GEOTEHNIČKE KONSTRUKCIJE

Predavanje: Građevne jameProf.dr.sc. Leo MATEŠIĆ

2012/13

GEOTEHNIČKE KONSTRUKCIJE

2

Sadržaj predavanja1 Uvod

2 O projektiranju

3 Građevne jame pri iskopu bez podzemne vode

4 Zaštita građevnih jama

5 Regulacija vode u građevnim jamama

5.1 Odvodnja oborinske vode

5.2 Odvodnja podzemne vode kod širokih iskopa

5.3 Odvodnja podzemne vode crpljenjem

5.4 Vodonepropusne građevine

5.5 Zamrzavanje tla

3

1 Uvod

Građevna jama je prostor unutar kojeg se izvodi temeljenje. Taj prostor mora biti siguran za rad i dostupan ljudima i strojevima.

Građevna jama je privremena građevina koja treba omogućiti izvedbu temelja i/ili dijela podzemne građevine za koju je projektirana. Često nove tehnologije i sve zahtjevnije građevine uvjetuju, da svi dijelovi građevne jame ili barem neki od njih, ostaju trajni dio buduće građevine koju je građevna jama štitila u tijekugrađenja.

Kako će izgledati građevna jama i koje će sve privremeni i trajne mjere zaštite od raznih utjecaja sadržavati, ovisi o nizu čimbenika i nemoguće je opisati sve moguće načine izrade građevne jame.

4

1 Uvod

Primjer sistematizacije uvjeta za rad i metoda izvođenja građevne jame

5

2 O projektiranju

Građevna jama kao privremena konstrukcija najčešće ima slijedeća dva zahtijeva ili jedan objedinjeni, koji se može iskazati na slijedeći način:

Građevna jama m0ra omogućiti rad u suhom na siguran način.

Stoga projekt građevne jame ima dva temeljna dijela:

1) zaštita prostora od urušavanja tla pri iskopu;

2) zaštita od vode: oborinske, procjedne, vlastite.

6


Plitke građevne jame –iskopi za kanale i plitke temelje

7


Kada se građevna jama može izvesti brzo i nakon toga je izvedba podzemnih dijelova građevine kratkotrajna, u prekonsolidiranim koherentnim tlima u kojima je i kohezija znatna moguća je izvedba uspravnih zasjeka bez podgrade do dubine Dk

8


Kada se građevna jama ne može izvesti brzo i/ili nakon toga izvedba podzemnih dijelova građevine nije kratkotrajna i/ili je prostor skučen onda se i u prekonsolidiranim koherentnim tlima građevna jama (rov) mora podgrađivati ili razupirati.

9


U nekoherentnim tlima nije moguće izvesti iskop uspravnih stjenki bez podgrađivanja već se treba izvesti u stabilnom pokosu s bermama ili bez bermi.

Razlikuju se razuprte podgrade i pridržane podgrade. Razupiru se podgrade rovova kojima su stranice dovoljno blizu. Pridržanja (kosnici, zatege, sidra) se koriste kada nije moguće oplatu razuprijeti.

Podupore rovova mogu biti izvedene na licu mjesta. Danas postoji veliki broj gotovih sustava oplata za pridržanje rovova. Razupore mogu biti drvene, učvršćene klinovima i/ili čelične s navojem i maticom za učvršćenje ili kombinirane

10


Građevne jame mogu se izvoditi na način da se dio iskopa izvodi s pokosom a dio da se podupire nekom vrstom potpornih konstrukcija npr. zagatnih stijenki.

Kada je za preuzimanje horizontalnih opterećenja potrebno razupiranje, podgrađivanje ili i sidrenje tada potporna konstrukcija mora biti horizontalno povezana na način da se postigne dovoljna prostorna krutost za prijenos i preraspodijelu opterećenja. Jednostavnije vertikalne elemente (npr. žmurje) ukrućujemo naglavnim i sidrenim gredama, koje se mogu povezati u zatvoreni okvir. Sidrene grede moraju se dimenzionirati i na koncentrirana opterećenja koja moraju preuzeti

11


Pri podgrađivanju dubokih iskopa kod kojih razina podzemne vode nije visoko iznad dna jame ili je ispod dna, često se koriste različite vrste berlinskog ziđa. Bit izvedbe je da se prije početka iskopa izvedu uspravni nosači, koji će kasnije, tijekom napredovanja iskopa nositi oplatu.

Oplata, koja se ugrađuje između nosača može biti od drvenih greda, drvenih oblica, starih željezničkih šina, armirano-betonskih greda, čeličnih I profila, metalnih profiliranih ploča, prskanog betona i slično.

Berlinsko se ziđe kod većih visina može sidriti. Ovakva zaštita građevne jame uvijek služi kao privremena građevina.

Berlinsko ziđe se može koristiti i onda kada se u tlu nalaze samci ili veći komadi kamena, nasipi raznog materijala i slično. Najpogodniji su za srednje do dobro zbijene pijeske i pjeskovite šljunke.

12

5 Regulacija vode u građevnim jamama

Građevna jama je mora biti suha. Građevna jama je u pravilu udubina u tlu, i voda iz nje sama od sebe ne može teći prema gore. Stoga je potrebno osmisliti regulaciju vode u građevnim jamama načelno na jedan ili kombinacijom slijedeća dva načina:

� odvodnjom vode iz građevne jame,

� sprječavanjem dotoka vode u građevnu jamu izvedbom vodonepropusne barijere.

