sidra geotehnička
TRANSCRIPT
-
SVEUILITE U ZAGREBU
GEOTEHNIKI FAKULTET
Kristina Srnec
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD
ZATITE GRAEVINSKE JAME
DIPLOMSKI RAD
Varadin, rujan 2011.
-
SVEUILITE U ZAGREBU
GEOTEHNIKI FAKULTET
DIPLOMSKI RAD
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA
KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Mentor: Kandidat:
Prof. dr.sc. Boo Soldo Kristina Srnec
Varadin, rujan 2011
-
Sadraj
1. UVOD ................................................................................................................................... 1
2. OPENITO O ZATITI GRAEVINSKE JAME PODZEMNE GARAE NA KAPUCINSKOM TRGU U VARADINU ............................................................................... 2
3. OPENITO O GEOTEHNIKIM SIDRIMA .................................................................. 8
3.1. ELEMENTI GEOTEHNIKOG SIDRA................................................................................................... 8
3.2. SIDRINA I SLOBODNA DIONICA ................................................................................................. 10 3.2.1. ELINA KOMPONENTA ....................................................................................................... 10
3.3. PODJELA SIDARA ..................................................................................................................... 11
3.4. PREDNAPREZANJE SIDARA ...................................................................................................... 12
3.5. NOSIVOST SIDARA .................................................................................................................. 15
3.6. STANJE SLOMA GEOTEHNIKOG SIDRA ................................................................................... 17
3.7. FAZE IZVEDBE SIDARA NA TERENU .......................................................................................... 18 3.7.1. IZRADA BUOTINE ................................................................................................................ 18 3.7.2. IZRADA, TRANSPORT, SKLADITENJE, SASTAVLJANJE I UGRAIVANJE SIDARA ................. 19 3.7.3. INJEKTIRANJE ....................................................................................................................... 20 3.7.4. PREDNAPREZANJE SIDARA ................................................................................................... 21
3.8. INJEKCIJSKA SMJESA ............................................................................................................... 22 3.8.1. KONTROLA KVALITETE INJEKCIJSKE SMJESE ........................................................................ 24
3.9. ISPITIVANJE GEOTEHNIKIH SIDARA ....................................................................................... 25 3.9.1. OPREMA ZA ISPITIVANJE GEOTEHNIKIH SIDARA ............................................................... 26
3.10. UPOTREBA GEOTEHNIKIH SIDARA ......................................................................................... 28
3.11. ZATITA GEOTEHNIKIH SIDARA ............................................................................................. 29
-
4. IZVEDBA GEOTEHNIKIH SIDARA PODZEMNE GARAE NA KAPUCINSKOM TRGU U VARADINU ........................................................................................................... 31
4.1. KONCEPCIJA RJEENJA ZATITE GRAEVINSKE JAME PODZEMNE GARAE NA KAPUCINSKOM TRGU U VARADINU ............................................................................................................................ 31
4.2. GEOTEHNIKA SIDRA .............................................................................................................. 33 4.2.1. SVOJSTVA MATERIJALA KORITENIH KOD GEOTEHNIKIH SIDARA ..................................... 34 4.2.2. RADOVI POTREBNI PRIJE SAME UGRADNJE SIDARA ............................................................ 35 4.2.3. BUENJE ............................................................................................................................... 37 4.2.4. UGRADNJA I INJEKTIRANJE SIDARA ...................................................................................... 38 4.2.5. PREDNAPREZANJE SIDARA ................................................................................................... 40
5. ZAKLJUAK .................................................................................................................... 48
LITERATURA ........................................................................................................... 50
PRILOZI .................................................................................................................. 51
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
1
1. UVOD
Geotehnika sidra predstavljaju poseban element u grupi geotehnikih
konstrukcija koje na poseban nain uvruju prirodni teren iza profila tla ili zatitne
konstrukcije. Sidrima se vlana sila s konstrukcije prenosi u tlo. Za prenoenje
vlane sile koristi se posmina vrstoa okolnog tla. Sidra su razmjerno tanke ali
dugake eljezne ipke, ili na neki nain povezani dugaki snopovi elinih ica,
koji se ugrauju i na razne naine uvruju u buotinama manjeg promjera. U
svakom pojedinom sluaju u praksi potrebno je na temelju pomno razmatranih
utjecajnih faktora provesti odgovarajui izbor geotehnikog sidra. Danas su
najznaajnija prednapregnuta sidra s linijskim prijenosom sile sa sidrita u tlo koja
uz to imaju i jasno izraenu sidrinu dionicu. Takvo sidro predstavlja geostatiki
element koji je sastavni dio sklopa objekt sidro - tlo, unutar kojeg su vrlo sloena
stanja naprezanja i deformacija
U graevinarstvu su prednapregnuti elementi uli u primjenu tek u novije
vrijeme, tek prije 65 godina. Poetak komercijalne primjene geotehnikih sidara je
1958. godina kada Bauer po prvi puta koristi elini tap, koji je postavljen u rupu promjera
6 cm, ispunjenu injektiranom cementnom smjesom. Upotreba prednapregnutih
geotehnikih sidara iznosi od 25 do 30 godina.
