dimenzionisanje temeljne konstrukcije stambeno-poslovnog objekta u specifiČnim geotehniČkim...

8/19/2019 DIMENZIONISANJE TEMELJNE KONSTRUKCIJE STAMBENO-POSLOVNOG OBJEKTA U SPECIFIČNIM GEOTEHNIČKIM USLOV…

1/82

Završni rad

1. UVOD

Temelj je dio konstrukcije koji omogućuje da se sile i momentireakcija konstrukcije raspodijele na toliku površinu tla kolika je potrebnakako bi se postignula potrebna sigurnost od sloma tla ,i da deformacije tlabudu kompatibilne sa funkcijom građevine.Temelj je sastavni i neophodnidio svake građevine, a oblik temelja i dubina temeljenja (fundiranja)avise od vrste građevine i osobina tla. !bor na"ina temeljenja mo#e sepredstaviti u sljedećim koracima$

• %rikupljanje podataka o građevini, pojedinostima i projekta ipodataka o podtemeljnom tlu&

• %odaci o geologiji lokacije&• %rikupljanje podataka o temeljenju susjednih objekata na datoj

lokaciji&• %rogram i ivođenje istra#nih radova&• 'cjena podataka i odabir na"ina temeljenja$

plitko temeljenje, duboko temeljenje, hibridno temeljenje, temeljenje na poboljšanom tlu.

Za odabir na"ina temeljenja, pored uslova na gradilištu, presudanuticaj ima i ivođa" i oprema sa kojom isti raspola#e. remenom, kako setehnologija ravija, tako se i mogućnosti temeljenja šire do neslućenihramjera. *avremeno građevinarstvo karakteriše igradnja objekata sveslo#enijih konstruktivnih sklopova i iuetnih opterećenja. %osebnoproblem stvaraju "esto nepovoljni geotehni"ki uslovi u kojima se takviobjekti mogu naći, pa je primjena šipova a njihovo fundiranjenajadekvatnije rješenje. +anas je u upotrebi preko dvije stotine vrsta

šipova rali"itih tehnologija irade i konstruktivnih karakteristika, od kojih je širu primjenu našao samo mali broj najkvalitetnijih. adi sistemati"nijegramatranja i pravilnog ibora šipove je nephodno klasi-kovati.

Šip je nosivi element a prenos potpornih sila objekta u nosiva tlakro manje nosive kao i nenosive slojeve. ipovi(piloti) su relativno dugi ivitki konstruktivni elementi,koji se koriste kao konvencionalni metodtemeljenja a radove inad vode kao što su$ stubovimosta,pristaništa,lukobrani,naftne platforme itd.'ni se,takodje, koriste kaodijelovi potporne konstrukcije a prijem pritisaka tla i/ili vode kao agata

a iskope temelja i potpronih konstrukcija.ipovi mogu djelovati kaopojedina"ni temelji ili u grupi, spojeni naglavnom konstrukcijom. 0aj"ešće

1


2/82

Završni rad

se primjenjuju u grupi. ipovi mogu u tlo prenositi i vu"nu silu koja se javlja u slu"aju kada šipovi djeluju kao par kod prenosa momenata u tlo.ipovi se mogu ivoditi i kao kosi. 0aglavna konstrukcija prenosi ipreraspodjeljuje opterećenja od građevine na šipove. 'vaj dosta stari

metod fundiranja je veoma racionalan,kako u pogledu irade,tako i upogledu primjene i uštede materijala a šipove.adi ovog se stalno posti#urana unapređenja ,ravijaju nove metode i tehnologije što proširujeprimjenu šipova kod fundiranja jednostavnih do veoma slo#enih objekata,ikod ranih vrsta slabo nosivog tla.%osljedica ovakvog ravoja je uslovilapojavu ranih vrsta,sistema itehnologija irade šipova kao i upoterburanih klasi"nih ! svremenijh vrsta opreme i materijala.

Slika:1. Uslovi korišćenja šipova

0a slici 1. pod (a) je šip koji opterećenje prenosi kro loše tlo u

"vrstu stijensku podlogu, na vrh, be dejstva trenja po omota"u.0a slici 1. pod (b) šip prenosi opterećenje dijelom na vrh a dijelom

trenjem po omota"u u homogenom tlu.

ip na slici 1. pod (c) prenosi u tlo i horiontalna opterećenja nastaladjelovanjem momenata nademnog dijela građevine, usljed djelovanjavjetra ili emljotresa.

0a slici 1. pod (d) šip prolai kro tlo koje reaguje na promjenuvlage, bubri ili se radi o tlu koje mo#e kolabirati, npr. les. Tada je

2


3/82

Završni rad

temeljenje na šipovima jedino moguće rješenje ako se dobro nosivo tlonalai na raumno dohvatljivoj dubini.

0a slici 1. pod (e) prikaan je šip koji je opterećen vu"nom silom.'vakvi šipovi se mogu pojaviti kod dalekovodnih stubova, platformi a

vađenje nafte, i građevina pod na"ajnim uticajem ugona.

0a slici 1. pod (f) prikaana je primjena temeljenja na šipovimastuba mosta kod kojeg postoji mogućnost pojave eroije rije"nog koritaoko stubnog mjesta.

iroku primjenu našle su samo one vrste šipova koje ispunjavaju sljedećeuslove$

• %otrebna nosivost a podu#no i popre"no opterećenje&• +ovoljna trajnost&• 3konomi"na irada&• 4ako apliciranje u tlo (abijanje, bušenje, utiskivanje)&

adi sistemati"nijeg ramatranja i komparativnih analia, u ciljuibora optimalne vrste a date uslove, šipovi se mogu klasi-kovati na višena"ina u avisnosti od aspekta sa kojih se vrše posmatranja.

'snovni elementi šipa su$

• Glava šipa je gornji dio šipa koji je povean sa elementom potpornekonstrukcije.

• Noga šipa je donja osnovna ploha cilindri"nog tijela šipa preko kojese prenosi opterećenje u tla sa aktiviranjem normalnih kontaktnih

napona.

• Plašt šipa (omota") je plašt cilindri"nog tijela šipa preko koga seprenosi opterećenje u tla sa aktiviranjem kontaktnih napona nasmicanje.

• Greda šipa je nosivi gredni element potporne konstrukcije iarmiranog betona koja spaja glave šipova i stubove i a unos

potporne sile u više šipova.

5


4/82


5/82

Završni rad

2.1 KASI!IKA"I#A $IPOVA

%rema materijalu od koga su irađeni šipovi mogu biti$

• +rveni$• :eli"ni&

• ;etonski&•


6/82

Završni rad

Slika 3: Rezultat istražne jame ispod temelja zgrade u staroj jezgri

Stok!olma"#o!m i Stjerngren$ 1%&1.'

%elični šipovi se ivode od pro-la ranih oblika popre"nogpresjeka. +u#ina su do 5?m. rh šipa se ivodi akošen kako bi se lakšemogao pobijati u tlo.:eli"ni šipovi se lakše abijaju u tlo gdje se drugivrste ne mogu abiti. 'vi šipovi se pobijaju pomoću makare. %rimenjuju sekod privremenih objekta gde su velike sile (>==k0) koje treba prenijeti natlo. 0edostatak njihove primjene je što su podlo#ni koroiji i imaju velikucijenu u odnosu na druge vrste šipova.

Slika (: )eli*ni šip

@


7/82

Završni rad

$ipovi od near&iranog i ar&iranog 'etona se naj"ešće koriste

u praksi. %rema na"inu ivođenja dijele se na prefabrikovane i ivedene nasamom terenu.

+re,a-rikovani šipovi su armirani. +u#ine su do 2=m. %opre"nipresjek je kvadratan, jer je veća površina omota"a kvadratnog presjeka odkru#nog presjeka iste površine popre"nog presjeka.0aj"ešće se radedu#ine od @,= do 1?,= m,iuetno 2?,= m u avisnosti od površinepopre"nog presjeka.

;ae šipova se prilagođavaju uslovima tla,njihovoj "vrstoći i polo#aju

slojeva.8 slu"aju da se abijaju u "vrsta tla koja sadr#ekonglomerate,potrebna su posebna "eli"na oja"anja na vrhu šipa.8 slu"ajuda se šipovi abijaju u ekstrmno "vrsta tla,kro sredinu šipa se ugrađujecijev,kro koju se se utiskuje voda pod pritiskom,koja ramekšava tlo.'vacijev se takođe mo#e iskoristiti i kao kontrolna cijev ispravnosti šipa koji semo#e rabiti duboko u tlu.

,

Slika : +re,a-rikovani armirano/-etonski šip


8/82

Završni rad

8engije kod ovih šipova ivode se spiralnog oblika, s tim da suprogušćene kod glave i vrha bog povećanih uticaja iavanihkoncentracijom opterećenja tih elemenata šipa od udarca malja, odnosnoprobijanja tla. rh šipa je oja"an papu"om od "eli"nog lima. 'vi šipovi se

koriste na gradilištima gdje se #eli njihovo bro ivođenje, s tim da se prijeotpo"injanja radova šipovi proivedu u fabrici betona.

