Mechanika zemin - tahák

o zvolenou smykovou plochu, uvažujeme takovou smykovou plochu, která má nejnižší stupeň bezpečnosti. Určení středu kritické smykové plochy, která dává nejnižší stupeń stability podle Pettersona je velice pracné. Proto je-li svah homogenní, lze určit střed kritické smykové plochy graficky podle vztahů Bodriquez – Jambu, je to metoda vhodná pro homogenní svahy bez vody. Pokud jde o homogenní vztah s vodou lze použít nomogramy Bishop- morgensterna.
34. ZVÝŠENÍ STABILITY SVAHŮ A JEJICH SANACE
Je-li stupeň stability menší než přípustný, můžeme pro zvýšení jeho stability provést toto opatření:
A) Zmenšíme sklon svahu nebo provedeme v něm lavičky.
B)Vedeme sklon svahu odstupňovaně – mísovitý tvar.
C)Přitížíme patku svahu.
D)Odtěžíme korunu svahu.
E) Pokud máme ve svahu vodu, snažíme se snížit její hladinu odvodňovacím vrtem.
F)Umístíme do svahu kamenná žebra – zvýší pevnost.
G)Umístíme filtr
H) Chráníme jíl před promrznutím přísypem písčitého štěrku případně odvodněním.
35. DRUHY ZEMNÍCH TLAKŮ
Podle toho jak se zeď deformuje nebo pohybuje vůči zemině, rozeznáváme druhy zemních tlaků – tlak aktivní, pasivní, klidový. Tlak aktivní – jestliže zeď působením zeminy se může posunout, pootočit nebo deformovat. Tlak pasivní – vzniká při tlačení zdi na zeminu, mezi zdí a zeminou se mobilizuje mnohonásobně větší síla než je aktivní tlak, tzv. pasivní odpor. Při určování velikosti zemního tlaku vycházíme z teorie mezní rovnováhy. Při vzniku plastické oblasti se vyčerpá pevnost zeminy.
36. ZEMNÍ TLAK V KLIDU
Vzniká jestliže je zeď tak tuhá, že se nemůže ani posunout, ani pootočit, ani deformovat. Základová půda může být prakticky nestlačitelná ( smyková pevnost je velká, smyková pevnost nevzniká). Nabývá velikosti mezi tlakem aktivním nebo pasivním např. suterénní zdivo, masivní betonové vany. Tlak v klidu od vlastní tíhy zeminy se rovná vodorovnému napětí od vlastní tíhy zeminy. Tlak v klidu vzrůstá lineárně s hloubkou a působí kolmo na rub zdi.
37. AKTIVNÍ TLAK V NESOUDRŽNÝCH ZEMINÁCH
Coulumbovy poučky:A) smyková plocha je rovinná,
B) známe směr tlaku na stěnu,
C) podíl smykové plochy se uplatňuje tření. Je-li známá poloha smykové plochy,
můžeme vypočítat velikost zemního tlaku.
D) ze všech smykových ploch se vytvoří ta, která má na stěnu největší tlak.
38. PONCELETOVO ŘEŠENÍ ZEMNÍHO TLAKU
Toto řešení spočívá v podrobnosti složkového obrazce a ∆ ABC. Nalezneme tak nejnepříznivější polohu smykové plochy AD a také velikost zemního tlaku.
39. CULMANOVO ŘEŠENÍ ZEMNÍHO TLAKU
Řešení je založeno na podrobnosti složkového obrazce a ∆-em omezeným rameny AG a AD a stranami rovnoběžnými se směrem BF.
40. AKTIVNÍ TLAK V JÍLOVITÝCH ZEMINÁCH
u zemí s malou soudržností můžeme předpokládat smykovou plochu rovinnou. Hodí se zvlášť pro násypy. Zemina s velkou soudržností – zářezy a výkopy – zde uvažujeme smykovou plochu zakřivenou a rozlišujeme: A) případ, kdy bereme soudržnost za předpokladu kruhové smykové plochy podle Tellerina (h - výška výkopu, kdy se zemina drží bez podepření),
B) uvažujeme jak soudržnost tak tření.