U ovom radu opisana su geotehnika sidra openito, njihova podjela, nain
njihove primjene, zatita sidara te openito njihova vanost kod zatite graevinske
jame. Na primjeru podzemne garae u Varadinu na Kapucinskom trgu, koja je
trenutno u izgradnji, biti e prikazana konkretna zatita graevinske jame
geotehnikim sidrima, uz naglasak na testiranje geotehnikih sidara.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
2
2. OPENITO O ZATITI GRAEVINSKE JAME
PODZEMNE GARAE NA KAPUCINSKOM TRGU U
VARADINU
Graevinska jama o ijoj zatiti e biti rije u ovom diplomskom radu nalazi se
na lokaciji Kapucinskog Trga u Varadinu. Konkretno, rije je o izgradnji javne
podzemne garae s dvije podzemne etae. Tlocrtne dimenzije zahvata iznose 79,35
m x 81,10 m, a kota dna iskopa je na -7,80 m od kote terena 0,00 tj. na koti 164,10
m.n.m.
Slika 1. Lokacija podzemne garae smjetana na Kapucinskom trgu u Varadinu
Slika 2. Izgled parkiralita ispred robne kue Vama prije poetka izgradnje podzemne
garae na Kapucinskom trgu
Robna kua Vama Varadin
Podzemna garaa u izgradnji na
Kapucinskom trgu u
Varadinu Zagrebaka banka u Varadinu
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
3
Prethodnim ispitivanjima i istranim
buenjima ispitani su sastav i karakteristike
temeljnog tla (slika 3.). Utvreno je da se
ispod povrinskog sloja asfalta i betona,
debljine cca 40-50 cm nalazi:
1. Sloj zaglinjenog ljunka,
pomijeanog s pijeskom, te praha do
maksimalne dubine - 3,5 m
2. sloj ljunka, pjeskovitog, dobro
graduiranog, srednje zbijenosti, registriranog
do dna buenja.
Podzemna voda registrirana je na koti - 3,5 m
od kote terena za vrijeme istranih radova.
Zatitna konstrukcija izvodi se radi osiguranja
suhe graevinske jame, te zatite bokova
graevinske jame od pritiska tla, susjednih
graevina i prometa, te pritiska podzemne
vode. Tlocrtna dispozicija zatitne
konstrukcije prikazana je u prilogu, dok je
presjek konstrukcije zatite graevinske jame
prikazan na slici 4 .
Slika 3. Sastav temeljnog tla dobiven prema uzorcima iz buotine B1
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
4
Slika 4. Koncept zatitne konstrukcije - popreni presjek
Kao to je vidljivo (slika 4.), dijelovi zatitne konstrukcije graevinske jame su:
Armiranobetonska dijafragma po obodu jame, debljine 60 cm i povezana je s
naglavnom gredom visine 80 cm i irine 65 cm. Dubina dijafragme je 14,30 m,
dno dijafragme se nalazi na koti 154,60 m.n.m.
Geotehnika sidra izvode se u skladu s uobiajenim principima projektiranja i
izvedbe geotehnikih sidara. Projektom je predviena ugradnja geotehnikih
privremenih i probnih sidara, s tim da su probna sidra 5 0,6", dok su ostala
(radna) sidra 4 0,6". Geotehnika sidra su ukupne duljine 14,5 m, pod nagibom
od 15, sa duljinom sidrine dionice 8,0 m i slobodne dionice 6,5 m. Raunska
sila u sidru iznosi F = 580 kN.