$ipovi i(vedeni na )a&o& teren* mogu biti nearmirani i armirani. Tehnologije ivođenja su rali"ite. %rostor a šipove mo#e se ivestinabijanjem, abijanjem, bušenjem i kopanjem. Zajedni"ko im je da searmatura ugrađuje na licu mjesta pa se du#ina koševa mo#e prilagoditipotrebama na terenu. ;etoniraju se takođe na licu mjesta a na"inugradnje betona avisi od vrste tehnologije ivođenja.

;etoniraju se kontraktor postupkom ili ugradnjom suvog betona u otvoriveden u tlu, što avisi od tipa tehnologije ivođenja. 0vaj na*in izradešipova će -iti opisan u pose-nom poglavlju 2.2.1$ jer predstavlja temuovog završnog rada.

$l+*nčani šipovi ivode se na licu mjesta nabijanjem šljunka u tlo.*lu#e kao poboljšanje temeljnog tla. 'vi šipovi bijaju okolno tlo, što im je isvrha. 8jedno djeluju kao uspravni drenovi te ubravaju proces

konsolidacije. Treba ih pa#ljivo primjenjivati jer u sitnornom tlu moguiavati povećanje pornih pritisaka i smanjenje efektivnih napreanja. Time iaivaju upravo suprotan u"inak od poboljšanja uslova u tlu.

$ipovi od ,o&'inovani- &ateri+ala B 0aj"ešće se radi okombinaciji "elika i betona. 6ogu se ivoditi i kombinovanjem plasti"nihcijevi, metalnih umetaka (! pro-la, #eljeni"kih šina i sli"no) i betonskeispune. 7od malih pro-la ispuna je malter ili smjese a injektiranje.

6ješani se materijali naj"ešće koriste kod mikrošipova.

Klasifkacija šipova prema konstruktivnim elemetnima 'snovni konstruktivni elementi šipa su tijelo šipa, vrh i glava šipa, paavisno od njihovog oblika, dimenija i same konsrtukcije mogu senapraviti posebne podjele.

Podjela šipova prema ormi poprečnog presjeka šipa B 'blikpopre"nog presjeka šipa avisi od materijala od koga je šip irađen i

C


9/82

Završni rad

naj"ešće je reultat te#nje da se ivrši njegovo prilagođavanje uslovimaopterećenja i uslovima sredine (tla). 0aj"ešći oblici popre"nog presjeka su$

• 7vadratni&• %ravougaoni&• 7ru#ni&• %rstenasti&• Trougaoni&• Trapeni&• 7ombinovani&

Podjela šipova prema veličini poprečnog presjeka B eli"ina

popre"nog presjeka se obi"no ira#ava veli"inom pre"nika šipa i mo#evarirati u dosta širokim granicama. %rema većini autora šipovi se mogusvrstati u tri grupe i to kao$

• 6ikrošipovi&• ipovi malog pre"nika&• ipovi velikog pre"nika&

%ojedini autori šipovima velikog pre"nika smatraju šipove "iji jepre"nik veći od @== mm.

Podjela šipova prema konstrukciji i obliku vrha šipa B 'blik ikonstrukcija vrha šipa avisi od tehnologije irade i materijala od koga ješip irađen. 6ogu biti$

• ipovi sa su#enim vrhom (oštra konstrukcija vrha)&•

ipovi sa proširenim vrhom (baom)&• ipovi sa ravnom baom&

Podjela šipova prema duini B %rema du#ini kojom su ašli u tlošipovi se mogu podjeliti na$

• 7ratke (do @ m)&• +uge (preko @ m)&

>


10/82

Završni rad

+rema duini i!rade elemenata odnosno dijelova šipovi sedijele u dvije grupe, i to na$

• ipove gdje je tijelo šipa irađeno i jednog dijela&•

ipove gdje je tijelo šipa irađeno i više dijelova&

Klasifkacija prema načinu i!rade B Tehnologija irade šipova jevlasništvo predueća, -rmi ili kompanija, patentirana je i takvi šipoviobi"no nose imena -rmi ili autora koji su datu vrstu šipa autoriovali.%rema na"inu irade šipovi se dijele na$

• %refrabrikovane (abijeni, utisnuti, uvrtani)&• ipove ivedene direktno u tlu (nabijeni, bušeni, kopani)&• 7ombinovane&

ipovi se klasi"nim tehnologijama ivode kao abijeni, utisnuti ikopani. 7ada su malog pre"nika ivode se kao abijeni, nabijeni, utisnuti iuvrtani. %rva tri tipa prilikom ivođenja iaivaju bijanje tla u prostoru ukojem se ivode pa spadaju prema prethodnoj podjeli u šipove koji bijajutlo. To ne va#i onda kada se abijaju "eli"ni pro-li ili cijevi sa otvorenimdnom. 7opani šipovi se ivode kada su većih pre"nika. 6ogu se kopati beaštite, pod aštitom bentonitne isplake ili pod aštitom cijevikolone, koja

se tokom betoniranja šipa vadi. 8 ovu grupu spadaju i elementi dijafragmi,naj"ešće a ovu svrhu armiranobetonskih, koje kao asebni elementipredstavljaju šipove pravougaonog popre"nog presjeka i njihovukombinaciju. !vode se iskopom pod aštitom bentonitne isplake.%rimjenom ove tehnologije ne bija se okolno tlo.

6etoda mlaznog injektiranja donijela je novu vrstu šipova stubova,ivedenih u prethodno rarahljenom rabijenom tlu u koje se pod

pritiskom ugrađuje veivno sredstvo. Time se u tlu dobija "vrsto tijelonepravilne spoljne ivice.

6etoda mied in plae stvara u tlu stubove ivedene od autohtonogtla pomješanog s veivnim sredstvom.

1=


11/82

Završni rad

Slika : +rimjeri šipova izvedeni! u tlu

Klasifkacija prema računskoj šemi i načinu optere"enja Bea imeđu šipova i konstrukcije mo#e biti ivedena na rali"ite na"ine uavisnosti od vrste šipova i prirode opterećenja koje šipovi treba da primei prenesu na tlo. 7arakterom ivedene vee određuje se prenos stati"kih i

dinami"kih uticaja, pa šipovi mogu biti klasi-kovani na one koji suopterećeni$

• %odu#nom silom pritiska ili ateanja&• %opre"nom (transveralnom) silom&• 6omentom savijanja&• %opre"nom silom i momentom savijanja (popre"nim

opterećenjem)&• %odu#nim i popre"nim opterećenjem&

Klasifkcija prema karekteru rada u tlu B 8 interakciji šipa sa tlom,avisno od na"ina oslanjanja donjeg kraja i na"ina opterećenja šipovimogu biti$

• *tojeći (dubeći)&•

iseći (lebdeći)&•


12/82

Završni rad

Stojeći šipovi opterećenje prenose uglavnom preko bae šipa na"vrstu, dobro nosivu podlogu.

od le-deći! šipova dobro nosiva podloga je nedostupna, baa šipa

nema "vrst oslonac, pa se opterećenje prenosi uglavnom preko omota"a.

ipovi ankeri opterećenje prenose preko omota"a u skladu saate#ućom silom u glavi šipa.

Klasifkacija šipova prema klimatskoj !oni B 8slovi a iradu šipovamogu da budu iuetni (posebni) kada se radi na niskim temperaturama, utlu gdje vlada vje"iti snijeg i led. *amo ponašanje konstrukcija i šipova u

takvim uslovima je takođe posebno. 'tuda i slijedi podjela šipova na$

• ipove koji se ivode u umjerenim klimatskim uslovima&• ipove koji se ivode u vje"ito amrnutnom tlu&

%rema nekim autorima, šipovi se mogu klasi-kovati u "etiri grupe, nasljedeći na"in$

• ipovi velikih pomjeranja, koji uklju"uju sve masivne šipove,uklju"ujući prednapregnute betonske šipove i "eli"ne ilibetonske cijevi atvorene na donjem kraju, tj. Dliveni u mjestuEšipovi&

• ipovi malih pomjeranja, koji uklju"uju valjane "eli"ne pro-le,poput Fšipova i otvorene cjevaste šipove&

• Zamjenjujući šipovi, koji su nastai bušenjem ili ru"nim

kopanjem. 0eophodno je da iskop bude podr#an bentonitsmjesom ili oblo#en prevlakom&• %osebni šipovi, koji su određeni posebnim šipovima ili varijante

posebnih tipova šipova, uvedenih s veremena na vrijeme,kako bi se povećala u"inkovitost, ili prevaišli problem iavaniposebnim uslovima u tlu&

#amjenjuju"i šipovi

12


13/82


14/82

Završni rad

G 3enoto šipovi (kod kojih se materijal i šipa kopa)

G 3*šeni šipovi

!ran,i šipovi

'blo#ne metalne kolone a iradu Hranki šipova pobijaju se posrednopreko "epa od svje#eg betona ugrađenog na dnu kolone.+olje otvorenakolona spusti se na tlo,pa se u nju ugradi na dnu svje# beton visine ?=C=cm ,što avisi od pre"nika cijevi.

:eli"ni malj idu#enog oblika te#ine 2?5= k0 spušta se pomoću dialicena makari da pada sa potrebne visine ,kro cijev,na betonski "ep.

+aljim udranjem malja taj "ep savladava otpore trenja tla,te prodire dubljeali ne ilai i cijevi.0a ovaj na"in se oblo#na kolona abija u tlo doodređene dubine fundiranja.

