NASUTE GRAĐEVINE

7/22/2019 NASUTE GRAĐEVINE

http://slidepdf.com/reader/full/nasute-gradevine 1/64

1

Sabid Zekan

Rudarsko-geološko-graĊevinski fakultet Tuzla

NASUTE GRAĐEVINE

- interna skripta -



2

NASUTE GRAĐEVINE - POJAM

• VRSTE NASUTIH GRAĐEVINA:

– NASIPI ZA SAOBRAĆAJNU INFRASTRUKTURU (kopneni, vazdušni i vodni saobraćaj)

– ODLAGALIŠTA (na površinskim kopovima i kod zemljanih radova)

– NASUTE BRANE

– VODOZAŠTITINI NASIPI

– DEPONIJE OTPADA (komunalni i industrijski)

– VJEŠTAĈKA OSTRVA

– NASIPI KAO POTPORNE KONSTRUKCIJE

– NASIPI KAO TEMELJNE KONSTRUKCIJE

– NASIPI KAO PROTIVEROZIONE KONSTRUKCIJE

– NASIPI KOD PEJZAŢNOG UREĐENJA



3

MATERIJAL ZA IZGRADNJU NASUTIH

GRAĐEVINA

• MATERIJAL ZAVISI OD NAMJENE GRAĐEVINE:

– Kod današnjeg stanja tehnike moguće je primjeniti sve vrste zemljišta za izradunasutih graĊevina, izuzev nekih muljevitih masa. Ovo se moţe uĉiniti prije svegazbog toga što se geotehniĉkim metodama mogu dobiti traţena svojstva

materijala,

– Danas se raspolaţe takvom mehanizacijom i ureĊajima da se moţe postićipotrebni kvalitet (zbijenost, nosivost i dr.) za razne vrste materijala, a time jasno

stabilnost i trajnost objekta.

– Glavni uslov koji treba postići pri izradi nasutih graĊevina jeste da graĊevinanakon izrade za vrijeme upotrebe ostane potpuno stabilna i da ne mijenja svoj

oblik i veliĉinu.



4

MATERIJAL ZA IZGRADNJU NASUTIH GRAĐEVINA

– Matrijal za ugradnju u nasute graĊevine, generalno, treba da ima slijedećasvojstva:

• zahtijevanu vodopropustljivost,

• nerastvorivost u vodi,

• manju stišljivost,

• veću ĉvrstoću – stabilnost kosina i nosivost,

• veću gustoću slaganja zrna odnosno bolju zbijenost,

• postojanost prema atmosferilijama



5

MATERIJAL ZA IZGRADNJU NASUTIH GRAĐEVINA

• KVALITATIVNA PODJELA MATERIJALA ZA IZRADU NASUTIH GRAĐEVINA:

– Materijal koji se ne mijenja pod uticajen klime i vode i preporuĉljiv je za izradu nasutihgraĊevina. Ovdje spadaju pijesak, šljunak, oblutak, kameni materijal. Ĉisti pijesak sa sitnimzrnima nije pogodan materijal, jer sa vodom stvara kašasti materijal koga voda moţe daodnosi a kad je suh i vjetar ga nosi.

– Materijal koji se mijenja pod uticajem klime i vode i upotrebljava se samo pod odreĊenimuslovima. Ovdje spadaju materijali kao što su: glina, ilovaĉa, laporac, les. Za ove materijale

je potrebno odrediti uslove primjene i naĉin ugraĊivanja.

– Materijal koji se ni pod kakvim uslovima ne moţe upotrebiti za nasutu graĊevinu. To su mulj itreset.