Mlaznoinjektirani stupnjaci koji se izvode radi brtvljenja graevinske jame,
promjera su 160 cm i izvode se u dnu graevinske jame duljine 3,0 m, tako da se
preklapaju i ine nepropusni ep materijala. Takoer, izvest e se dva reda
vertikalnih mlaznoinjektiranih stupnjaka duljine 11,0 m uz susjednu robnu kuu
te jedan red kosih mlaznoinjektiranih stupnjaka.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
5
U svrhu mjerenja deformacija zatitne konstrukcije, te potvrivanja pretpostavki
postavljenih u projektu i sigurnog izvoenja zatitne konstrukcije, u
armiranobetonsku dijafragmu postavljaju se inklinometarske cijevi, a na naglavnu
gredu geodetski reperi. Inklinometrima se mjere pomaci dijafragme - rotacija i
savijanje. Eventualni pomaci susjedne graevine takoer e se pratiti, na nain da se
na fasadu ugrade geodetski reperi, i inklinometri kojima se mjeri eventualno gibanje
zidova.
Kako ne bi dolo do opasnosti po stabilnost i sigurnost konstrukcije zatite
graevinske jame, utvren je sljedei redoslijed izvedbe radova:
1. formiranje radnog platoa za izvedbu dijafragme na koti 170,00 m.n.m.
2. izvedba elemenata armiranobetonske dijafragme
3. iskop do kote 168,00 m.n.m. i formiranje platoa za izvedbu sidara
4. izvedba mlaznoinjektiranih stupnjaka za brtvljenje dna graevinske jame (ako je
potrebno), te izvedba probnog crpljenja
5. izvedba geotehnikih i tapnih sidara
6. izvedba iskopa sa sukcesivnim crpljenjem podzemne vode.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
6
Slika 5. Graevinska jama na Kapucinskom trgu u Varadinu
Slika 6. Graevinska jama na Kapucinskom trgu u Varadinu tijekom zime
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
7
Slika 7. Slikoviti prikaz budueg objekta popreni i uzduni presjek
Slika 8. Slikoviti prikaz budueg objekta
U ovom poglavlju prezentirane su osnovne karakteristike zatitne konstrukcije
graevinske jame, dok e se u sljedeim poglavljima detaljno razraivati o
geotehnikim sidrima openito te sama izvedba geotehnikih sidara na lokaciji
podzemne garae na Kapucinskom Trgu u Varadinu.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
8
3. OPENITO O GEOTEHNIKIM SIDRIMA
3.1. ELEMENTI GEOTEHNIKOG SIDRA
Geotehniko sidro mora biti konstruirano tako da sadri sljedea 3 glavna
elementa:
Sidriu dionicu, duljine La
Slobodu dionicu duljine Lf
Glavu sidra
Slika 9. Prednapregnuto sidro s elementima i oznakama
Na slici su prikazani elementi sidra,
a to su:
1. Glava sidra
2. Konstrukcija oslonca
3. Usidrena konstrukcija
4. Buotina
5. Zatitna cijev
6. elina natezna dionica
7. Injekcijsko tijelo
8. Sidrina stopa
Preostale oznake na slici oznauju:
Lf duljina slobodne dionice
La duljina sidrine dionice sidra
Ls ukupna duljina sidra
Lfs slobodna duljina elika
Las duljina usidrenja eline natezne dionice
Lb rezervni produetak buotine
N optereenje sidara
S pomak glave sidra u smjeru osi sidra
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
9
Slika 10. Prednapregnuto geotehniko sidro sa tipinim elementima i oznakama
Slika 11. Primjeri glave sidara
Slika 12. Elementi glave sidra
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
10
3.2. SIDRINA I SLOBODNA DIONICA
Sidrina dionica La ima uloga da se sila sa sidra prenese u tlo.
Uloga slobodne dionice sidra, duljine Lf, je viestruka pa je ponekad potrebno vie
vremena za odreivanje slobodne dionice nego sidrine dionice La. Postoje dva
osnovna faktora koji upuuju na izbor veih duljina slobodnih dionica sidra Lf, a to
su:
1. Potreba prijenosa sile u duboko zalee objekta da bi se ulo u stabilne formacije
stijene ili tla i da bi se umanjio povratni refleks optereenja iz sidrine zone u
usidreni objekt
2. Ostvarivanje fleksibilnosti geotehnikog sistema radi ostvarivanja to veeg
elastinog produenja sidra, kako bi:
pad sile prednaprezanja bio to manji
se omoguilo geotehnikom sidru da se u to veoj mjeri adaptira
deformacijama, tj. pomacima do kojih dolazi unutar sidrene konstrukcije
Slobodna duina sidra zavisi :
od osobine poluprostora
od poloaja linije loma koja je odreena putem analiza stabilnosti
od teine mase tla koja se aktivira oko sidra za sluaj sigurnog prenoenja
sile
od vrstoe padinskog masiva
od dimenzije bloka na spoju koji mora biti stabiliziran na svojoj poziciji.