8sljed velike gustine betonskog "epa ,podemna voda ne mo#e da prodreu cijev te se betoniranje "epa radi be prisustva vode.

7ada se abije cijev do projektovane dubine,sipa se vla#an beton visine?=C= cm,nabija se,u pridr#avanje i postepeno ivla"enje kolone upomoć makare.8 ivla"enje cijevi,u dnu se javlja proširenje širine i do 5

pre"nika šipa.%omoću makara se mogu ivoditi i kosi šipovi,ugla do 2?=

postavljeni na vođice.Hranki šipovi se mogu i armirati.Za slu"aj daprora"unom nije predlo#ena,usvaja se konstruktivna armatura @I19 mm.

0ormalne su du#ine šipova C,= B 12,= m ,a maksimalne su i do 2=m.6inimalno osovinsko rastojanje ovih šipova treba da bude imedju 5,?9pre"nika šipa.

Jlava šipa ibetonira se a ?=C= cm više od projektovane kote,jer jeobi"no gornji dio betona oštećen bog ivla"enja cijevi.7od armiranih

19


15/82

Završni rad

šipova,armatura treba da ulai stopu a du#inu ankerovanja.

Slika 4. 5aze izrade armirano/-etonskog 5ranki šipa.

*lika A. (a) ugradnja betona na dnu cijevi, (b) nabijanje betona i irada"epa, (c) abijanje cijevi udranjem malja po "epu, (d) ugradnja betona i

povla"enje kolone, (e) ugradnja armature, (f) ivla"enje kolone ipovla"enje šipa.

Si)te& Epre)) šipova

'vaj sistem je sli"an principu irade Hranki šipova,gdje se oblo#na kolonaabija direktnim udarima preko oblo#nog "epa od armiranog betona koji seutiskuje ispred cijevi.

:ep je konsunog oblika i postavlja se u iskopanu rupu na mjestu iradešipa.Kijev se postavlja na formirani obod "epa,tako da stoji "vrsto i nemo#e sklinuti sa njega prilikom abijanja "epa.Zabijanje se vrši prekokrutog ! nosa"a sa širokim akošenim Lanšama.

1?


16/82

Završni rad

Slika &. 6a-ijanje ijevi preko armirano-etonskog *epa i izrada 7pressšipova

*lika C. (a) postavljanje ab "epa i "eli"ne cijevi,(b) abijanje "eli"ne cijevi,(c) betoniranje šipa i ivla"enje "eli"ne kolone, (d) postavljanjearmature,formiranje šipa te ivla"enje oblo#ne kolone.

Jornji dio nosa"a je oja"an u vidu kape radi mogućnosti abijanja oblo#necijevi i armiranobetonskog "epa.8 cijev se spušta plasti"an beton,kojiprolai kro otvor u sredini konusnog umetka i pada na postavljeniarmiranobetonski "ep.7ada je avršeno abijanje cijevi do predviđenedubine,sipa se beton,podi#e konsuni umetak i postepeno se ivla"i cijev.8ivla"enje cijevi i nabijanje betona nastupa istiskivanje betona u tlo iformiranje šipa sa mjestimi"nim proširenjem.

'blo#ne cijevi a iradu 3Mpess šipova imaju vanjski pre"nik 9A= mm idu#inu 11m.

0edostatak je što se imeđu nabija"a i oblo#ne cijevi nalai jako uakproctor,te se ne mo#e postaviti armaturni koš kao kod Hrankišipova.0aj"ešće se abijaju šipke u svje# beton.7od ovog sistema seobi"no armira samo gornji dio šipa na du#ini od oko 5,= m.

:eli"ne šipke su obi"no I22 mm,ili deblje i abijaju se u beton kro sistemcijevi koje su međusobno poveane ukrućenjima.

$ipovi i(vedeni '*šen+e& &e-anič,i& )vrdlo&

%osljednjih godina ravile su se moćne rotacione bušaće mašine sa velikim

spiralnim svrdlom ili drugim tipovima bušenja šipova većih pro-la u svimvrstama tla,uklju"ujući i stijenske massive.

1@


17/82

Završni rad

7orištenjem bentonitske suspenije eliminisane su poteškoće kod bušenjau neveanim materijalima.;uše se pre"nici do 9,?A m,dubine do A=m.

6ašinama sa kontinualnim svrdlom (Kontinous Light augerKH


18/82

Završni rad

Zahvaljujući ravoju savremenih mašina a bušenje,danas se u svijetuposti#u natne dubine,pojedina"nih ili vodoaptivnih i nosećih šipova.

6ašinama koje koriste grabilice a vađenje materijala tipa ;enoto(Hrancuska -rma ;enoto),ostvaruju se dubine bušenja i preko 1==m u

aluvijalnom materijalu.

%re"nici šipova koji se irađuju ovom metodom se kreću od @=1== cm pa iviše.

Tlo se buši grabilicom posebnog oblika.'na ahvata materijal u bušotini,ivla"i ga na površinu i sipa u lijevak a odvođenje.%aralelno sa bušenjemposebne sprave utiskuju oblo#nu "eli"nu cijev (kolonu) tako da je iskop

uvijek aštićen limenom oplatom.


19/82

Završni rad

Slika 19. +resjek kroz ekran od #enoto šipova i injekione zavjese.

;etoniranje se vrši kontraktorom u postepeno ivla"enje oblo#ne cijevi ,stim da od njenog dna mora postojati stub svje#eg betona visine 2,=5,= mkako ne bi došlo do diskontinuiteta šipa.!spuna se vrši betonom,armiranim

betonom ili glinenocementnom ispunom,avisno od toga da li je šip nosivili slu#i drugoj npr. odoaptivnoj namjeni.

! kod ovog tipa ivođenja šipa jednim dijelom se beton penetrira u okolniteren,tako da se dobije veći pro-l šipa od pre"nika oblo#ne kolone,što jepovoljno a nosivost.

0abijanje betona se vrši gravitaciono i laviranjem cijevi,a samo posljednje2,= m(glava šipa) vibriranjem.

'vi šipovi se isklju"ivo koriste kao stojeći, s tim da se ukapaju u dobro tlo

oko 1,? d.

1>


20/82

Završni rad

;ušeni i na licu mjesta ivedeni šipovi na"ajno se koriste kaovodoaptivni i/ili nosivi podemni ekrani u jednom ili dva reda šipova,kojise međusobno dodiruju ili asijecaju.

2.2.2 NADGAVNE A04I0ANO53ETONSKEKONST0UK"I#E

anjsko se opterećenje od objekta prenosi preko veanih armiranobetonskih greda i/ili kappa,odnosno temeljne konstrukcije na šipove,bilokao pojedina"ne sile i/ili kontinualno opterećenje.

Za manji broj šipova u grupi poveanih u glavama šipa uobi"ajen je naivDkapaE šipva,a a veći broj šipova u jednom ili oba pravca povena gredase ove nadglavna greda ili temeljna plo"a.7od armiranobetonskih šipovaobi"no se gornji dio betona šipa rabije u visini 5=?= cm i oslobodiarmatura u du#ini 5d koja se pove#e sa armaturom povenenadglavnegrede.7ao minimalan ramak medju šipovim se uima ramak 5d (dpre"nik šipa) a od ivice naglavne kape 1,?d.

7ada su šipovi vertikalni,njihov rapored je relativno lako podesiti,tako das

vi budu što bolje iskorišteni.7ada postoje samo dva šipa,oni se postavljajui poveuju gredom tako da su u pravcu mogućeg ekscentriciteta.%opravilu,u ioliranoj grupi šipova bi trebalo da postoje minimalno 5 šipakako bi se osiguralna stabilnost na bo"ne pritiske.8 ovom slu"aju,šipovi sepostavljaju u trouglu,"ije strane po veli"ini i orijentaciji avise od mogućegekscentriciteta i bo"nog pritiska.

0aglavne kape mogu biti $ kvadratne,trougaone,pravougaone ipoligonalne u avisnosti od raporeda šipova i oblika temeljne konstrukcijeinad

2=


21/82

Završni rad

Slika 11. 8ipi*ne kape šipova

ipovi mogu biti raspoređeni u redovima sa jednakim ili rali"itimrastojanjima.adi boljeg iskorištenja nosivosti šipova oni mogu "ešće bitina više opterećenpj strain.

%rora"un armirano betonskih nadglavnih kappa vrši se kao kod nosa"a ili

plo"a.

0a bai dobijenih momenata savijanja i smi"ućih sila,odredi se armaturakoja se poveuje sa armaturom i šipova.


22/82

Završni rad

Slika 12. adglavne armirano/-etonske kape sa armaturom

2.2.6 P0EDNOSTI I NEDOSTA"I 3U$ENI7 $IPOVA

Predno)ti 8

• eliki pre"nici i velika nosivost• 0ema istiskivanja tla prilikom ivođenja• Tihi na"in rada• 6ale vibracije• 6ale deformacie

22


23/82

Završni rad

Nedo)tai 8

elativno visoka cijena u "vrstom tlu

Teškoće u ivođenju ispod nivoa podemne vode

Teškoće u ivođenju u slabo bijenom pijesku

elativno mala u"inkovitost

'te#ana sanacija grešaka kod betoniranja

6. I/3O0 0A"IONANOG TIPA I TE7NOOGI#E I/0ADE$IPOVA

%roblem fundiranja određenog objekta,kao što je već navedeno,uvijek mo#e biti rješen na više na"ina, ali će se poslije procjene uslova utlu i analie ahtjeva konstrukcije jedno rješenje nametnuti kaonajracionalnije. ! to odabrano rješenje mo#e da se dalje analiira i

racionaliuje, kako je prikaano narednim algoritmom, kad je u pitanjutemeljenje sa šipovima.