6

TEHNOLOGIJA IZRADE NASUTIH GRAĐEVINA

• Ugradnja zemljanih materijala podrazumijeva:

– Niz postupaka kojima se prirodno tlo premješta iz svog izvornog leţišta i odgovarajućom obradom(zbijanjem…) preraĊuje u zemljani materijal s novim svojstvima i istovremeno oblikujezemljana

konstrukcija

KONTROLA

UGRADNJE

INŽENJERSKO

PONAŠANJE

MATERIJALA

PROJEKT-

OVANJE

IZVOĐENJE

EMPIRIJA

EKONOMSKI

ZAHTJEVI,

KVALITET



7

TEHNOLOGIJA GRAĐENJA

• Organizirana ugradnja zemljanih materijala

– Ekonomski zahtjevi

• postizanje traţenog cilja uz minimalne troškove u optimalnomvremenu

• materijal što bliţe mjestu ugradnje - transport

• korištenje materijala u zateĉenom stanju granulacije ivlaţnosti

• priprema materijala za ugradnju

• što manji broj prijelaza vozila uz lagan promet – energijauloţena za zbijanje

• brzina i efikasna kontrola ugradnje - zastoji, korektivne akcije

• ugradnja u raznim klimatskim uvjetima - produţenje sezone



8


• “Projektiranje” č ini niz postupaka kojima se predviĊa, propisuje

• i planira proces ugradnje kako bi se postigli traţeni projektni • ciljevi. Zadatak projektiranja je i koordinacija preostala tri

• elementa sistema i uvaţavanje ekonomskih zahtjeva. • Traţeni ciljevi - tehniĉki siguran objekt i razumni troškovi

• “Inženjersko ponašanje materijala” predstavlja skup saznanja o• mehaniĉkom ponašanju materijala tla prilikom ugradnje i • eksploatacije.

• Ta saznanja sluţe projektiranju tehniĉki sigurnog objekta i • predstavljaju realno, fizikalno ograniĉenje optimalizacije procesa

• ugradnje zadanog materijala.



9


• "Izvođenje" se sastoji od vaĊenja i transporta materijala iz

• prikladnog nalazišta, ugradnje u slojevima, te zbijanja

• odgovarajućom opremom. Ukoliko materijal iz nalazišta ne

• odgovara u potpunosti specifikacijama, provode se korekcije

• vlaţnosti (vlaţenjem ili sušenjem) ili, po potrebi odgovarajuća

• selekcija granulacije ili miješanje razliĉitih materijala. • Niz rutinskih i robusnih postupaka ponavlja se više

• puta do završetka izgradnje

• " Kon t ro la ugradnje" predstavlja skup postupaka koji utvrĊuju

• da li materijali iz nalazišta kao i ugraĊeni, zbijeni materijali

• zadovoljavaju kriterije specificirane u projektu



10




11




12


– Proces ugradnje zemljanih materijala

obuhvaća:• Izbor povoljnih materijala, iskop, utovar, transport,

istovar i zbijanje u slojevima• Tradicionalna iskustva

• moderna saznanja : oko 1920., Terzaghi, Proctor

• tehnološki razvoj: graĊevinski strojevi, razvoj

teoretskih i eksperimentalnih saznanja, zahtjevi zaekonomskom racionalizacijom



13


• Karakteristiĉni tehnološki proces zemljanih radova: • 1. iskop – 2. utovar – 3. transport – 4. razastiranje – 5. ug radnja /zbi janje

• (PAŢNJA: podvuĉene transportne faze se odvijaju sa materijalom urastresitom stanju!)

• Načini ugradnje zemljanih materijala:

• - VALJANJE – (klasiĉni postupak) = površinsko djelovanje 'peglanje'

• - ZBIJANJE – (moderna metoda, istraţivanja geomahaniĉara Proctor&Hansen) =

• dubinsko, 3D – zapreminsko djelovanje

• Cilj zbijanja: eliminacija gasovite i teĉne faze iz strukture materijala,odnosno smanjenje

• šupljina izmeĊu ĉvrstih ĉestica na minimum, što se postiţe optimalnim

rasporedom ĉvrstih • ĉestica, uz upotrebu energije. Zbijanjem se smanjuje zapremina, odnosno

povećava gustina

• (zapreminska masa) i zapreminska teţina materijala. U materijalu tadadominira ĉvrsta faza!



