Transcript VUT FAST Brno, Ústav geotechniky Zemní konstrukce Lumír Miča

ZEMNÍ
KONSTRUKCE
LUMÍR MIČA, ING., Ph.D.
ÚSTAV GEOTECHNIKY
Témata přednášek





Úvod, IG průzkum
Materiál zemních konstrukcí
• Zeminy (zlepšená/nezlepšená)
• Kamenitá sypanina
• Druhotné suroviny
• Lehké materiál
• Ostatní materiály
Úprava zemin
•
Plošné zhutňování (principy, kontrola)
•
Hloubkové zhutňování
•
Stabilizace
•
Urychlení konsolidace
•
Štěrkové pilíře
•
Geosyntetika
Návrh zemní konstrukce
Technologická kritéria
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Literatura, normy, TP, TKP
• Literatura:
• Miča, L.: Zemní konstrukce (se zaměřením na dopravní
stavby), elektronické učební texty
• Chlost, J: Zlepšování základových půd, SNTL, 1985
• Kol.: Ground Improvement, Ground Reinforcement,
Ground Treatment Developments 1987 – 1997, ASCE,
ISBN 0-7844-0260-4
• ČSN 72 1006: Kontrola zhutnění zemin a sypanin
• ČSN 73 6133: Navrhování a provádění zemního tělesa
pozemních komunikací
• ČSN 73 6850: Sypané přehradní hráze
• ČSN 72 1002, ČSN 73 1001, další související normy,
technické podmínky (TP) technické kvalitativní podmínky
(TKP)
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Úvod
Definice zemní konstrukce:
Zemní konstrukce je každá konstrukce, kde základním
stavebním materiálem je zemina, a to jak bez zlepšení,
tak i se zlepšením.
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Prostý násyp
• Z jednoho druhu
materiálu – vhodné
nebo velmi vhodné
zeminy.
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Násyp ze zlepšené zeminy
• Jedná se o
násypy, kdy
musíme využít
málo vhodné nebo
nevhodné zeminy.
Jejich použití je
podmíněno jejich
zlepšením.
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Vrstevnatý (sendvičový) násyp
• Střídání
poddajných a
ztužujících vrstev
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Vyztužený násyp
• Kombinace zeminy
s výztužnými
geosyntetiky.
• Účel:
– využití málo vhodné
zeminy
– zvýšit stabilitu
– omezit deformace
– sestrmení svahů
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Násyp ze spraše a
sprašové hlíny
• Díky jejich
specifickému
chování je na ně
pohlíženo dle ČSN
73 6133 jako na
samostatný typ
násypu.
• prosedavost
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
a) Metoda
jedné
křivky
b) Metoda
dvou
křivek
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Násyp z vátého písku
• Obdobně jako násypy se spraše a
sprašových hlín platí při jejich použití v
násypech jiné zásady při jejich
navrhování.
• Stejnozrnný, částice mají kulovitý tvar
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Násyp z:
• kamenité a balvanité sypaniny
• tvrdá (R1, R2) a měkká skalní hornina
(ostatní), hlušina
• popílku a popela
• elektrárenský, teplárenský
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Prostý zářez, odřez
• Stabilita zemin v
zářezu, odřezu je
dostačující i v
jejich přirozeném
uložení.
• Není nutné
provádět zvláštní
stabilizující
opatření.
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Zářez, odřez stabilizovaný
kotvami, hřebíky
• Potřebujeme-li
zajistit stabilitu
zářezu, odřezu.
• Do zemního
prostředí vkládáme
lokální prvky –
kotva, hřebík.
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Zářez, odřez stabilizovaný
gabiony
• Stabilita odřezu,
zářezu je zajištěna
gabiony (ocelový koš
+ kamenivo)
umístněnými před
čelem zářezu.
• Je nutné provést
odebrání většího
objemu zeminy než je
tomu při stabilizaci
kotvami, hřebíky
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Přehradní sypaná hráz
Sypanina:
• Zemní
• Kamenitá
• Smíšená
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Povrchová těžba uhlí
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Povrchová těžba uhlí rekultivace
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Skládka
• Komunálního
odpadu
• Toxického
• Atd.
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Skládka-Neratovice
Geokontejment staré skládky průmyslových odpadů
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Odkaliště
uhelné
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Výsypka
• Prostor kam se ukládá nadložní popř.
podložní zemina (povrchové lomy)
• Vnější a vnitřní
Most – Malé Březno
Sokolovská pánev,
výsypka Lítov
-Chlum Sv. Maří
Most – Děkanský kostel
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Hlubinné uložiště
• Toxického
• Jaderného odpadu
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Základní názvosloví