25


24/82

Završni rad

;ijagram 1:


25/82

Završni rad

testovi opterećenja šipova kako bi se provjerio sami diajn vrijednosti.+iajn temelja mora biti imjenjen u skladu sa reultatima ispitivanja.:injenice koje određuju ibor šipa su$

• +u#ina šipa u odnosu na opterećenje i vrstu tla&• 7arakter strukture&• +ostupnost materijala&• Tip opterećenja&• Haktori koji urokuju lom&• Nednostavnost odr#avanja&• %rocijenjeni troškovi vrste šipova, uimajući u obir po"etne

cijene&• '"ekivano trajanje #ivota i troškove odr#avanja&• aspolo#ivost sredstava&

9. P0ENOS SIA

ipovi, uvijek adovoljavaju uslov da je ;/+O9, pa se s toga mogura"unati prema 6ePerhofovim iraima a temelje kod kojih je QR>=S.

%rema prenosu sila ralikuju se$

• ipovi koji nose na vrh&• ipovi koji nose isklju"ivo trenjem po omota"u (lebdeći piloti)&

• ipovi koji nose kombinovano&

7od šipova koji nose na vrh i trenjem po omota"u, mo#e se trenje po

omota"u usvojiti samo a tla sa većim "vrstoćama na smicanja i to samoonda kada je moguće mobiliovati trenje po omota"u a što je potrebnorelativno pomjeranje imeđu tla i šipa (slika). 8koliko šip prolai kroiraito stišljive slojeve ili slojeve podlo#ne naknadnom slijeganju dolai dopojave negativnog trenja koje povećava ukupnu silu koju šip vrhomprenosi u tlo.

2?


26/82

Završni rad

Slika 13: 0dnos veli*ina sila koje šip u tlo prenosi vr!om i trenjem po omota*u zavisno o slojevima kroz koje prolazi "vodoravno šra=ranidijagram je raspodjela vrijednosti trenja po omota*u'. Sopstvena težina

šipa nije uklju*ena.

*lika 15(a) prikauje šip koji nosi uglavnom na vrh i nešto vrlo malotrenjem po omota"u.&

*lika 15(b) prikauje na"in prenosa sila kod lebdećih šipova&*lika 15(c) prikauje prenos sile trenjem i na vrh s dominantnom

nosivošću u "vrstom sloju.&*lika 15(d) prikauje povećanje ukupne sile koju šip nosi na vrh bog

pojave negativnog trenja&

8obi"ajena je pretpostavka da se a ostvarenje punog trenja poomota"u treba ostvariti pomjeranje (slijeganje) šipa od 2,? mm. 0asuprottome prema ;oles (1>CC.), potrebno je pomjeranje šipa podopterećenjem od oko =.1;, gdje je ; pre"nik šipa, da bi se ostvarilanosivost na vrh. 7od šipova velikog pre"nika ovo je nedopustivo velika, a imalo vjerovatna vrijednost, pa se pretpostavlja da to vrijedi isklju"ivo ašipove malog pre"nika, reda veli"ine do 9== mm.

! ukupnog pomjeranja potrebno je isklju"iti elasti"nu deformacijusamog šipa. 8 stvari, svi šipovi nose na trenje više ili manje. Tek kad je

2@


27/82

Završni rad

mobiliovano puno trenje po omota"u mo#e se ostvariti nosivost na vrh.'dnos nosivosti na trenje po omota"u i na vrh je ovdje od bitne va#nosti,ali je jasno da se trenje po omota"u ne mo#e ibjeći.

%rema istra#ivanjima HFU< (8* *avena administracija aautoceste, (%aikoskP i Fart, 2===.) pokaalo se u praksi da postojina"ajno trenje po omota"u i kod onih šipova koji su projektovani kao danose samo na vrh. Za ekonomi"no projektovanje šipova va#no jeponavati stvarni odnos Vv/Vp. 7od šipova koji avršavaju na "vrstojstijeni, nosivost na vrh je i pored svega toliko veća od nosivosti poomota"u da ahtijeva posebno iu"avanje. ipovi dijelom ivedeni u stijenineosporno nose trenjem po omota"u u dijelu koji prolai kro stijenu. Trenjem po omota"u a ovakve slu"ajeve bavi se ni autora te se podacimogu naći u literaturi, (*erranoa, 'lallab, 2==9& Zertsalov, 7onPukhov,2==A).

: . P0O0A%UN NOSIVOSTI $IPOVA

VE0TIKANA NOSIVOST #EDNOG $IPA

OP$TA 0A/4AT0AN#A

0osivost grupe šipova podvrgnutih normalnom ili vertikalnom ibo"nom opterećenju avisi od ponašanja jednog šipa. 0osivost jednog šipaavisi od$

• rsta, veli"ina i du#ina šipa&• Tipa tla&• 6etoda instalacije (ugradnje)&

0osivost avisi prvenstveno od na"ina instalacije (ugradnje) i vrstetla. 0osivost jednog šipa se povećava s povećanjem veli"ine i du#ine.%olo#aj podemne vode takođe uti"e na nosivost.

7ako bi mogli diajnirati sigurno i ekonomi"no temelj na šipu,moramo analiirati interakcije imeđu šipa i tla, utvrditi na"ine neuspjeha i

procijeniti

2A


28/82


29/82

Završni rad

7ada je grani"no opterećenje (opterećenje pri proboju) primjenjenona vrh šipaVu, dio opterećenjea se prenosi na tlo preko du#ine šipa, aostatak se prenosi na bau šipa.

'pterećenje koje se na tlo prenosi preko du#ine šipa, naiva seopterećenje omota"a Vf, a opterećenje koje se prenosi na bau šipa, ovese bano ili ta"kasto opterećenje Vb, i ukupno opterećenje na šip je birova dva$


30/82

Završni rad

opterećenjem, a ostatak jse prenosi na tlo u okolini šipa. 8 povećanjeopterećenja V na vrhu, i trenje i koncentrisana opterećenja nastavljaju sapovećanjem. 'pterećenje trenjem dosti#e krajnju vrijednost Vf, naodređenoj vijednosti opterećenja, recimo V6, na vrhu, i dalje dodati

prirast opterećenja V6 neće povećavati vrijednost Vf. 6eđutim,opterećenje V se ! dalje povećava dok ne dodje do loma tla. 8stanovio jean Uheele (1>?A), da se ta"kasto opterećenje povećava linearno saelasti"nim širenjem tla na bai. elativne ramjere opterećenja koje nosetrenjem po omota"u i otporom bae avise od "vrstoće i elasti"nosti tla.Jeneralno, vertikalno pomjeranje šipova, koje je potrebno da se mobilišepuna otpornost vrha je puno veće od mobiliacije trenja po omota"u.!skustvo pokauje da u bušenim Dcast B in B situE šipovima punoopterećenje trenjem je normalno mobilisano a slijeganje jednako od =.?do 1 posto od pre"nika šipa ! punog banog opterećenja Vb 1= do 2=posto pre"nika.


31/82


32/82

Završni rad

8 slu"aju gdje su vrijednosti Vb i Vf neavisno dobijena, dovoljena

opterećenja mogu se napisati kao$

)v> )š 9B

52


33/82


34/82

Završni rad

Slika 1. Raspodjela napona oko šipova$ u ravni i ispod -aze šipova

!ntenitet i polje napona ispod jednog šipa manji su nego ispod cijelegrupe ,u kojoj dolai do ovih poklapanja i sumiranja pojedina"nih uajedni"ke linije raspodjele napona (*l. 1@ b i c).

Zbog ovog će se, u jednako opterećenje svakog šipa,više slijegati cijelagrupa šipova nego što bi se slijegao jedan šip.

%romjena napona ispod pojedina"nog šipa odigrava se u relativnoograni"enom poluprostoru tla oko i/ili ispod šipa,pa se i slijeganje prostireu u#em podru"ju,što svakako avisi od karakteristika tla (*l. 1A a).

7od šipova u grupi raspodjela napona prostire se na veći poluprostor iobi"no dolai do superpoicije napona po dubini ,tako da se i slieganje

odvija na natno većem podru"ju (*l. 1A b).

! ovog slijedi da nosivost grupe šipova mo#e biti natno manja od sumenosivosti pojedina"nih šipova,pod istim opterećenjem što avisi odkarakteristika tla.

8 stišljivoj glini grupe šipova mogu imati povoljne i nepovoljne uticaje naraspodjelu napona u tlu i slijeganje.8 ovakvim uslovima,kratki šipovi sulošije rješenje nego ono be njih.Jrupa kratkih šipova pokauje većeslijeganje nego plitko temeljenje a vrijeme rekonsolidacije tla.

