Ab'0W:

    +=L

    0acubf dzcONcAQ (5.4)

    U tabeli 5.1 date su vrijednosti faktora nosivosti na vrh, Nc ,prema nekim autorima.

  • Piloti 46

    Tabela 5.1 Vrijednosti Nc za gline kod kojih vrijedi da je 0 (Meyerhof, 1959.)

    Izvor Nc

    Sanglerat:

    izdueni temelj (L/B>1) 5,7 kvadratini ili kruni temelj 6,8

    Craig: 5,7

    Skempton:

    izdueni popreni presjek (za elemente dijafragmi) 7,5 Skempton, Meyerhof:

    teoretsko rjeenje, modelska ispitivanja i potvrda terenskim ispitivanjima

    9

    Sowers, na modelima 5

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 47

    podaci za fs u tablici 4.4, a za nekoherentne u tablici 4.9. Za proraun se mogu

    koristiti i izrazi (4.13a) i (4.13b).

    Na slici 5.8 dan je niz dijagrama za faktor nosivosti na vrh, Nq, prema raznim

    autorima i tablica 5.2, vrijednosti istog faktora prema Meyerhofu (2009.) za zabijene i

    buene pilote

    Slika 5.8 Vrijednosti faktora nosivosti Nq prema nizu autora (Vesi 1967.)

    Tabela 5.2 Vrijednosti faktora nosivosti na vrh, Nq, u ovisnosti o kutu unutarnjeg trenja

    kut trenja [] 20 25 28 30 32 34 36 38 40 42 45

    Nq za

    pilote

    zabijene 8 12 20 25 35 45 60 80 120 160 230

    buene 4 5 8 12 17 22 30 40 60 80 115

    Najjednostavniji izraz za nosivost na vrh, u nekoherentnim tlima, daje Berezancev i

    dr (1961.) (preneseno iz Fleming i dr. 2009.), kao: qb=Nq*'v.

  • Piloti 48

    Vrijednosti faktora nosivosti na vrh, Nq, vee za kut unutarnjeg trenja .

    Slika 5.9 Faktor za proraun nosivosti na vrh Nq prema Berezancev i dr. 1961.

    Tabela 5.3 Faktor nosivosti na vrh fb odreen iz podataka dobivenih u laboratoriju (Poulos 1989.)

    Vrsta tla Jednadba Primjedba Izvor

    Glina fb=Nccub

    c=9 za L/d 3 cub= vrijednost cu u blizini vrha

    Skempton (1959.)

    Silikatni pijesci*

    fb=Nq'v ne vei od graninog fb lim**

    q=40 q prikazan u odnosu na ' q ovisi o ', relativnoj gustoi i prosjenom efektivnom naprezanju q kod teorije irenja upljina kao funkcija od ' i zapreminske stiljivosti

    API (1984.) Berezatzev i dr. (1961.) Fleming i dr. (1985.) Vesi (1972.)

    Nevezani vapnenaki pijesci

    fb= Nq'v fb lim ne vei od graninog

    q=20 Tipian raspon za q=8-20 q odreen za reduciranu vrijednost ' (tj. 18)

    Datta i dr. (1980.) Poulos (1988d) Dutt i Ingram (1984.)

    *Za silikatne i vapnenake pijeske gornje izraze preporua se koristiti jedino za

    zabijene pilote.

    **Tipine granine vrijednosti fb lim kreu se od 10-15 MPa za silikatne pijeske a 3-5

    MPa za vapnenake pijeske. Posljednje vrijednosti ovise o stiljivosti tla (Nauroy i dr.

    1986.)

    Nosivost trenjem po platu u koherentnom tlu moe se raunati iz vrijednosti

    kohezije cu dobivene u nedreniranim nekonsolidiranim uvjetima kao: p=cu, (Tomlinson 1957.). Za veliinu koeficijenta moe se u literaturi nai niz vrijednosti

  • Duboko temeljenje i poboljanje temeljnog tla 49

    prema raznim autorima. Za nekoherentna tla izraz se moe povezati preko koeficijenta

    s vrijednosti efektivnog uspravnog naprezanja 'v na nain da je: p= 'v. Pri tom koeficijenti i ovise o koeficijentu krutosti tla cu/ 'v i dubini.

    Tabela 5.4 Faktor trenja fp (odgovara p) za proraun nosivosti po platu zabijenih pilota, dobivenih iz laboratorijskih rezultata (Poulos 1989.)

    Vrsta tla Jednadba Primjedba Izvor

    Glina fp=cu =1,0(cu25kPa) =0,5(cu70kPa) Za meuvrijednosti koristiti linearnu promjenu

    API (1984.)

    =1,0(cu35kPa) =0,5(cu80kPa) Za meuvrijednosti koristiti linearnu promjenu Primjenjivo za faktor duljine pilota L/d>50

    Semple i Rigden (1984.)

    =

    1c

    zacc

    v

    u5,0

    v

    u5,0

    ncv

    u

    >

    =

    1c

    zacc

    v

    u25,0

    v

    u5,0

    ncv

    u

    Fleming i dr. (2009.) (indeks nc kazuje da se radi o normalno konsolidiranom stanju; cu / v promjenjiv du plata)

    fp='v =(1-sin')tan' (OCR)0,5 Burland (1973.) Meyerhof (1976.)

    Silikatni pijesci

    fp='v (fp>fs lim)

    =0,15-0,35 (pritisak) 0,10-0,24 (vlak)

    Mc Clelland (1974.)

    =0,44 za '=28 0,75 za '=35 1,2 za '=37

    Meyerhof (1976.)

    =(K/K0)*K0tan(*(/)) / ovisi o vrsti gradiva pilota (raspon 0,5-1,0) K/K0 ovisi o nainu ugradnje (raspon 0,5-2,0) K0=koeficijent tlaka mirovanja, koji je funkcija OCR

    Stas i Kulhawy (1984.)

    Nevezani vapnena-ki pijesci

    fp='v =0,05-0,1 Poulos (1988.d)

  • Piloti 50

    Nastavno je priloen dijagram odnosa koeficijenata i iz gornje tabele i odnos cu/'v naprama dubini, (Fleming i dr. 2009.) dobivenih mjerenjem cu i fp na terenu. (prvih 5m dubine nije nosivo na trenje)

    Slika 5.10 Vrijednosti koeficijenata i za proraun faktora trenja fs po platu iz tabele 5.3 (Fleming i dr. 2009.)

    Tabela 5.5 Faktor trenja fp za proraun nosivosti po platu buenih pilota, dobivenih iz

    rezultata laboratorijskih ispitivanja vrstoe (Paulos, 1989.; dopunjeno

    Fleming i dr. 2009.)

    Vrsta tla Jednadba Primjedba Izvor Glina

    fp=cu

    =0,45 (Londonska glina) =0,5 (uobiajeno bueni) =0,6 (svrdlani) =0,7 (mnoitelj za zabijene pilote s razmicanjem tla)

    Skempton (1959.) Fleming i dr. (2009.)

    fp=Ktan'v < 0 ili 0,5(1+K0) K/K0=2/3 do 1; K0 ovisi o OCR; ovisi o gradivu pilota

    Fleming i dr. (1985.) Stas i Kulhawy (1984.)

    Silikatni pijesci f