3.2.1. ELINA KOMPONENTA
elina komponenta geotehnikog sidra sastoji se od elinih ica spojenih u
strukove ili elinog kabla projektiranog profila. Kabeli i iana uad prave se iz
pojedinanih ica (6 kom.), koje se pletu oko debele centralno postavljene ice, a za
vee kabele slijedi 12, 18, itd. vanjskih ica oko osnovnog kabela. Kabeli su
pocinani, galvanizirani ili plastificirani radi zatite od korozije. Prije upotrebe vre
se ispitivanja prema propisima za primjenu ice/kabela u prednapregnutim
betonskim konstrukcijama. U geotehnikim sidrima koriste se razne vrste elika.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
11
Najee rebrasti elik za tzv. pasivna ili kruta sidra ili visokovrijedni elik za
geotehnika sidra velike nosivosti.
3.3. PODJELA SIDARA
S obzirom na aktiviranje vlane sile sidra se dijele na:
obina (bez prednaprezanja)
prednapregnuta
S obzirom na vrstu prijenos sile sa sidara na tlo ili stijenu, i to sa:
tokastim prijenosom
linijskim prijenosom
plonim prijenosom
volumenskim prijenosom
Po postojanosti dijelimo sidra na:
sidra za privremene graevine
sidra za stalne svrhe
Prema vrsti usidrenja sidra se dijele na:
sidra s mehanikim usidrenjem kraja zatege
sidra s usidrenjem adhezijom
kombinirana, s mehanikim usidrenjem i adhezijom
S obzirom na vrstu izvedbe dijele se na:
adheziona (tapna sidra) predstavljaju elini tap na jednom kraju vrsto
usidren u buotinu s pomou mehanikog ukljetenja ili sidrenjem adhezijom.
Sila se ostvaruje nakon pomaka konstrukcije. To su sidra koja slue za
preuzimanje veih vlanih (obino horizontalnih) sila (iznad 400 kN), relativno
dugaka (do cca 50 m). Mogu biti trajna ili privremena (trajnosti do 2. godine).
Upotrebljavaju se kod izvedbe zatite graevinskih jama, zatim za uvrenje
velikih razmjerno strmih pokosa, iskopa tronih ili jako dezintegriranih uslojenih
raspucalih stijenskih masiva i slinih graevina. Injektirana tapna sidra
ugrauju se u buotine ispunjene cementnom smjesom ili smjesom
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
12
Slika 13. tapno sidro
prednapeta (geotehnika) sila se kontrolirano unosi u konstrukciju u fazama za
vrijeme izvedbe, za velike sile preko 500 kN.
U pogledu naina upotrebe dijele se na:
trajna sidra su ona kod kojih vijek trajanja mora biti jednak vijeku trajanja
konstrukcije koja se sidra.
privremena sidra - se smatraju ona sidra kod kojih vijek trajanja iznosi do 2
godine.
probna geotehnika sidra - su ona koja su na poseban nain oblikovana i
ugraena. Na ovim sidrima se vre ispitivanja na osnovu kojih dobivamo
podatke vezane za izbor vrste sidra i duine veznog dijela sidra.
3.4. PREDNAPREZANJE SIDARA
Kod geotehnikih sidara prednaprezanje se prvenstveno provodi sa svrhom da se :
1. sidro po potrebi trenutno aktivira i to putem procesa samonaprezanja
2. sprijee eventualni tetni pomaci usidrenog objekta
3. provede kontrola uspjenosti izvedbe sidra
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
13
4. izazovu povoljni efekti ukljetenja meu stijenskim blokovima i
fragmentima, odnosno da se povea integritet diskontinuirane stijenske mase.