Odvodnju je moguće izvesti pomoću sakupljača vode koji ju odvode do mjesta na kojem postoji prostor za prikupljanje ove vode, a koji se povremeno prazni.

Pod sakupljačem vode se podrazumijeva sustav kanala i/ili drenažnih cijevi koji imaju blagi pad dna prema lokalnom recipijentu unutar građevne jame.

Odvodnja vode može biti povremena ili stalna ovisno o propusnosti tla, te stjenki i dna građevne jame.

Kada je potrebna stalna odvodnja vode, (npr. tlo i dno je propusno, a dno iznad razine podzemne vode), tada treba osigurati crpnu stanicu, a ovisno o zahtjevima projekta i rezervnu crpnu stanicu.

Za odvodnju oborinske vode pri određenim geološko–geotehničkim uvjetima u tlu, može se voda iz građevne jame upuštati u upojni bunar. upojni bunar je bušotina u dnu građevne jame u koju se dovodi voda i upušta u dublje slojeve tla kada je podzemna voda duboko, a tlo dovoljno propusno.

13


Načelno iz građevne jame treba osigurati odvodnju oborinske vode koja je izravno pala u jamu (vlastita) ili je prelijevanjem i procjeđivanjem (vanjska) ušla u jamu.

Razina osiguranja od oborinske vode ovisi o režimu kiša u području gradilišta, godišnjem dobu, razini podzemne vode, konfiguraciji okolnog terena i slično.

Projektom treba provesti hidrološku analizu kojom se određuju zahtjevi na sustav odvodnje.

Odvodnja vanjske oborinske vode

14


Kod uskih kanala odvodnja vlastite oborinske vode provodi se na način da se izvodi otvoreni kanal ili drenažne cijevi s uzdužnim padom. Na najnižoj točki izvodi se privremeni bunar iz kojeg se može iscrpiti prikupljena kišnica. Napredovanjem radova pomiče se privremeni bunar te na taj način rov uvijek ostaje suh. Iscrpljena se voda odvodi u obližnji recipijent ili najbližu kanalizaciju.

Kod širokih iskopa postupa se na sličan način ovisno o organizaciji i dinamici radova.

15


Kod uskih kanala odvodnja vlastite oborinske vode provodi se na način da se izvodi otvoreni kanal ili drenažne cijevi s uzdužnim padom. Na najnižoj točki izvodi se privremeni bunar iz kojeg se može iscrpiti prikupljena kišnica. Napredovanjem radova pomiče se privremeni bunar te na taj način rov uvijek ostaje suh. Iscrpljena se voda odvodi u obližnji recipijent ili najbližu kanalizaciju.

Kod širokih iskopa postupa se na sličan način ovisno o organizaciji i dinamici radova.

16

5.2 Odvodnja podzemne vode kod širokih iskopa

Odvodnja iz jame i vodoravne drenaže

Pri odvodnji podzemne vode iz građevne jame kod širokih iskopa, građevnu jamu je potrebno osigurati protiv hidrauličkog sloma.

17

5.3 Odvodnja podzemne vode crpljenjem

Kada se podzemna voda crpi iz same građevne jame, potrebno je, sabirne jarke i drenove, padovima prilagoditi tako da se voda prikuplja na mjestima iz kojih se crpi. Dno jame treba izvoditi u padu, tako da ima pad prema sabirnim kanalima. U nekim se slučajevima izvode provizorne sabirne jame koje se povremeno premještaju, tako da ne smetaju radovima u jami.

Crpljenje se može izvoditi stalno ili povremeno ovisno o veličini dotoka, veličini jame, vrsti temeljnog tla i osjetljivosti radova na pojavu vode na dnu jame.

18


Kao vodonepropusne građevine mogu se koristiti različite vrste dijafragmi, pilotskih stijena i zagatnih stijenki. Takva građevina može istovremeno služiti i kao potporna konstrukcija i u tom slučaju mora biti tako i dimenzionirana..

Kod širokih iskopa u zaleđu iskopa može se izvesti vodonepropusna građevina koja ima isključivo zadaću sprječavanja dotoka vode i nije samonosiva, odnosno nosivi dio vododrživih zagatnih stijenki je tlo između njih i kosine iskopa.

Ova vrsta zaštite građevnih jama od dotoka podzemne vode koristi se kada postoji slobodan prostor i nepropusna podloga na građevinski dohvatljivoj dubini.

19


Kada sama vodonepropusna građevina ne sprječava u dovoljnoj količini dotok podzemne vode tada je moguća kombinacija s crpljenjem vode sustavom bunara s vanjske strane vodonepropusne građevine čime se dodatno snižava razina podzemne vode i time se pored ostalog smanjuje hidrostatički pritisak na vodonepropusnu građevinu. Tada se vodonepropusna građevina može izvesti bliže rubu jame i time smanjiti potreban gradilišni prostor. Navedenom kombinacijom se znatno smanjuje dotok vode u građevnu jamu.

20

5.5 Zamrzavanje tla

Ova je metoda vrlo razvijena u zemljama koje obiluju saturiranim pješčanim tlima, gdje se pokazala vrlo učinkovita. Zamrzavanje se obavlja oko građevne jame kako bi se dobila vodonepropusna barijera.

Postoji više tehnologija zamrzavanje tla. Jedna je pomoću slane otopine (rasola) koji se hladi i utiskuje u tlo dok se ne dobije dovoljno debeli zaleđeni sloj tla .

Documents

GEOTEHNIČKE KONSTRUKCIJE