%roblemi stabilnosti grupe šipova su u$

G sposobnosti tla oko šipova i ispod bloka grupe šipova da se odupruukupnom opterećenju konstrukcije

G efektu konsolidacije tla a posmatranu dubinu ispod grupe šipova

'vo je bog toga što je kod pojedina"nog šipa ona djelovanja tla iavanametodom ugradnje šipa vrlo mala,u odnosu na vrlo veliku masu tla kojauti"e na prenos vertikalnog opterećenjana tlo putem šipova u grupi.

59


35/82


36/82

Završni rad

Slika 1&. 0snova grupe šipova

*ila koju mo#e preueti grupa šipova dobija se mno#enjem sile poobodu,dobijene a pojedina"an šip,koeficijentom smanjenja (X) koji sedobije i iraa$

L=Q g

∑ Qš MB

Za slu"aj da je XR1 ,dobija se minimalni ramak imeđu šipoma l min $

l &in=m∗n∗d∗π 2(m+n – 2) 1B

8kupna sila koja djeluje na tlo u bai grupe šipova (Vg) mo#e se odrediti $

T>23T>TBFDF?)F1

Fs 11B

P5te#ina temeljne plo"ette#ina apremine tla i šipova ispod temelja &do bae grupe šipova

?)otpor na obimu grupe šipova

!)koe-cijent sigurnosti a trenje na obimu šipova koji se bira imeđu 1,1 i1,?

5@


37/82

Završni rad

:.H PONA$AN#E VE0TIKANI7 $IPOVA OPTE0EENI77O0I/ONTANO4 SIO4 3O%NI4 OPTE0EEN#E4B

Temelji na vertikalnim šipovima "esto treba da preumu,pored vertikalnogstalnog opterećenja i horiontalna opterećenja od vjetra,pritiska vode ilitla,seimi"kih sila,ili drugih horiontalnih opterećenja koja povremenodjeluju na konstrukciju.7ada je horiontalna komponenta opterećenjašipova mala u odnosu na vertikalna opterećenja,moguće je nju preuetivertikalnim šipovima.

8slovi koji generalno moraju biti adovoljeni pri dimenionisanju šipova susljedeći$

1. ertikalno slijeganje ili horiontalno pomeranje ne smije prekora"itiprihvatljive maksimalne veli"ine

2. 0e smije doći do loma šipa ili tla oko šipa

8opštena rješenja a bo"no opterećenje vertikalne šipove dali su 6atlock ieese (1>@=).3fekat vertikalnog opterećenja pored bo"nog opterećenja procjenio je+avisson (1>@=) u iraima bedimenionalnih parametara.;roms (1>@9 a, 1>@9 b) i %oulos i +avis (1>C=) dali su rali"ite pristupe

rješavanja problema bo"no opterećenih šipova.;romsov metod je genijalan i prvenstveno je bairan na korištenjulimitiranih vrijednosti otpornosti tla.%oulos i +avisov metod se oslanja na teoriju elasti"nosti.6etod kona"nih ralika rješavanja diferencijalnih jedna"ina bo"noopterećenjih šipova je mnogo korišten gdje su raspolo#ive kompjuterskemogućnosti.eese (1>A9) i 6atlock (1>A=) ravili su koncept (pP) krivih a rješavanjeproblema bo"no opterećenih šipova. 'vaj metod je mnogo popularan u

8*< i nekim drugim emljama. 6eđutim, natno je manje, u poređenju savertikalnim šipovima, radova u analii šipova pod nagibom. 'vimproblemom su se bavili 6urthP i ao (1>>?).

INKE05ova 7IPOTE/ADi?ereni+alna +ednačina

;o"no opterećeni šipovi se mogu tretirati kao grede na elasti"noj podloi.6oraju biti adovoljena dva uslova a racionalno rješenje problema$

5A


38/82

Završni rad

1. *vi elementi strukture (sistema) moraju biti u ravnote#i2. 7ompatibilnost se mora odr#avati (postojati) imeđu konstrukcije,

temelja i tla.

*tandardne diferencijalne jedna"ine a nagib, moment, smicanje ireakciju tla a gredu na elasti"noj podloi, jednako su primjenjive a bo"noopterećene šipove.

Slika 1%. #o*no opterećen šip

+eformacija (pomjeranje) ta"ke na elasti"noj liniji (krivoj) šipa dato je sa$P, M osa je du# ose šipa, i deformacija (pomjeranje) je mjerena normalnona osu šipa. Zavisnost imeđu$ P, nagiba, momenta, smicanja i reakcije tlau bilo kojoj ta"ki deformacione linije šipa mo#e se napisati$deformacija (ugib) šipa$

nagib deformacione linije šipa$ sRdy

dx

YYYYYYYYYYYYYYY..(1)

momenat savijanja šipa $ 6R3!d2 y

d x2

YYYYYYY..YYYYYYYY(2)

sila smicanja ()$ R3!d3 y

d x3

YYYYYY.YYYYYYYYY(5)

5C


39/82

Završni rad

reakcija tla $ R3!d4

y

d x4

YYYYYYYYYYYYYYY...(9)3!krutost na savijanje materijala šipa3 modul elasti"nosti materijala šipa!momenat inercije popre"nog presjeka šipa

eakcija u u bilo kojoj ta"ki na distanci M mo#e biti ira#ena kao

R 3s × PY.. (?)

gdje je3s modul elasti"nosti tla.

+iferencijalnu jedna"inu šipa onda mo#emo apisati kao$

3!d4

y

d x4 [ 3s × y R= YY. (@)

Nedna"ina (@) predstavlja diferencijalnu jedna"inu a elasti"nu krivu beaksijlanog napreanja.7lju" rješenja problema bo"no opterećenih šipova le#i u određivanjumodula reakcije posteljice (modul tla) uva#avajući dubinu du# šipa.

3sR

q

y YYYYYYYYY(A)

7ako se %t opterećenje pri vrhu šipa, povećavaju se deformacije P, slijedida se i odgovarajuća reakcija tla povećava.

Slika 29. arakteristi*an o-lik B/C krive

Zavisnost P a bilo koju dubinu M mo#e bii utvrđena (uspostavljena).6o#e se vidjeti da je kriva jako nelinearna, mijenjajući se od po"etnog

5>


40/82

Završni rad

tangentnog modula 3si, do sekantnog modula 3s, pri grani"nomopterećenju. 3s nije konstantna vrijednost B mijenja se sa dubinom.

6nogo je faktora koji uti"u na veli"inu 3s, kao$

širina (pre"nik) šipa (d) krutost na savijanje (3!) intenitet opterećenja (%t) svojstva tlaarijacija (promjena) 3s sa dubinom, pri bilo kom pojedina"nom nivouopterećenja se mo#e napisati kao$

3sR nh × xn

YY. (C)

Jdje je$nh koe-cijent promjene modula tla (3s)

n B avisi od tipa tla i nagiba šipa

. 4ETODE OD0E;IVAN#A G0ANI%NE NOSIVOSTI #EDNOG VE0TIKANOG $IPA

Jrani"na nosivost, Vu, jednog vertikalnog šipa mo#e se utvrditi bilokojom od sljedećih metoda$

• 7orištenjem stati"kih jedna"ina nosivosti&• 7orištenjem *%T i K%T vrijednosti&•

%o testovima opterećenja na terenu&• +inami"kom metodom&

'dređivanje grani"ne ta"ke nosivosti @', dubokog temelja naosnovu teorije je veoma slo#eno, jer postoje mnogi faktori u teoriji koji suneobjašnjivi. Teorija pretpostavlja da je tlo homogeno i iotropno štoobi"no nije slu"aj.

*ve teorijske jedna"ine dobijaju se na osnovu uslova ravnihdeformacija. *tišljivost tla dodatno komplikuje problem. !skustvo ipredrasude su stoga veoma bitne u primjeni bilo koje teorije aodređivanje problema.

9=


41/82

Završni rad

'pterećenje po omota"u


42/82

Završni rad

Slika 21: 0-lii loma površine na vr!u šipa prema : a' 8erzag!i -'DeCer!o, '>esić

Jeneralno, jedna"ina a bani otpor se mo#e napisati kao$

1

2 RdNRA' 16B

Jdje je$

d B irina ili pre"nik bae&

q0'

B 3fektivno opterećenje pritiskom na nivou bae šipa&

A' B %ovršina bae šipa& B 7oheija tla&R B 3fektivna jedini"na te#ina tla&NQ N@Q NR B Haktori nosivosti koji u obir uimaju faktore oblika&

$ekohe!ivna tla B Za nekoheivna tla, c R =, a termin1

2 \d0\ postaje

bena"ajan u poređenju sa q0'

0 a duboko temeljenje. *toga se gore

navedena jedna"ina svodi na $

92


43/82

Završni rad


44/82

Završni rad


45/82

Završni rad

Slika 22: 7,ekat ugradnje šipa na E

8gao ]1R ]2R9= na"i da nema promjene relativne gustine bogugradnje šipa. rijednosti ]1 su dobijene i insitu penetracijskih testova(be korekcije usljed preopterećenja pritiskom, ali sa korekcijama aterenski postupak) pomoću odnosa utvrđenih imeđu ] i K%T ili *%Tvijednosti. 7ishida (1>@A) je predlo#io sljedeći odnos imeđu ] ! *%Tvrijednosti 0cor kao$

= √ 20 N cor >1: 22B

6eđutim, Tomlinson (1>C@) smatra da nije mudr da se koriste većevrijednosti a ] bog ugradnje šipova. 0jegov argument je da pijesak nemo#e da se bije, kao na primjer kada su ipovi ugrađeni u rastresitepijeskove, tlo pru#a niak otpor i malo bijanje. 'n predla#e da vrijednosti^ korištene a projektovanje trebalo bi prestaviti insitu uslovima koji supostojali prije ugradnje šipa.

to se ti"e bušenih i cast in B situ šipova, tlo postaje rastresitotokom ugradnje. Tomlinson (1>C@) ukauje na to da bi vrijednost ^ aira"unavanje kako bae tako i otpora po omota"u predstavljale rastresitostanje. 6eđutim, %oulos i dr (1>C=) predla#u da se a bušene šipovevrijednost ^ ume kao$

= 156 26B

9?