41. POSOUZENÍ KONSTUKCÍ
Vyšetřuje se, zda dané rozměry konstrukce vzdorují všem silám na ně působícím. Napřed vyřeší velikost všech sil, které působí na opěrnou zeď nad základovou spárou, pak se vyšetřuje, zda v základové spáře není překročeno povolené namáhání základové půdy, pak se vyšetří, zda nedojde k překročení přípustného posunutí. Pak kontrolujeme stabilitu proti překocení, stabilitu proti usmýknutí v základové spáře, zjišťujeme, zda pootáčení (naklánění) zdí je v přípustných normách, kontrolujeme, zda není porušena stabilita zeminy zatížená opěrnou zdí. Nakonec kontrolujeme odpor zdi. Doporučený výpočet opěrných zdí je nutný u dlouhých zdí a zdí vyšších. Užší zdi se navrhují podle normálů nebo podle přibližných vzorců.
42. ZÁRUBNÍ ZDI
Jsou trvalým obkladem stabilních svahů a zářezů. Mají chránit stěny nebo svahy před vlivy povětrnosti, tj. před mrazem, slunečním zářením, deštěm, stékající vodou. Používají se výlučně v zářezech a nemají funkci statickou nýbrž ochrannou. Stavějí se ze zdiva nasucho, na maltu nebo z betonu. Pokud kryje zárubní zeď namrzavou zeminu, pak její tloušťka má být aspoň 1m. Velmi důležité je odvodnit zdi. Menší tloušťku zdi můžeme provést u zdí kotvených do skály.
43. OPĚRNÉ ZDI A JEJICH TVARY
Podepírají násyp a musí tedy zachycovat zemní tlak a zatížení působící na povrchu násypu. Rozeznáváme masivní opěrné zdi a členěné opěrné zdi. Masivní opěrné zdi – zajišťuje svou vlastní tíhou rovnováhu sil zeminy. Podle skoku se opěrné zdi dělí – pilířové, s vetknutou deskou, s prostou deskou, s řadou prostých desek, úhlové
44. KDY JE VHODNÝ NÁVRH PILOTOVÝCH ZÁKLADŮ
Použití pilot se hospodářsky osvědčuje.
Když zemina od plošnými základy je tak stlačitelná a neúnosná, že ani štěrková podkladová vrstva 1,2m nosná nepřináší úsporu na základové desce.
Když by bylo nutné zakládat 1m pod hladinou podzemní vody s čerpáním.
Je-li základová půda únosná, ale je třeba zmenšit sedání a hlavně rozdíly sedání jednotlivých základů.
Je-li nebezpečí, že základová půda může být ohrožena podemletím, výmolnou činností vody.
Zakládá-li se tak mělce, že by jinak nebylo možné vyloučit objemové změny jílovitých zemin vlivem povětrnostním.
Za určitých okolností u nakypřelých písků náchylných ke ztekucnění, jsou-li základy stavěny k dynamickým účelům. Tvoří-li piloty zároveň opěrnou stěnu – u tunelů, nábřežních zdí.
45. CO URČUJE VOLBU PILOT, JEJICH DĚLENÍ DLE STATICKÉHO PŮSOBENÍ, DRUHY PILOT
Piloty – hlubinné základy tvaru sloupů, které se strojním zařízením vpravují do zeminy. Zatížení vnáší do únosných vrstev ležících ve větší hloubce. Při návrhu se postupuje podle obou skupin mezních stavů. Je třeba uvažovat tyto postupy: A) otázka zatížení – statické i dynamické,
B) idealizovaný geologický průzkum,
C) matematický model základů – úvaha o únosnosti, prostorovém uspořádání,
otázka teorií, teoretická otázka zatížení. Rozdělení pilot – podle příčného
rozměru – maloprůměrové, velkoprůměrové, mikropiloty, kořenové piloty,
podle sklonu – svislé šikmé, podle přenášení zatížení – opěrná pilota, plovoucí
piloty, vetknuté piloty, podle způsobu namáhání – tlačené tahové namáhané
ohybem, namáhané na vzpěr, podle materiálu – dřevěné, železobetonové,
ocelové, z předpjatého betonu, podle výrobního postupu – prefabrikované,
zhotovené na místě. Dělení dle statického působení – piloty osamělé –
vzájemně se neovlivňují , piloty skupinové – vzájemně se ovlivňují, musíme je
posoudit jako celek
46.OPŘENÉ PILOTY
Jsou zahraněné do tak pevných hornin, že zatlačení piloty je malé a piloty přijímají celou tíhu stavby. Nejběžnějším typem jsou piloty beraněné tak že jejich hrot vnikl do štěrku nebo do písku. Beraněním vzniká pod hrotem piloty zhutněná zemina, která už nemůže ustupovat do stran, neboť je zemina už tak stlačená, že klade odpor dalšímu vnikání. Potřebný průnik do štěrkové vrstvy k tomu, aby se zmobilizoval odpor zeminy je různý(0,75 – 1,5m – potřebný průnik). Hlavním zdrojem únosnosti je hrot.