14

PRINCIP ZBIJANJA

Faktori utjecaja materijala na zbijanje:

a) vrsta materijala (koherentni-sa kohezijom; nekoherentni-bez

kohezije)b) krupnoća materijala (sitnozrni, miješani, krupnozrni) c) granulometrijski sastav (zastupljenost razliĉitih frakcija: jedno-,

dvo-, tro-, višefrakc.) d) vlažnost materijala (minimalna, prirodna, oprimalna, maksimalna).



15

Kontrola zbijenosti



16

TERENSKA ISPITIVANJA

• Ispitivanje na terenu vezana za nasutegraĊevine treba da pruţi sve potrebne podatke omaterijalu od kojeg se one sastoje, njihovekarakteristike: nosivost,zbijenost.

• Ispitivanja nasutih graĊevina mogu se podijelitina: – Prethodna ispitivanja;

– Tekuća ispitivanja;

– Završna kontrolna ispitivanja. • Proktorov opit i CBR opit nosivosti

• Ispitivanje ploĉom



17


Pethodna ispitivanja odnose se na ispitivanja graĊvinskogtla i materijala radi definisanja uslova i kriterijuma zaizradu projekata i ocjenu kvaliteta radova pri graĊnju.

Obavljaju se u dvije etape:

• u fazi izrade projekta,• u toku pripreme gradilišta, prije poĉetka radova i u prvoj

fazi radova na gradilištu. Ona obuhvataju ispitivanje kvaliteta graĊevinskog tla i

sastavnih materijala (kamenih agregata, veziva, voda isl.) radi dokazivanja njihove upotrebljivosti za odreĊenusvrhu ili pribavljanje odgovarajućih atesta a njihovomkvalitetu koji ne smiju biti stariji od jedne godine.



18


Tekuća ispitivanja materijala obuhvataju: Ispitivanje novo nabavljenog materijala podrazumijeva:

– kontrolu mineraloško-petrografskog sastava materijala i procjenusadrţaja zrna nepostojanih na dejstvo iz atmosfere ili nepovoljnemehaniĉke otpornosti (porijeklo);

– provjeru granulacije prirodnog i drobljenog materijala;

– vizuelni pregled radi utvrĊivanja oblika zrna, sadrţaja štetnih sastojaka(neĉistoća) ili zaprljanosti materijala.

– kontrola nosivosti izgraĊenog sloja i postizanje zahtjevanihkarakteristika (Proctorov opit i opit CBR, opit ploĉom)

– kontrola nosivosti izgraĊenog sloja i realizacija zahtjevanihkarakteristika, odnosno odstupanja od projektom utvrĊenih;

– kontrola popreĉnog nagiba; – kontrola debljine sloja;

– kontrola projektom predviĊenih visina (kota) u poduţnom i popreĉnomprofilu;kontrola vlaţnosti i temperature agregata korištenih za pripremuasfaltnih ili cementno-betonskih mješavina.



19

PROCTOROV OPIT

• R. R. Proctor uvodi oko 1920. u praksulaboratorijski pokus koji prati osnovne znaĉajkeprocesa zbijanja:

• vlaţnost

• suha gustoća • energija zbijanja

• vrsta tla

• Dodatni elementi simulacije terenskog procesa:

• zbijanje u slojevima

• naĉin zbijanja (udarno-dinamiĉko, statiĉko,zbijanje gnjeĉenjem



20

ZBIJANJE MATERIJALA



21

VEZA ĉvrstoća tla i proctorov opit



22

GRANULOMETRIJSKI SASTAV

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,0010,0100,1001,00010,000100,000

otvor sita mm

% p

r o l a z i k r o z s i t o

l

KAMEN ŠLJUNAK PIJESAK PRAH GLINA

d60 d10



23

TEHNOLOGIJA IZRADE NASIPA NA PUTEVIMA



24




25




26

UGRADNJA ZEMLJANIH MATERIJALA U NASIP ZA PUTEVE



27

UGRADNJA MIJEŠANIH MATERIJALA U NASIP ZA PUTEVE



28

UGRADNJA MIJEŠANIH MATERIJALA U NASIP ZA PUTEVE



29

UGRADNJA KAMENITIH MATERIJALA ZA NASIPE NA PUTEVIMA



30




31




32

STABILIZACIJA NASIPA



33

MATERIJALI I METODE ZA STABILIZACIJU

• MATERIJALI: – dodavanje cementa

– dodavanje kreĉa – dodavanje bituminiziranih materiajla

– dodavnje ostalih veziva (pepeo, asfalt i smola)