Kod geotehnikih sidara potrebno je pomno odabrati odgovarajuu vrijednost sile
prednaprezanja Np, koja e zadovoljiti prethodno navedena 4 uvjeta zbog kojih se
sidra uope i prednapreu. Time se i s druge strane izbjegne efekt umjetno
stvorenog polja visokih naprezanja. Ti se uvjeti mogu zadovoljiti samo uz pomo
samonaprezanja. Ako se u sidro unese sila prednaprezanja Np, manja od radne sile
Nr, te manja i od stvarne sile koju je prirodna interakcija geostatikog sustava
namijenila sidru, tada e procesom samonaprezanja porasti unijeta sila Np, na
stvarno potrebnu silu Ns. Time je izbjegnuto nepotrebno unoenje visokih
vrijednosti prednaprezanja u sidro. Sidro samonaprezanjem time dobije rano onu
silu koja mu kroz interakciju objekt sidro - tlo stvarno i pripada. Radi sustavnog
oznaavanja odreenih karakteristika vrijednosti sile koje se mogu javiti kao
optereenje sidara, predloena je sljedea konvencija:
Slika 14. Oznake sila u geotehnikom sidru
Teoretski bi se sila u sidru mogla realizirati u rasponu vrijednosti od 0 do Nf, dakle:
0 N Nf
Pri tome je:
Nf sila granine nosivosti sidra kao gotove konstrukcije u tlu.
No nominalna vrijednost sile u sidru. Oznauje priblinu vrijednost maksimalne sile
prednaprezanja, a predstavlja nasljedni termin preuzet od kabla koritenog u
prednapregnutom betonu. Uobiajeno je da se koristi kao nazivna oznaka kabela.
Nr raunska radna sila, koju prema statikom proraunu treba preuzeti sidro u
statikom radu cjelokupne geostatike konstrukcije
Ns stvarna sila kojom e sidro, posredstvom prirode biti optereeno u sustavu
promatrane konstrukcije, a u skladu s konkretnim uvjetima postojanja sidra
Np sila izvrenog i u sidru ostavljenog prednaprezanja sidra
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
14
Na primjeru betonskog bloka prikazano je kako zapravo funkcionira prednapregnuto
geotehniko sidro.
Slika 15. Prikaz djelovanja prednapregnutog geomehanikog sidra
a) sidro prije prednapinjanja
b) prednapinjanje sidra aktivira kontaktne napone ispod betonskog bloka
c) na blok djeluje vanjska sila P < Np
d) veliina sile jednaka je sili prednapinjanja sidra Np
e) sila P vea je od sile Np u sidru se pojavljuje sila N = P > Np
Prednaprezanjem se ostvaruje elastino produenje sidra, koje je redovito vee od
slijeganja tla ispod bloka betona. Ako bi se tlo ispod betonskog bloka s vremenom
sleglo to bi znailo da je sila prednaprezanja pala na nulu, stoga je potrebno da odnos
se/sb bude to vei broj. elini natezni lanak je glavni element sidra koji sudjeluje pri
ostvarenju pomaka se prema Hookeovu zakonu:
Se produenje sidra
Np sila prednaprezanja sidra
Lf duljina slobodne dionice
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
15
E modul elastinosti
F povrina presjeka nateznog lanka
To znai da e vrijednost pri odreenoj sili P biti vea to je dulja slobodna dionica Lf,
manja povrina nateznog lanka F i manji modul elastinosti. Povrina presjeka
elinog lanka sidra moe se smanjiti koristei elik velike vrstoe tzv. visokovrijedni
elik. Prikazano je aktiviranje normalnih kontaktnih naprezanja ispod betonskog bloka
(slika 13b) zbog djelovanja sile Np koja je prednaprezanjem ostavljena u sidru.
Intenzitet je kontaktnog naprezanja pp= Np/Fb, gdje je Fb povrina kontaktne plohe.
Djelovanjem vanjske podizne sile P intenzitetom P < Np (slika 13c) tada e pomaci blok
tlo biti neznatni, ali dovoljni da se nova ravnotea uspostavi radom kontaktnih
naprezanja na vrijednost:
Ako se intenzitet sile P povea do vrijednosti (slika 13d) tada se minimalnim
pomacima sistema dolazi do novog ravnotenog stanja pri kojemu su kontaktna
naprezanja svedena na nulu, a sila u sidru je i dalje nepromijenjena. Poveanjem sile P
na vrijednost (slika 13e) ravnotea sistema uspostavlja se iskljuivo
poveanjem sile u sidru, ali to je popraeno znatnim porastom pomaka , tako da se
izmeu bloka i tla otvara zijev.
3.5. NOSIVOST SIDARA
Nosivost sidra u velikoj mjeri zavisi od kvaliteta unoenja sile prednaprezanja u
tlo. Ovo je jedan od najveih problema koji se pojavljuju u ovoj vrsti konstruktivnih
elemenata. Nosiva temeljna tla u koja sidrimo geotehniko sidro mogu biti zemljani ili
stijenski masiv. Velike sile koje se pojavljuju u sidrenom dijelu sidra prenose se na
stijenski masiv uz pomo injektiranog sidra sa cementom.