47. PILOTA NESENÉ PŘEVÁŽNĚ PLÁŠTĚNY (PLOVOUCÍ PILOTY)
- u těchto pilot je třeba vhodně a pečlivě rozeznávat, o který mezní stav se jedná. Při zatížení se pilota postupně zatlačuje do zeminy. Nejprve vzdoruje svým dříkem zatížení rovnému asi 0,01 tlouťky piloty. Přerůstá-li zatížení dál, nezvětšuje se již podíl daný dříkem, ale roste podíl převzatý patkou. Maxima se dosáhne při zatlačení rovnému tloušťky piloty. Jsou dvě hlediska: buď rozhoduje případ menšího zatlačení, kdy účelem pilot je zmenšit sednutí a rozdíly v sedání. Pak je hlavním činitelem jen délka pilot. U pilot, jejichž kritérium je únosnost je třeba uvážit, jak funkci dříku tak i hrotu
48. ZHUTŇOVÁNÍ ZEMIN
- nejběžnější úprava zeminy jako stavebního materiálu
cíl zhutňování – cílem je úprava vytěžené zeminy a volně rozprostřené vrstvy do tahového stavu, kterým se docílí zlepšení mechanicko-fyzikálních vlastností zeminy (smykovou pevnost, stlačitelnost, propustnost), potřebujeme znát také mechanismus zhutňování
Způsobu zhutňování rozhoduje: jaká zemina se má zhutňovat (zda je soudržná nebo nesoudržná, v jakém stavu zeminu do násypu ukládáme (konzistence, vlhkost), jaké míry zhutnění se má dosáhnout
Zhutňování má několik následujících principů:
A) zajištění dostatečného kontaktního tlaku,
B) vlhkost při které je zemina zhutňována,
C) vyšších hodnot objemových hmotností vysoušené zeminy je dosaženo u nestejnolehlých zemin s plynulou křivkou zrnitosti
49. ŠTĚTOVÉ STĚNY
na stavbu jímek
na těsnění stavební jámy pod úrovní hladiny P,V,
jak pevné pažení při hloubení jámy, kde záleží na tom, aby terén kolem jámy poklesl co nejméně
jako stěny chránící před podemletím mostní pilíř
jako stěny podzemních drah
jako těsnící clony pod jezy a zemními hrázemi
Druhy: dřevěné (do 3m), ocelové, železobetonové (používají se málo),
Návrh štětových stěn závisí na druhu zeminy, na hloubce jámy, na způsobu podepření stěny,
Konstrukční štětové stěny – nábřežní stěny – užívají se u hlavy kotvené a u paty dostatečně hluboko vetknuté, stěny plavebních komor, ochranné stěny proti podemletí, stěny tunelů a podzemních drah, těsnící clony – ocelové štětové ceny jsou vhodné pod zemními hrázemi, jednoduchá štětová stěna bývá propustnější, dvojitá štětová stěna mezi nimiž je uložen beton bývá nepropustná
50. ZLEPŠENÍ ZÁKLADOVÝCH PŮD
cílem je zvýšit únosnost podloží, tj. pevnost zemin, dosáhnout rovnoměrného sedání, pod celým objektem, urychlit konsolidaci, snížit propustnost, volba způsobu závisí na vyžadované změně vlastnosti zeminy a druhu stavby,
A) výměna základové půdy (podsyp, plomba, polštář) – dále prekonsolidace, vibrační zhutňování, dynamická konsolidace, zhutňování odstřelem, chemická injektáž, proudová injektáž, vertikální drény, elektroosmóza, vypalování, vyztužení zeminy