• METODE STABILIZACIJE: – Mehaniĉko zbijanje; – Mješanje tla sa drugim materijalima (pijesak, šljunak) da se postignu

optimalna svojstva;

– Mješanje tla sa cementom radi povećanja ĉvrstoće i nosivosti tla;

– Mješanje tla sa asfaltom da se smanji propusnost; – Mješanje tla sa raznim hemijskim dodacima, da se postigne većazbijenost, nosivost i nepropusnost;

– Injektiranje tla pomoću bušotina.



34

MAŠINE ZA NABIJANJE NASIPA

• U odnosu na naĉin djelovanja, razlikuju se triskupine mašina za nabijanje: – mašine koje nabijaju statiĉki, vlastitom teţinom, a

dijele se na jeţeve, ĉeliĉne glatke valjke, te valjke nagumama,

– mašine koje nabijaju dinamiĉki, koristeći pritom siluslobodnog pada (razliĉiti mehaniĉki i eksplozivninabijaĉi),

– mašine koje nabijaju dinamiĉki, s pomoću vibracija, adijele se na vibrovaljke, vibrojeţeve, vibroploĉe ikompaktore.



35



36

ZAŠTITA POKOSA



37

ZAŠTITA POKOSA



38

ZAŠTITA POKOSA

ZAŠTITA ODEROZIJE

ZAŠTITA ODSLOMA



39

ZAŠTITA POKOSA

GEOMREŢA



40

NASUTE BRANE

I ODBRAMBENI NASIPI

• ISTORIJA – Istorija graĊenja brana seţe daleko u prošlost, sve do prvih poznatih

civilizacija, koje su napustivši nomadski naĉin ţivota nastanile podruĉjavelikih rijeka, prikladna za poljoprivrednu djelatnost. Tako se već predvise od 8000 godina u Mezopotamiji (meĊurijeĉje Eufrata i Tigrisa) javljaju prvi oblici organizirane poljoprivrede pomoću melioracija i uzobranu od poplava.

– Prije oko 5000 g. p.n.e Eufrat, Tigris, Nil – potrebno zadrţati vodu zapotrebe navodnjavanja (kanali, kopani bazeni s nasipima,…)

– Egipat, Perzija, Jemen, Indija, Kina,… - nasute ili zidane brane

– Najstarija poznata brana (zidana) Saad el Kafara – Egipat, 2700g.p.n.e., visine 15 m, svrha: kontrola i zaštita od poplava

– Sjeverni Jemen brana Marib – zidana od lave, vapna i pijeska VIII.

st.p.n.e., svrha: navodnjavanje, ponovo izgraĊena 1986. – Najstarija nasuta brana Gukow u Kini – visine 30 m, izgraĊena 240

g.p.n.e.

– Najveći broj starih brana koje postoje i danas (cca. 60 brana) izgraĊeno je u periodu 500-1300 g.n.e.



41

NASUTE BRANE

I ODBRAMBENI NASIPI

• Brana je stalna ili privremena graĊevina koja pregraĊuje rijeĉno korito radipodizanja nivoa i akumuliranja vode za dobivanje energije, za natapanje iliregulisanje protoka. Razlikuju se visoke i niske brane. PremameĊunarodno prihvaćenoj definiciji visoke brane su one kojima visina odtemelja do krune iznosi više od 15 m, odnosno one više od 10 m ako sudulje od 500 m po kruni, ako jezero sadrţi više od 100.000 m3 vode ili akopreko preljeva valja propuštati više od 2000 m3/s. I druge brane više od 10

m koje leţe na kompliciranim temeljima ili imaju druge izuzetnekarakteristike, smatraju se visokim branama.