46/82

Završni rad

Jdje je$

1 B 8gao unutrašnjeg trenja prije ugradnje šipa&

Nednu od najstarijih korelacija je reultata *%T relativne bijenosti,koja semnogo koristilau praksi,dali su Jibbs ! Folt 1>?A.0a slici 25 je prikaanamodi-kovana verija ovog dijagrama koja se koristi u praksi.

Slika 23. Fproksimativna korelaija izme@u relativne z-ijenosti i uglasmi*uće *vrstoće.

9@


47/82

Završni rad

.2.1 3*šeni i "a)t5in5)it* šip * ne,o-e(ivno& tl*

;ušeni šipovi u nekoheivnom tlu formiraju se bušenjem bušotina.;ušotina sa strane mo#e biti osigurana oblogama cijevi. 7ada se koristecijevne obloge, beton se smješta u ibušene rupe, a postavljena cijev sepolako ivla"i. 8 svim slu"ajevima u idove bušotine i dno, mo#e doći dorastresitosti bog bušenja, iako je tlo na o"etku bil u "vrstom ili srednje"vrstom stanju. Tomlinson preporu"uje da se vrijednost parametara u jedna"ini (teMt 1?.>) moraju biti ira"unate sa pretpostavkom da ćevrijednost ] astupiti uslov rastresitosti.

6eđutim kada su bušeni šipovi postavljeni rotacionim bušenjem,

pod bentonit rastvorom a stabiliaciju ida bušotine, mo#e sepretpostaviti da će vrijednost ], korištene a ira"unavanje trtenja poomota"u ! banog otpora, nesmetano odgovarati uslovima tla. (Tomlinson,1>C@).

%retpostavka rastresitih uslova a ira"unavanje trenja po omota"u ibaog otpora na"i da će grani"na nosivost bušenog šipa u nekoheivnomtlu biti natno ni#a od abijenih šipova u istim uslovima tla. %o +e ;eeru

(1>@?) bani otpor b bušenog i Kast in situ šipa je otprilike jedna trećinakoju ima abijeni šip. 6o#e se apisati kao$

@''*šeni šipB = 1W6@' (a'i+eni šipB

%arametar trenja se mo#e ira"unati u pretpostavku da je

vrijednost ] jednaka 2C ° što predstavlja rastresito stanje tla.

9A


48/82

Završni rad

.6 4EXE07O!5ove 4ETODE OD0E;IVAN#A


49/82

Završni rad

stvarna debljina nosivog sloja. Za primjer, u homogenom tlu 4b je jednako4, stvarnoj ugrađenoj du#ini šipa.

6ePerhof propisuje grani"nu vrijednost a b, na osnovu sananja ostati"kom penetracionom otporu konusa. !ra a grani"nu vrijednost, bl

je $

Za obi"ni pijesak$

@'l=:N@ tg ,NW&2 29B

Za rastresiti pijesak$

@'l=2:N@ tg ,NW&2 2:B

Jdje je ] ugao otpora smicanja nosivog sloja. 'grani"avajući blvrijednosti date jedna"inama, ostaje prakti"no neavisna od gravitacijskog

pritiska ! podemnih uslova ivan kriti"ne dubine.

Nedna"ina a bani otpor u pijesku se sada mo#e iraiti kao$


50/82

Završni rad

6aPerhofova jedna"ina a bušene šipove u pijesku$

Ko-erentna tla8

N= FN>KoFYFDFN@>Q:FYF3FN Y BFA'>a>YFDW2FKoFtgZBFAo 2HB

Ne,o-erentna tla8

N= KoFYFDFN@>Q:FYF3FN Y BFA'> YFDW2FKoFtgZBFAo 2B


51/82

Završni rad


52/82

Završni rad


53/82

Završni rad

K% ispitivanje provodi se biranjem opterećenja koje dajekonstantno prodiranje šipa u tlo,što se adr#ava sve do kona"nogsloma tla.*lom se de-niše kada šip nastavlja propadanje be

povećanja opteterećenja,ili kad se stvara opterećenje kad se stvarapenetracija od 1/1= pre"nka bae šipa.;rina slijeganja se uima oko (=,?=,C) mm/min (0onveiller1>C1.,odnosno prema ;ritanskom standardu =,A? mm/min aglinovito i 1,? mm/min a graduirano tlo.

K% test se koristi kada se #eli bro dobiti reultat i prakti"an je kodpreliminarnih ispitivanja i nau"nih istra#ivanja.0ije pogodan a tla kojim sene dobije elasti"no slijeganje ( ukupno manje stalno slijeganje) pod radnim

opterećenjem.

&spitivanje sa inkrementima optere"enja !adranim do

konsolidacije ' () test*

64 ispitivanje se ivodi sa opterećenjima V u in,re&enti&a V jednake ili rali"ite veli"ine.+ijelovi opterećenja nanose se bro iadr#avaju se dok slijeganje postigne minimalnu veli"inu (sR=,=2?=,=?mm/dan).Za ovo ispitivanje potrebno je du#e vrijeme,naro"ito ako sešipovi ispituju u malo propusnom tlu.8 glinovitom tlu,ovaj na"in ispitivanjamo#e da traje du#e od @= dana.

?5


54/82

Završni rad

Slika 2. 8ipi*an rezultat DG pro-nog opterećenja šipa : "a' dijagramopterećenje slijeganje$ "-' dijagram vrijemeHslijeganje tHs "8omlinson i

#oorman 1%%' $ "' zavisnost opterećenjeHslijeganjeHvrijeme IHsHt "onveiller 1%&1.'

8koliko je probni šip opremljen instrumentima kao što je prikaano na slici22, moguće je silu podijeliti na dio koji šip nosi po svome obimu (V=) in adio (Vv),koji se prenosi preko bae šipa.7ada se provodi ovakav postupaku tlu manje propusnosti,obavlja se potpuna konsolidacija pornog pritiska,te se dobija reultat sila i deformacija a drenirani slom tla.

Kombinovani +,P i () test

?9


55/82

Završni rad

K% i 64 ispitivanja "esto se kombinuju prilikom određivanja nosivostišipova.%rvo se a odabranu silu V opterećuje šip inkrementima sile,koje sepostepeno povećavaju nakon svake parcijalne konsolidacijeslijeganja,odnosno prodiranja šipa.

8 narednoj fai dostignuto opterećenje se povećava u ,on)tantn*'r(in* )li+egan+a sve do sloma.

Slika 2. om-inovani JR+ i DG test

0a slici 25 dat je dijagram ovog kombinovanog ispitivanja,do kona"ne faeopterećenja,koje iaiva slom tla oko šipa,koji je prije toga bio opterećivan

in,re&enti&a )ile do ,on)olidai+e.

Probno optere"enje sa jednakim dijelovima sile u trajanju od -min

:esto se i dijagrama avisnosti opterećenja (V) i slijeganja (s) nemo#e dovoljno ta"no de-nisati sile sloma (Vf).Zato postoje u literatureprijedloi da se odabere increment sile pribli#no 1/C Vf,te da svaka od njihdjeluje jedan sat i registruje krivulje po kojima se šip slije#e sa vremenom(*toll 1>@1.).eultati se obi"no prikauju sa 5 vrste dijagrama i kojih semo#e odrediti sila sloma(slika 29).

??


56/82

Završni rad

Slika 24. ;ijagram slijeganja "s'

%rvim dijagramom se prikauje tok slijeganja a svaki incrementopterećenja u vremenu od @= min (slika 29. a) a drugim odnos imeđu

ukupne sile V i ukupnog slijeganja s@= (*lika 29 . b).! trećeg dijagrama vidljiv je odnos imeđu sile V u prirastu a svakoopterećenje i slijeganja nastala u vremenu 5= i @= min (*lika 29. c). Ta"ke a svaki prirast opterećenja nalae se na 2 pravca rali"itognagiba.8 presjecištu ova dva pravca nalai se kriti"no opterećenje (Vf) prikom nastupa pla)tični )lo& tla i)pod 'a(e šipa.8 vedskoj se koristi metoda konstantne brine prodiranja od =,? mm/min(K%).ipovi koji nose na bai ila#u se najmanje trostrukomprojektovanom opterećenju.ipovi koji nose po obimu (glinovito tlo)opterećuju se najmanje do sile pri kojoj nastaje slijeganje od 2= mm,a unekoherentnom tlu silom koja iaiva deformaciju preko @= mm.8 0orveškoj se primjenjuje K% metoda sa opterećenjem koje iaivakonstantnu brinu prodiranja šipa od 1 mm/min.