Skrývka – materiál, který není vhodný pro daný účel
Zemník – místo pro získání chybějící sypaniny
Sypanina – materiál pro násypy, zásypy, obsypy
Výkopek – vytěžený horninový materiál


Zemní, skalní práce – vytěžení, zpracování, uložení materiálu
Účelová těžba – průzkum nalezišť místních stavebních materiálů,

Těžitelnost – zahrnuje rozpojitelnost, lepivost, nakypření a nakládání,


těžených pro krátkodobou potřebu
vyklápění (ČSN 73 3050 – Zemní práce)
Zpracovatelnost – těžitelnost, únosnost pro provoz dopravních
prostředků a stavebních strojů, zhutnitelnost
Zhutnitelnost – schopnost sypaniny zlepšit své vlastnosti snížením
pórovitosti.
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Geotechnický průzkum
Základní úkol IG:


Stanovení lytologické charakteristiky horniny, jejího stavu atd.
Stanovení vlastností:

Skalní horniny – s, , sat [kNm-3]; n %; w %; nasákavost, pevnost v

S, G zeminy – fyzikálně-indexové vlastnosti
tlaku, tahu, střihu atd.
Id(max,min)),

mechanické vlastnosti
mechanické vlastnosti
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
(PS, PM, CBR)
(zrnitost, tvar zrn, w %, s , [kNm-3]; n %;
(pevnost, stlačitelnost, propustnost)
Kamenivo – fyzikálně-indexové vlastnosti
Id(max,min)),
, technologické
(pevnost, stlačitelnost, propustnost)
F zeminy – fyzikálně-indexové vlastnosti
Id(max,min)),

mechanické vlastnosti
(zrnitost, tvar zrn, w %, s , [kNm-3]; n %;
, technologické
(PS, PM, CBR)
(zrnitost, tvar zrn, w %, s , [kNm-3]; n %;
(pevnost, stlačitelnost, propustnost)
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Geotechnický průzkum
• orientační - zpracování inženýrsko-geologické
studie a hydrogeologické rešerše
• předběžný - podklad pro zpracování dokumentace
pro územní rozhodnutí (DÚR)
• podrobný - podklad pro zpracování dokumentace
pro stavební povolení (DSP)
• doplňkový - pro zpřesnění výsledků předběžných
etap a problematických úsecích
•
• geotechnické sledování výstavby - dokumentace
prováděné stavby
Geotechnický průzkum
Specifické problémy průzkumu pro dopravní stavby:



Liniová stavba  probíhají územím s různorodými IG poměry
Hlavní úkol – vyhledání co nejvhodnější trasy a vyšetření
vlastností zemin
Požadavky na průzkum:



Údaje o stabilitě, popř. stabilitě zemního tělesa
Únosnost pláně případně její změny
Vhodnost výkopku pro sypání zemních konstrukcí
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Geotechnický průzkum
Specifické problémy průzkumu pro vodohospodářské stavby:


Velký a komplexní zásah do rovnováhy geologického prostředí
Nejvýznamnější  přehrada:




betonové gravitační  značné zatížení do podloží
Betonové klenbové  hlavně zatížení do boků
Sypané hráze  problém podzákladí + sypanina
Požadavky na průzkum:




Stav hornin – tektonika, zvětrání, propustnost
Hydrogeologické poměry
Geodynamické procesy (svahové pohyby, kras)
Průzkum zemníků pro získání přírodních materiálů
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča
Geotechnický průzkum
Specifické problémy průzkumu pro ekologické stavby
(ukládání odpadů):



Ukládaný materiál může významně ovlivňovat životní prostředí
Odpad = antropogenní materiál (uloženina)
Požadavky na průzkum:




Stav hornin – propustnost
Hydrogeologické poměry
Stabilita deponie
Možnost rekultivace jejího povrchu pro další využití
VUT FAST Brno, Ústav geotechniky
Zemní konstrukce
Lumír Miča