Ispitivanja, koja su obavljena na ovakvim sidrima, pokazala su da se u veznom dijelu
sidra pojavljuje adhezija veliine 5000 kN/m2. Uvjet da spoj sa stijenskom masom mora
biti nepomian omoguava prijenos velikih sila sidrenja u stijensku masu. Prethodno se
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
16
mora buotina ispitati na vodonepropusnost. Ako buotina nije vodonepropusna onda se
izvri konsolidacija buotine sa injektiranjem. Poslije toga se izvri novo buenje i
ugraivanje sidra sa ime se postie dovoljna sigurnost u prenoenju sila. U zavisnosti
od razliitih pokazatelja zavise i razliite mogunosti prijenosa sile u osnovnu na
stijensku masu. Ako postoje razlike u osobinama i hrapavosti stijenske mase onda se
prijenos sile moe odrediti samo sa probnim sidrima pomou kojih se odreuju stvarna
mogua optereenja koje stijenska masa moe preuzeti. Kod probnih sidara se obino
skrati vezna duina za treinu sa omjerom faktora sigurnosti. Sidro se optereuje do
ruenja.
Nosivost sidara u zemljanim masivima zavise od osobina masiva i tehnologije
ugraivanja veznog dijela sidra. Najznaajniji faktor koji utjee na nosivost sidra je
vezni dio iji je uinak povezan sa odreenim ogranienjima. Sa poveanjem pomaka
veznog dijela smanjuje se trenje po platu. Slijedei faktor, koji utjee na nosivost sidra
u zemljanim masivima, je promjer buotine. Sa poveanjem promjera buotine
poveava se sila trenja. Meutim, ovo poveanje ima svoje granice, poto se mora
izvesti po itavoj duini buotine to ima za posljedicu poveane trokove buenja.
Na nosivost sidra u zemljanom masivu utjee i pravilno izvedena buotina po itavoj
veznoj duini sidra. Jedan od najboljih pokazatelja nosivosti ovih sidara je mjerenje
poveanja pritiska pri injektiranju. U estim sluajevima pa i u koherentnim
materijalima zadovoljava i samo jednostavno injektiranje. Kod materijala sa slabim
osobinama to nije dovoljno. U takvim sluajevima se upotrebljava tzv. poinjektiranje,
odnosno ponovno injektiranje veznog dijela sidra nakon odreenog vremena. U
koherentnim materijalima se obino, kod prvog injektiranja, ispune samo pukotine u
buotini ili manje kaverne.
Takvo injektiranje prenosi razmjerno male sile. Sa poinjektiranjem veznog dijela sidra
pod visokim pritiskom poveavaju se radijalni naponi na spoju mase za injektiranje sa
zemljanom masom. Sa time se poveava sila trenja po platu i oblikuje neregularni
oblik i povrina sidra sa ime se osigurava bolji spoj sidra sa okolinom. Sa vie puta
ponovljenim injektiranjem opisani efekt se jo vie pobolja. Svako sidro mora na
primopredajnom ispitivanju zadovoljiti vrijednost radne sile. Rezultati ispitivanja
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
17
moraju biti dostavljeni na vrijeme i u odgovarajuem oblik, kako bi analiza dobivenih
vrijednosti mogla biti napravljena na zadovoljavajui nain. Interpretaciju rezultata
kontrolnog ispitivanja geotehnikih sidara obavlja odgovorni projektant.
Za podzemnu garau na Kapucinskom trgu na 4% od ukupnog broja sidara, umjesto
kontrolnog ispitivanja, provest e se ispitivanje sidara na vee vrijednosti sile (sila
nosivosti s obzirom na elik). U ovisnosti od dobivenih rezultata, projektant odluuje o
stupnju tolerancije ili eventualnoj potrebi za sanacijom.
3.6. STANJE SLOMA GEOTEHNIKOG SIDRA
Do sloma sidra ili nemogunosti daljnjeg koritenja sidra dolazi pri nastajanju:
prekida same eline ice ili snopa ica
poputanja veze na kontaktu ica
posminog loma na kontaktu injektirane smjese i okolnog tla
sloma unutar samog tla na nekoj udaljenosti od sidrenog tijela
sloma stupca injektirane smjese koji okruuju icu unutar sidrenog tijela
neprihvatljivih pomaka glave sidra
postepenog pogoranja stanja sidra kada sistem postaje neupotrebljiv
Da bi dolo do idealnog sloma bilo bi potrebno da otkau sve komponentu sustavu
geotehniko sidro tlo, ali to u praksi nije realno za oekivati. Mogue je da otkau
pojedine komponente sustava, kao npr. poputanje krutog sidra uslijed prekoraenja
nosivosti elika na vlanu silu ili slom u samom tlu prekoraenjem posmine vrstoe
pa time dolazi do sloma tla. Poveanje nosivosti sidra postie se utjecajem na
aktiviranje veliine maksimalnog posminog otpora na kontaktu injektirana smjesa
okolno tlo razliitim tehnikama buenja, primijenjenim tlakom injektiranja, dodacima
injektiranoj smjesi itd.