.4ETODE TE0ENSKI7 IST0A[IVAN#A

7onvencionalno geotehni"ko istra#ivanje obi"no "ine sljedeće vrsteterenskih radova$

• !vođenje sonda#nih jama sa uimanjem uoraka (uglavnoma lakše građevinske radove,pliće kanale,saobraćajnice ipoajmišta)

• *onda#no bušenje sa uimanjem uoraka (naj"ešće a većinugrađevinskih objekata)

• *tandardni penetracioni opiti (*%T) u bušotinama,(skoro uvijekkad se buši naro"ito a potrebe temeljenja)

• *tati"ko penetraciono sondiranje (K%T) u kombinaciji sabušotinama

• !vođenje bunara i/ili galerija (iuetno rijetko)

• Jeo-i"ka ispitivanja ( ne "esto)

?@


57/82

Završni rad

rsta i obim primjenjenih istra#ivanja avisi od vrste i dimenija budućegobjekta i osobenosti terena na kojem se njegovo građenje predviđa.Zbogobimnosti,u ovom radu će biti opisan samo *%T test,koji se koristioprilikom terenskih istra#ivanja tla datog objekta.

.1 Standardni penetraioni te)t SPTB

*tandardni penetracioni test se ivodi u bušotini,pri "emu se na nibušaćih šipki (koje a dubine do oko 1?m imaju te#inu @ kg/m,a a većedubine oko C kg/m),umjesto alata a bušenje u"vrsti standardnaDpenetraciona kašikaE prikaana na slici 2A.

Slika 2&. Jilindar za standardni penetraioni test

7onstrukcija standardne penetracione kašike je sli"na debeloidnomcilindru,ali sa natno nepovoljnijim odnosom površina,jer je


58/82

Završni rad

0akon pobijanja,u brojanje udara,kašika se ivla"i na površinu,odvrnu seno# i glava,a u centralnom dijelu kašike koji se mo#e otvoriti ,jer se sastojiod dvodjelnog cilindra,dobija se repreentativan poremećen uorak.

*tandardno se primjenjuje međusobno rastojanje opita po dubini od 1,? m

a maksimalni interval ne treba da bude veći od 5,= m. %ri ivođenju opitatreba obebjediti reervoar vode a bušenje u pijesku u kojem postojipodemna voda,kako bi nivo u bušotini bio natno inad nivoa podemnevode u tlu da bi se sprije"ilo unošenje pijeska u bušotinu pri ivla"enjualata a bušenje ! ivođenje opita u potpuno poremećenom tlu.

8koliko je nivo vode neponat,bušotina se puni vodom do vrhakolone.0akon ivođenja opita,uorak tla i penetracione kašike koristi sea identi-kaciona ispitivanja.

7ona"ni reultat *%T opita sadr#i broj udara a svaki od 5 intervalapobijanja od po 1? cm,dubinu sa koje je opit apo"et,informaciju o nivoupodemne vode u terenu i u bušotini i opis uorka tla uetog i kašikeprema jedinstvenoj klasi-kaciji.

Za orijentacionu procjenu stanja konistencije sitnornogtla,odnosno,relativnu bijenost krupnornog tla,prevashodno pijeska,mogu se koristiti kriterijumi dati na slici 2C.

Tabela 1. 7onistentna stanja koherentnog tla i relativna bijenost pijeskakod standardnog penetracionog opita.

?C


59/82

Završni rad

II P0AKTI%NI DIO

?>


60/82

Završni rad

1. Uvod8

8 prakti"nom dijelu avršnog rada ivršen je prora"un temeljnekonstrukcije na armiranobetonskim šipovima stambenoposlovnogobjekta od ?= spratova a geološke uslove koji odgovaraju prostoru4ibije.

Za ovu analiu (prora"un) na raspoaganje su stavljene sljedećepodloge$

1. 7ompletan prika uticaja konstrukcije na nivou temeljneplo"e,potrebnih a dimenionisanje&

2. Jeotehni"ki elaborat terena predmetne lokacije&

5. %odloge a novoprojeektovani objekat&

%rora"un će biti ivršen po metodi 6aPerhoof a bušene armirano

betonske šipove u pijesku,koja je opisana u teoretskom dijeluavršnog rada.

%rora"un je proveden a tri karakteristi"na pre"nika šipa @==,>==, 12==mm.ipovi su prora"unati a du#inu od 1?m, dok je12==mm prora"unat a du#ine 1? i 2=m.

@=


61/82

Završni rad

2. Te-nič,i opi)

!*n,ionalno r+ešen+e

0a osnovu adatih parametara, potrebno je projektovati armiranobetonsku konstrukciju poslovne grade. 'snovni podaci su$ objekat senalai u gradu Tripoli,dr#ava 4ibija (!! seimi"ka ona). Teren se nalai nakoti =.== m. *pratnost objekta je$ podrum [ priemlje [ 9> spratova.*pratna visina je 5.?= m. 8kupna visina objekta od dna temeljne plo"e(kota @.? m) do vrha %'* 7 (kota [1A?.= m) je 1C1.? m. 'bjekat imakvadratnu osnovu, @=M@= m. Za vertikalnu komunikaciju slu#e 1@ liftovavelike nosivosti i 9 dvokraka stepeništa.

Kon)tr*,i+a

'bjekat je fundiran na temeljnoj plo"i, debljine 1?= cm.

Kon)tr*,tivni )i)te& o'+e,ta "ine


62/82

Završni rad

/idovi su postavljeni u dva ortogonalna pravca oko stepeništa i liftova i"ine jegro .sprata inosi ?= cm& 5=.sprata5A.sprata inosi 9= cm&5C.sprata9?.sprata inosi 5= cm& [email protected]>.sprata inosi 2= cm.

St*'ovi su svrstani u >2 poicije. *vi stubovi imaju isti, kvadratnipopre"ni presek, i po visini 12 puta mjenjaju dimenije popre"nog preseka,najviše bog racionalnosti s obirom na to da se po visini smanjujeopterećenje stuba, ali i bog adovoljavanja uslova duktilnosti. ! tihraloga dimenije stubova su$ od podruma1.sprata 2==/2== cm& 2.

?.sprata 1>=/1>= cm& @.>.sprata 1C=/1C= cm& 1=.15.sprata 1A=/1A= cm&19.1A.sprata 1??/1?? cm& 1C.21.sprata 19=/19= cm& 22.2?.sprata15=/15= cm& [email protected]>.sprata 12=/12= cm& 5=.55.sprata 1==/1== cm& 59.5A.sprata >=/>= cm& 5C.91.sprata C=/C= cm& 92.9?.sprata @=/@= cm& [email protected]>.sprata 9=/9= cm.

Grede se oslanjaju na stubove, dimenija ?=/11= cm. *a stubovima "ineramove, koji, pored


63/82

Završni rad

8svojena marka betona a sve konstruktivne elemente je 439.7orišćena je armatura 0A 9W:.

Optereen+e

*talna i povremena opterećenja su usvojena prema va#ećim tehni"kim

propisima a opterećenje grada.

3lementi konstrukcije ra"unati su na sjledeća opterećenja$

1

− sopstvena te#ina CC)&

− korisno opterećenje (prema N8* 8 KA.121/1>CC. B 'snoveprojektovanja građevinskih konstrukcija. 7orisna opterećenjastambenih i javnih grada)&

− vjetar (prema standardima a opterećenje vjetrom)$ N8*8.KA.11=/1>>1. 'snovni principi i osrednjeni aerodinami"ki pritisakvjetra, N8* 8.KA.111/1>>1. +inami"ki koe-cijent i aerodinami"kipritisak vjetra, N8* 8.KA.112/1>>1. 'pterećenje vjetrom grada&

− seimi"ko dejstvo (prema %ravilniku o tehni"kim normativima aigradnju objekta visokogradnje u seimi"kim podru"jima)&

@5


64/82

Završni rad

− te#ina poda B 1.? k0/m2&

− te#ina pregradnih idova B 2.= k0/m2&

− korisno opterećenje$ poslovni prostor B 2 k0/m2, stepenište B 5k0/m2.

Prorač*n ,on)tr*,i+e

*vi prora"uni i dimenionisanja su ivršeni prema va#ećim propisimaa beton i armirani beton ;


65/82

Završni rad

DidealiovanE model su dobijeni sledeći periodi oscilovanja$ T1=2.H26)QT2=2.H22)Q T6=2.29) i odgovarajuće frekvencije$ ?1=.6H 7(Q?2=.6H 7(Q ?6=.61 7(. 'vaj DidealiovanE model je iskorišćen adobijanje horiontalnih pomjeranja konstrukcije. 'vim prora"unom su

dobijena pomjeranja vrha konstrukcije od 2H.: &&.

Prorač*n (idova je ivršen a uticaj horiontalnog i vertikalnogopterećenja u istom 5+ modelu. Za prora"un uticaja od seimi"kogopterećenja korišćena je metoda ekvivalentnog stati"kog opterećenja.'bjekat je u !!! seimi"koj oni. Tlo je klasi-kovano kao Dtlo !! kategorijeE.%rema nameni i na"aju, objekat je rađen kao objekat !! kategorije.

Grede i )t*'ovi su prora"unati a mjerodavnu kombinaciju odvertikalnih i horiontalnih uticaja, dobijenih u istom modelu kao i aprora"un dinami"kih karakteristika konstrukcije.

