text

Základní úkoly inženýrsko-geologického (IG) průzkumu
• Stabilita území staveniště.
• Údaje o uspořádání vrstev a vlastnostech základových půd.
• Vliv podzemní vody na základové poměry.
• Určení potřebných podkladů pro zakládání v nepříznivých podmínkách.
• Doporučení optimálního způsobu založení a zhodnocení jeho vlivu na sousední objekty.
• Určení podkladů pro výkop stavební jámy.
• Posouzení vhodnosti staveniště – geotechnické kategorie.
Metody IG průzkumu pro potřeby zakládání staveb
• Předběžný
• Podrobný
• Doplňující
Cena průzkumu: ca 1 až 2% ceny stavby (bez terénních odkryvných prací)
Časté nedostatky IG průzkumu
• Neuskutečnění průzkumu
• Malý počet průzkumných vrtů
• Neúplný průzkum
• Nevhodné umístění průzkumných vrtů
• Nedostatečná hloubka průzkumných vrtů
Zvláštnosti nauky „Zakládání staveb“ (rizika….)
• Postup při návrhu zakládání. Návrh základů je úloha inverzní k projektování nadzemních konstrukcí.
• Nahrazování empirie vědeckými řešeními
Nehomogenní charakter základové půdy komplikuje předpověď jejího chování
• Možná přesnost sondování – zemina není homogenní ani u staveb šířky ca 10m.
• Ekonomie náklady na zakládání tvoří u pozemních staveb 4 až 20% celkové
sumy, průmyslových staveb kolem 20%, u mostních staveb 40%, vodohospodářské a dopravní stavby jsou nejnáročnější.
• Rychlost
• Riziko - ZS patří mezi obory spojené s velkým rizikem!!!!
Tvůrčí riziko – projekt, IG průzkum
Společenské riziko – zásah lidského faktoru, nedbalost, nátlak
Základní klasifikace zemin a hornin dle ČSN 731001 (F, S, G, R)
• Klasifikace zemin
F – zeminy jemnozrnné F1-F8
S – zeminy písčité S1-S5
G – zeminy štěrkovité G1- G5
• Klasifikace hornin
R – skalní horniny
Jemnozrnné (soudržné) zeminy – jejich nejdůležitější vlastnosti (Ip, Ic)
• Jíly C
• Hlíny M
Rozhodující vlastnosti – vlhkost, konzistence, plasticita
Plasticita: nízká, střední, vysoká
• Index plasticity Ip
Ip = wl – wp
wl je mez tekutosti (%), wp je mez plasticity (%)
• Stupeň konzistence Ic
Ic = (wL-w)/Ip
w – původní vlhkost (%)
Hrubozrnné (nesoudržné) zeminy – jejich nejdůležitější vlastnosti (Id)
• Písky, Štěrky
Rozhodující vlastnosti – pórovitost, ulehlost, číslo pórovitosti, zrnitost
Index relativní ulehlosti Id:
Id = (emax – e) / (emax - emin)
Id 0,67 ulehlé písky
Pevnostní charakteristiky zemin
• Totální parametry pevnosti
cu (kPa) totální koheze
φu (o) totální úhel vnitřního tření
• Efektivní parametry pevnosti
cef (kPa) efektivní koheze
φef (o) efektivní úhel vnitřního tření
Přetvárné (deformační) charakteristiky zemin
• Edometrický modul přetvárnosti Eoed (MPa)
• Modul přetvárnosti Edef (MPa)
• Poissonovo číslo ν (1)
• Součinitel konsolidace cv (cm2s-1)
• křivka stlačitelnosti, • propustnost
Geotechnické kategorie a jejich význam pro návrh základů
Geotechnické kategorie (ČSN 731001, EC7)
Geotechnické kategorie a návrh základů
• 1.GK
Malé, jednoduché konstrukce. Riziko ohrožení majetku a života je malé. Známé základové poměry.
Př.: Jedno až dvoupodlažní domy, max zatížení v patě sloupu 250 kN nebo zdi 100kN/m založené na běžných typech plošných nebo pilotových základů.
• 2. GK
Běžné typy kcí, bez abnormálního rizika, rutinní postupy pro polní a laboratorní zkoušky, návrh a provádění.
Př.: plošné základy, rošty, piloty, podzemní stěny, výkopy, pilíře a opěry mostů, zemní kotvy, násypy a zemní práce, tunely v tvrdých nerozpukaných zeminách.
• 3. GK
Velmi velké a neobvyklé konstrukce s abnormálním rizikem nebo neobvyklé či výjimečně obtížné základové poměry nebo zatěžovací podmínky a konstrukce ve vysoce seismických oblastech. U 2. a 3. GK nutno stanovit charakteristické hodnoty zeminy výhradně na základě polních nebo laboratorních
zkoušek!!!!
Při návrhu základů se postupuje podle složitosti základových poměrů, podle náročnosti konstrukcí a podle stupně projektové přípravy.
1. mezní stav dle ČSN a EC 7 - únosnost
je taková hodnota zatížení základové půdy, při jejímž překročení by mělo dojít k překročení pevnosti základové půdy, vytvoření smykových ploch a zaboření základu.