• I privremene ili pomoćne brane koje sluţe skretanju rijeka u vrijemegraĊenja brana spadaju u kategoriju visokih brana ako njihove dimenzije idruga obiljeţja ulaze u te kriterije. Stepen rizika i moguće štete prilikomrušenja pomoćnih brana mogu biti ograniĉene na samo gradilište, aliponekad imaju dalekoseţne posljedice za šire podruĉje nizvodno od mjesta

graĊenja. U skladu sa stepenom opasnosti i veliĉinom ekonomskog rizikatreba i takve pomoćne brane projektovati i graditi pridrţavajuci se rigoroznosvih principa koji vrijede za trajne hidrotehniĉke graĊevine.



42

NASUTE BRANE

I ODBRAMBENI NASIPI

• Niske brame su prema definiciji sve one niţe od 10 m, odnosno 15m. To su graĊevine koje privremeno ili trajno skreću vodu izprirodnog korita pri temeljenju graĊevina ili u kanale zanavodnjavanje i sliĉno. One se grade i uzduţ rijeke radi zaštiteokolnog podruĉja od poplave. Te niske brane općenito se nazivajuobrambeni nasipi, vrlo su duge graĊevine, a samo su povremeno

izloţene maksimalnom, opterećenju. Zbog toga u projektima zagraĊenje odbrambenih nasipa valja voditi raĉuna o ekonomiĉnosti, s jedne strane, i o riziku od oštećenja pri preplavljivanju, zbogneprikladne konstrukcije, materijala ili temeljenja, s druge, kako bise ostvarilo najprikladnije rješenje. Brane se grade od razliĉitihpostojanih materijala. Prema vrsti materijala i konstrukcijirazlikujemo brane graĊene od kamena, betona ili armiranog betona,

koje mogu biti masivne, rašĉlanjene ili luĉne. Ovim seminarskimradom obuhvaćene su nasute brane koje se grade od rasutihmaterijala na prikladan naĉin rasporeĊenih unutar presjekagraĊevine, ugraĊenih zbijanjem.



43

NASUTE BRANE

I ODBRAMBENI NASIPI

• Nasuta brana moţe biti homogena, kad je nasuta od jednorodnogmaterijala dovoljno male propusnosti u cijelom presjeku, i zonirana,kad u popreĉnom presjeku ima više vrsta razliĉitih materijala, odkojih je jedan dovoljno male propusnosti za kontrolu procjeĊivanja.Nepropusna zona moţe biti i na uzvodnoj kosini brane - to su branes uzvodnim ekranom, a ostali dio presjeka moţe biti homogen ili

zoniran. Ostvarenje zamisli u graĊenju neke nasute brane zahtijevaopseţan sistemski rad. Treba naći najpogodnije mjesto zapostavljanje graĊevine, ustanoviti prirodne uslove. U temeljima ibokovima, odrediti mjesta, vrste i koliĉine dostupnog materijala zatijelo brane, ispitati mjerodavne fizikalne parametre materijala zagraĊenje brane i onih u njezinoj podlozi. Na temelju svih tihpodataka treba pronaći najpogodnije tehniĉko rješenje

prouĉavanjem varijanti.



44

Podjela brana prema svrsi - namjeni

- Akumulacijske (jednonamjenske, višenamjenske)

– Retencijske (privremeno zadrţavanje vode)

– Zahvat vode (vodoopskrba, navodnjavanje, …)

– Kanaliziranje rijeka (brane u nizu-veće dubine/plovnost)

– Zadrţavanje nanosa - pragovi

– Jalovišta (nema u RH)

– Nasipi (obrana od poplava)



45

PODJELA BRANA PREMA UGRAĐENOM MATERIJALU:

• A/Nevezani materijal – NASUTE BRANE: – zemljane brane od prirodnih materijala:

• homogenog presjeka bez zaptivnog tijela

• heterogenog presjeka s nepropusnom glinenom vertikalnom ili

kosom jezgrom, ili s jezgrom nekog drugog nepropusnog ili slabopropusnog materijala ili vodonepropusnom oblogom

– od kamenog nabačaja:• s vertikalnom ili kosom nepropusnom jezgrom od prirodnih materijala

• s vertikalnom dijafragmom od umjetnih ili pripremljenih materijala

• s uzvodnim vodonepropusnim ekranom (AB, asfalt-betonski, ljevani

asfalt, geomembrane,…) • B/Vezani materijal – BETONSKE BRANE• AB

• od drugih materijala (u prošlosti): drvo, metal, zidanje i sl.



46



47

NASUTE BRANE (PREDNOSTI I MANE)

- PREDNOSTI:• Minimalni zahtjevi kod temeljenja i prilagodljivost skoro svim

vrstama terena

• Mogućnost korištenja raznovrsnog i heterogenog materijala zanasip

• Jeftino i brzo ugraĊivanje

– MANE:• Osjetljivost na prelijevanje

• Osjetljivost na procjeĊivanje i ispiranje materijala (unutrašnja iregresivna erozija)

• Za evakuaciju velikih voda potrebni su posebni betonski objektiizvan brane

• Veliki obim radova (zbog blagih kosina)



48

NASUTE BRANE

I ODBRAMBENI NASIPI

• Projekt svake velike i male brane mora sadrţavati ovepodatke: – geotehniĉke podloge i seizmiĉke osnove šire okoline mjesta

odabranoga za graĊenje i podruĉja akumulacijskog bazena; – dokumentaciju o izvršenim istraţivanjima na terenu i u

laboratoriju;

– proraĉune s kojima se dokazuje stabilnost graĊevine i njezinedeformacije za sva mjerodavna opterećenja;

– proraĉune kojima se dokazuje sigurnost od ispiranja brane injezina temelja erozijskim djelovanjem procjedne vode;

– sve potrebne crteţe za sigurno ostvarenje graĊevine; – detaljne tehniĉke specifikacije za sve radne operacije pri

graĊenju.



49

KONTROLA IZGRAĐENE NASUTE BTANE - NASIPA

• U cilju kontrole provodi se:

– Vizualna kontrola (uoĉavanje svih vidljivihpromjena, na pr. pukotina, oštećenja i sl)

– Praćenje procjeĊivanja i pritiska vode

– Mjerenje horizontalnih i vertikalnih pomaka

(npr. slijeganja brane) i sl.



50



51

HETEROGENA BRANA

VODOODRŢIVOST NASUTIH GRAĐEVINA



52

VODOODRŢIVOST NASUTIH GRAĐEVINA

VODONEPROPUSNOST:

- vodonepropusnost tijelabrane,

- vodonepropusnost temeljnogtla.

HIDRAULIĈKA

STABILNOST BRANE:

- zaštita od unutrašnje erozije

- zaštitu od regresivne erozije.



53



54

NASUTE BRANE



55

KONSTRUKCIJA NASIPA

Brana je 148 m visoka.

Brana formira akumulaciju Tarbela sa površinom oko 250 km2 Brana je



56

Brana formira akumulaciju Tarbela sa površinom oko 250 km2. Brana jezavršena 1974. godine i namijenjena je da akumulira vodu rijeke Indus radi

navodnjavanja, zaštite od poplava i proizvodnje elektriĉne energije.

Snaga: 4200 MW



57

Nurek/Tadjikistan/nasuta brana/315m visoka,2008 godine



58

Oroville/SAD/nasuta/224m visoka,1968 godine



59

PLAN POZAJMIŠTA

ODLAGALIŠTE



60

ODLAGALIŠTE



61

SANITARNE DEPONIJE



62

ŠEMA DEPONOVANJA KOMUNALNOG OTPADA



63

Rekonstrukcija deponije “Babunovići” kod Srebrenika



VJEŠTAĈKO OSTRVO “PALMA”, DUBAI

Documents

NASUTE GRAĐEVINE