Prorač*n te&el+ne ploče je ivršen a uticaj vertikalnogopterećenja, pri "emu je a krutost podloge usvojena vrednost ?= ===k0/m5.

Prorač*n )tepeništa je ivršen a uticaj vertikalnog opterećenja.eultati su prikaani odgovarajućim dijagramima.

Te-nologi+a graCen+a

0ajveći dio konstrukcije se ivodi kao monolitna


66/82

Završni rad

terena. %ostavlja se oplata a idove i stubove, kao i armatura, i vrši senjihovo betoniranje. %o dosti#anju određene "vrstoće betona vrši sebetoniranje greda, a atim postavljanje monta#ne tavanice. ertikalnaarmatura idova i stubova se vodi kro dve tavanice, s tim da se ?=W

armature nastavlja preklapanjem na svakom spratu. %ri ivođenju betonskih radova treba poštovati odredbe %ravilnika otehni"kim normativima a beton i armirani beton.

Kement koji se isporu"uje mora odgovarati uslovima propisanim po N8*u, a šta fabrika isporu"uje atest. 8slovi skladištenja, upotrebe ineophodnih ispitivanja cementa na gradilištu su regulisani propisima.


67/82

Završni rad

stabilna da bi se obebjedilo mirovanje betona tokom veivanja. Takođe semora obebediti demonta#a oplate tako da se ne oštećuje beton.

6. Ula(ni podai8

6.1 SPT Te)t

@A


68/82

Završni rad

6.2 rijednost ulanih podataka

Jeomehani"ke karakteristike tla$

@C


69/82

Završni rad

Zapreminska te#ina \ R 1>,= k0/m5

8gao unutrašnjeg trenja ]R 5?

6odul stišljivosti 6s R 29.===,= k0/m2

7oef. ?5,C? k0/m2

Tabela 2. Jeomehani"ke karakteristike tla

9. %'


70/82

Završni rad

0R19=

0`R5?

6aPerhofova jedna"ina a grani"nu nosivost šipa u pijesku$

0uR(7o_`_+_ 0_[=,?_`_;_ 0`)_


71/82

Završni rad

\R1>k0/m5

]R 5?

;R12= cm

+R1? m

7oR=,?

0R19=

0`R5?


72/82

Završni rad

_ 12 D=2 &B

\R1>k0/m5

]R 5?

;R12= cm

+R2= m

7oR=,?

0R19=

0`R5?

_2=/2_=,?_tg5?)_A?,5>C

0uR5? C21,525 k0

0R0u/HsR5? C21,525/9R C>??,55 k0 +opuštena nosivostšipa(vertikalan pravac)

*lijeganje šipa$

! jedna"ine (9) sR1,?5cm

A2


73/82

Završni rad

_ M D=1: &B

\R1>k0/m5

]R 5?

;R>= cm

+R1? m

7oR=,?

0R19=

0`R5?

_1?/2_=,?_tg5?)_92,911?

0uR15 1C= k0

0R0u/HsR15 1C=/9R 52>? k0 +opuštena nosivost šipa(vertikalanpravac)

*lijeganje šipa$

! jedna"ine (9) sR1,=A1?cm

A5


74/82

Završni rad

_ D=1: &B

\R1>k0/m5

]R 5?

;R@= cm

+R1? m

7oR=,?

0R19=

0`R5?


75/82

Završni rad

9.1 ANAI/A OPTE0EEN#A I OD0E;IVAN#E 30O#A $IPOVA

0a osnovu ukupnog opterećenja konstrukcije (stalnog[korisnog) kaoi opterećenja od sopstvene te#ine temeljne plo"e,određujemoukupan(minimalan) broj šipova.

JR1 2>> 9C> k0 *talno opterećenje

%R1A5 @52 k07orisno opterećenje

VuR J[%R 1 2>> 9C>[ 1A5 @52 R 1 9A5 121 k0

0a osnovu ukupnog opterećenja i grani"ne nosivostišipa,određujemo ukupan broj šipova a svaki pre"nik$

_ D=1: &B ` N=1:Q2: ,N

nRVu/0R1 9A5 121/1?@=,2?R>99,1?A usvojeno $ n=M9: šipova

_M D=1: &B ` N=62M: ,N

nRVu/0R1 9A5 121/52>?R 99A,=AA usvojeno $ n=99 šipova

_12 D=1: &B ` N= :696Q: ,N

nRVu/0R1 9A5 121/?595,?R2A?,@C9 usvojeno$ n=2H šipova

_12 D=2&B ` N= M::Q66 ,N

nR Vu/0R1 9A5 121/C>??,55R1@9,9> usvojeno$ n=1: šipova

A?


76/82

Završni rad

Zbog velikog broja i neekonomi"nosti, šip @== nećemo koristiti pridimenionisanju temeljne konstrukcije.

9.2 %rora"un temeljne plo"e

Temeljna plo"a je irađena od betona marke 6; 9= i debljine dR1,?= m.

%lo"a se nalai ispod cijelog objekta i slu#i da prenese opterećenje sakonstrukcije na šipove.%rojektovana je kao apsolutno kruta,što na"i da seukupna nosivost konstrukcije povjerava šipovima.+imenija je @2_@2 m iukupna površina plo"e je


77/82

Završni rad

9.5 %'330N3 5 5=9,> 22A 12@

4a,)i&alni *gi'te&el+ne ploče&B

1.A9@ 1.?92

Tabela 5. %oređenje varijanti prora"una

%rilikom modelovanja i prora"una temeljne konstrukcije u programuDToer @D ,posebnu pa#nju je trebalo obratiti na međusobno rastojanjearmiranobetonskih šipova u grupi. 'va problematika posebno jeobjašnjena u teoretskom dijelu avršnog rada ,tako da ćemo ovdje samonaglasiti da je minimalno rastojanje šipova jednako 5 pre"nika(a šipovepre"nika +R12= cm,to rastojanje je 5,@ m ) .8svojeni su šipovi pre"nika

+R12= cm i du#ine 4R1?m.Za njih je ivršen prora"un slijeganja igrani"nog vertikalnog opterećenja 0R?595,? k0.

AA


78/82

Završni rad

0a pojednim mjestima,usljed velike koncetracije vertikalnog opterećenja(naro"ito koncentrisanog opterećenja nastalog od stubova objekta)konstrukcije,projektovano međurastojanje osnove šipova je bilo ispodminimalnog (5,9? m).

Zbog nemogućnosti poicioniranja usvojenih šipova na veće rastojanje odgore navedenog (5,9?m),jer su se javljale sile koje su natno veće oddopuštenih ,odlu"io sam da povećam nosivost armiranobetonskih šipova.

0a taj na"in,povećana je dubina šipa sa 1? m na 2= m i dobijena jegrani"na sila 0RC>??,55 k0,koja je a @CW veća od prethodne.%re"nikšipa je ostao isti +R12= cm.

'vaj varijanta se pokaala natno ekonomi"nijom ,jer je bio potrebannatno manji broj šipova.amak šipova je povećan na 9 m,na pojedinim

mjestima i @ m,sto je dovelo do povećanja sigurnosti objekta u pogledunosivosti šipova u grupi.

%rora"unom je pokaano da je a 2. varijantu bilo potrebno 22? šipova,što je a 1== manje u odnosu na 1. varijantu gdje je bilo potrebno 52? šipova.

eultati su prikaani u tabeli 5,gdje se mogu vidjeti sve ralike varijantifundiranja.

0a osnovu navedenih reultata ,usvojenja je varijanta 2 i prora"un jeivršen i prikaan u daljim priloima.

AC


79/82

Završni rad

III /AK#U%AK

8 slu"aju plitkih i dubokih temelja,veli"ine dopuštenih slijeganja,uuslove sigurnosti protiv proloma temeljnog tla,su mjerodavni aprihvatljivost rješenja fundiranja.7riterijum dopuštenog slijeganja je "estomjerodavan u slu"aju plitkog fundiranja.

7ada tlo u dostupnoj dubini nema dovoljnu moć nošenja ili je paknjegova stišljivost prevelika , pa bi slijeganje bilo neprihvatljivoveliko,građevina se mora osloniti na dublje slojeve tla koji imaju većunosivost ili manju stišljivost.

8 takvim slu"ajevima primjenjuje se duboko fundiranje,naj"ešće našipovima.

Jrani"na nosivost vertikalno opterećenog šipa se,osim pometodama plasti"ne ravnote#e,određuje primjenom reultatapenetracionih opita i probnih opterećenja.

%oudanost teorijskih metoda a određivanje grani"ne nosivosti

šipa,koje koriste laboratorijski mjerene parametre,je natno manja uslu"aju plitkih temelja.

8 ovom radu je korištena metoda prora"una armirano betonskihšipova u pijesku,po 6aPerhofu,sa akcentom na vertikalnu nosivost šipova.

Nako je bitno što odrediti ta"nije vrijednosti parametara koji opisujutlo na kojem se gradi kako bi smanjili greške u prora"unu te velike inepotrebne troškove.

.

A>


80/82

Završni rad

4!T3


81/82

Završni rad

C1


82/82

Završni rad

dimenzionisanje temeljne konstrukcije stambeno-poslovnog objekta u specifiČnim geotehniČkim...

Documents