Podmínku stability základové konstrukce můžeme vyjádřit takto σde ≤Rd kde Rd je výpočtová únosnost základové půdy určená ze vztahu (kPa)
Rd=cd . Nc . bc . sc . dc . ic . gc+γ1 . d . Nd . bd . sd . dd . id . gd+γ2 . bef/2 . Nb . bb . sb . db . ib . gb
Posouzení základu podle 1. skupiny mezních stavů:
σds ≤Rdt, σde ≤Rd, σde ≤Rd, σde-kontaktní napětí (provozní, extrémní, extrémní), Rd-výpočtová únosnost (tabulková, svislá, svislá)
2. mezní stav dle ČSN a EC 7 - sedání
Konečné sedání s je dané součtem třech samostatných složek s = sz + sk+ ss
kde sz je sedání počáteční, sk je sedání konsolidační, ss je sedání sekundární
• Počáteční sedání (sz) vzniká v průběhu zatěžování zeminy, kdy se tlak vody v pórech nezmenšuje a
svislá deformace nastává vlivem roztlačování zeminy do strany.
• Konsolidační (primární) sedání (sk) je důsledkem vytlačování vody z pórů zeminy, je závislé na čase a při konstantním zatížení končí ztrátou pórového tlaku.
• Sekundární sedání (ss) je způsobeno dotvarováním při konstantním napětí bez přírůstku pórového tlaku.
Nerovnoměrná složka sedání
Druhy nerovnoměrného sednutí:
a) relativní průhyb, b) úhlové přetvoření c) naklonění
Časový průběh sedání
Pokud je sedání významným faktorem pro bezporuchovou funkci stavby, je nutno průběh sedání měřit, zejména pak jeho nerovnoměrné složky!!!
Časový průběh sedání st = f (t) můžeme stanovit pomocí konečného sednutí s a stupně konsolidace U, st = U . s
Stupeň konsolidace U lze stanovit pomocí časového faktoru T.
Co je to hloubka založení d
Hloubka založení d je hloubka základové spáry pod nejnižším bodem území u základu. Při jejím stanovení je třeba vzít v úvahu konstrukční důvody (charakter objektu, vliv sousedních základů apod.), geologické poměry (únosnost a stlačitelnost zemin, úroveň hladiny podzemní vody) a klimatické vlivy (promrzání, vysychání).
Hloubka založení pro 1. a 2. mezní stav
Pro posouzení základů podle I. Skupiny mezních stavů se uvažuje hloubka založení jako minimální svislá vzdálenost mezi základovou spárou a upraveným povrchem území, podle II. Skupiny mezních stavů se hloubka založení zpravidla uvažuje jako svislá vzdálenost mezi základovou spárou a původním povrchem území.
Hloubka založení v objemově nestálých zeminách
Z hlediska promrzání se stanoví hloubka založení takto:
• u definitivních staveb založených na zeminách je nutno základovou spáru volit pod zámrznou hloubkou, tj. nejméně 0,8 m pod upraveným povrchem území
• u základů na zeminách chráněných proti promrzání u provizorních konstrukcí může být hloubka základové spáry menší, nejméně však 0, 4 m
• v případech, kdy základová půda může vysychat, se stanoví u jemnozrnných zemin třídy F7 a F8 nejmenší hloubka založení 1,6 m!!!
• Vysychání základové půdy způsobené vegetací (sáním kořenů stromů) se řeší individuálně
Trvalé a občasné zatížení základových kcí
Zatížení, která se ze stavební konstrukce přenášejí do základové půdy, můžeme z hlediska času jejich působení rozdělit na stálá a občasná.
Stálá zatížení jsou dána tíhou všech trvalých částí stavebních konstrukcí – nosných stěn, sloupů, stropů, podlah, příček, omítek apod. Stálý vodní a zemní tlak.
Občasná zatížení mohou působit dlouhodobě (např. dočasné příčky, zařízení, skladované materiály apod.) nebo krátkodobě (např. osoby, nábytek, sníh, vítr, námraza), případně mimořádně (např. účinky
země třesení, výbuchů, havárií v technologickém procesu, nerovnoměrné sedání, atd.).
Extrémní a provozní kontaktní zatížení
Extrémní výpočtové zatížení Vde představuje nepříznivé přetížení konstrukce a vzniká ze stálých zatížení, občasných dlouhodobých a krátkodobých zatížení, případně i z mimořádných zatížení. Je třeba počítat s reálnými kombinacemi krátkodobých a mimořádných účinků, které v EC 7 vystihuje součinitel γq. Výpočtové extrémní kontaktní napětí σde = Vde/Aef = γq.Vn/Aef
Provozní výpočtové zatížení Vds odpovídá běžnému trvalému nebo opakovanému zatížení a vzniká ze stálých a občasných dlouhodobých zatížení, které v EC7 vystihuje součinitel γg. Z krátkodobých zatížení se berou v úvahu jen pravidelně se opakující zatížení.
Výpočtové provozní kontaktní napětí σds = Vds/A = γg.Vn/A
Druhy plošných základů. Použití
Základové patky, Základové pásy, Základové rošty, Základové desky
Výhody a nevýhody jednotlivých typů plošných základů
Co jsou to základové studny a kesony?
Prstencové nebo skořepinové základy představují