Sidrina duljina je kljuni dio geotehnikog sidra, gdje se mogu definirati dva
mehanizma prijenosa vlane sile. Oni uzrokuju mobiliziranje parametara vrstoe tla i
pomak sidra uslijed djelovanja vanjske sile. Prvi je tzv. adhezioni mehanizam ili
mehanizam aktiviranja trenja, koji nastaje kada dolazi do aktiviranja dovoljno velikih
pomaka du sidrene dionice da se u potpunosti aktivira trenje du sidrine dionice.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
18
Drugi mehanizam je generalni slom tla tj. otkazivanje nosivosti sidrenog klina. Potrebno
se uzeti u obzir nekoliko injenica bez obzira na to kakva se analiza sloma geotehnikog
sidra provodi, a to su:
vanjsko optereenje prenosi se iz jednog medija u drugi preko sistema
geotehniko sidro tlo, gdje je s jedne strane samo sidrino tijelo s
karakteristikama koje je relativno lako odrediti, a s druge strane okolno tlo koje
je injektirano do neke udaljenosti
karakteristike tla prije, te prilikom samog sloma sidra
generalni oblik i geometrijska (ne)pravilnost potencijalne plohe sloma,
stanje naprezanja u trenutku sloma tj. vrstu naprezanja, njihovu veliinu i smjer
du plohe slom
3.7. FAZE IZVEDBE SIDARA NA TERENU
Za izbor najboljeg sidra potrebno je definirati osnovne elemente sidrenja, a to su:
podruje stijene ili tla koje omoguuje siguran prijenos sile sa sidra u tlo,
vrijednost radne sile koju sidro preuzima,
tip i trajnost, te dimenzije odabranog sidra,
nain izvedbe sidara,
program prednaprezanja sidara,
primopredaja i kontrola izvedenih sidara.
Izvedba kompletnog geotehnikog sidra sastoji se iz etiri glavne operacije:
izrada buotine,
izrada, transport, skladitenje, sastavljanje i ugraivanje sidra,
konsolidacijsko injektiranje,
prednapinjanje.
3.7.1. IZRADA BUOTINE
Metoda buenja buotine mora odgovarati materijalu u kome se vri buenje uz
primjenu odgovarajueg promjera buotine. Izvedena se buotina prije ugradnje sidara
ili eventualnog injektiranja treba dobro oistiti zrakom ili vodom. Nakon zavrenog
buenja, buotine se moraju zatititi radi spreavanja upadanja neeljenog materijala.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
19
Kod zemljanih materijala sa primjesom gline i kod materijala koji su podloni brzom
raspadanju treba to prije ugraditi i injektirati sidro. Buotine u kamenim masivima
treba ispitati na vodonepropusnost. Ako kvaliteta buotine nije zadovoljavajua tada je
potrebno izvriti njenu konsolidaciju sa injektiranjem ili primijeniti neki drugi
odgovarajui postupak. Kod ljunkovito-pjeskovitih materijala kod kojih moe doi do
zasipanja, buenje se obavlja sa zatitnom kolonom koja omoguava ugraivanje sidra.
Ove kolone se izvlae iz buotine istovremeno sa injektiranjem. Pri izvoenju buenja
treba kontrolirati poziciju, nagib i duinu buotine.
Za provoenje kvalitetnog buenja potrebno je:
osigurati kvalitetnu podlogu s dovoljnim radnim prostorom za buau garnituru,
tehniku buenja potrebno je prilagoditi sastavu i karakteristikama tla
pratiti i biljeiti propadanje buaeg pribora (kod vodenog ispiranja jo i boju
iznesene vode) i to naroito u zoni sidrenja.
Buenju se moe pristupiti tek kad je izvrena provjera da je buai stroj pravilno
centriran i usmjeren kroz uvodnu cijev. O buenju svake buotine treba voditi zapisnik u
kojem se navode podaci o nainu buenja, sastavu tla, te svim ostalim vanim podacima
koji su znaajni za buenje.
3.7.2. IZRADA, TRANSPORT, SKLADITENJE, SASTAVLJANJE I
UGRAIVANJE SIDARA
Radioniki izraena i atestirana sidra potrebno je prilikom transporta uvati od
udara i ne smiju se bacati, niti prekomjerno savijati. Na gradilitu se prenose runo ili uz
pomou transportne trake. Sidra je potrebno skladititi poduprta du itave duljine. Ako
se slau na hrpu potrebno ih je slagati paralelno i paziti da se ne otete pojedini dijelovi
sistema zatite sidara. Transport, uskladitenje, doprema do mjesta ugraivanja i samo
ugraivanje se mora organizirati na nain koji garantira da nee doi do tetnih utjecaja
na funkcionalnost i efikasnost zatite na utjecaj korozije.
Ugraivanje sidra se moe izvesti runo, pomou razliitih dizalica ili pomou posebnih
naprava koje se upotrebljavaju za ugraivanje sidara.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
20
Prilikom ugradbe sidra mogu biti postavljena:
samostalno,
kao sustav vie sidara (sustavno sidrenje),
kao sustav sidara (sustavno sidrenje) u kombinaciji:
o s mreom,
o mreom i mlaznim betonom,
o armirano-betonskim gredama kao naglavnicama,
o armirano-betonskim ploama kao naglavnicama
o armirano-betonskim zidovima,
o zidovima od murja.
3.7.3. INJEKTIRANJE
Injektiranje je postupak sa kojim se mora omoguiti unos sile sidrenja u veznom
dijelu sidra na sidrenu dionicu i zatita sidra na utjecaj korozije. Svrha je da se povea
vrstoa i smanji deformabilnost i propusnost stijenske mase te da se omogui valjano
zapunjenje sidrine dionice ugraenog sidra. Za provoenje uspjenog injektiranja
potrebno je dobro proistiti buotinu, odabrati adekvatnu smjesu za injektiranje, te
odrediti kvantitativni reim injektiranja. Postoje tri glavna inioca koji imaju
neposredan utjecaj na kvalitetu izvedbe, to su:
receptura smjese za injektiranje,
veliina i nain primjene injekcijskog tlaka,
brzina i vrijeme ubrizgavanja injekcijske smjese.
Pritisak injektiranja i koliinu mase za injektiranje treba prilagoditi odnosno uskladiti sa
geometrijskim, geolokim i hidrogeolokim prilikama, tipu i sastavu sidra. Injektiranje
poinje od najudaljenijeg mjesta, dok se na drugom kraju mora osigurati nesmetani
izlazak zraka ili vode iz buotine.
Masa za injektiranje je u veini sluajeva iz istoga portland cementa, vode i dodataka
koje reduciraju sadraj vode. Vodocementni faktor je u intervalu od 0,36 do 0,44. Za
ponovljeno injektiranje, vodocementni faktor je 0,5.
Za postizanje pravilne viskoznosti, smjesa se priprema u visoko turbulentnim
mijealicama. Masa za injektiranje se uva u posebnim rezervoarima koji su opremljeni
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
21
sa stalnim mjeaima i pumpama. Kod ponovnog injektiranja upotrebljavaju se udarne
klipne pumpe.
Kakvoa injekcijske mase, koja se upotrebljava za stvaranje vezne duine sidra, mora se
prilagoditi osobinama temeljnog tla u kome se vri injektiranje. Ako za injektiranje ne
upotrebljavamo cementne suspenzije, nego neku drugu mjeavinu, onda je potrebno
dokazati da ona odgovara u pogledu pitanja zatite na utjecaj korozije, trajnosti i na
druge mehanike osobine.
Injektiranje se obino izvodi u dva dijela. Prvo se injektira vezni dio sidra, a nakon
zavrenog prednaprezanja obavi se injektiranje slobodnog dijela sidra.
Injektiranje spada u grupu najznaajnijih postupaka koji su u sastavu izrade sidra. Radi
toga se ovoj fazi mora posvetiti posebna panja pri emu se vodi uredan zapisnik o
pripremi mjeavine i injektiranju sidra.
Za vrijeme injektiranja potrebno je opaati okolni teren:
da bi se pravovremeno uoilo eventualno izbijanje smjese
da ne bi dolo do neeljenih poremeaja u tlu ili na okolnim objektima
3.7.4. PREDNAPREZANJE SIDARA
Prednaprezanjem izvedenih sidara aktivira se predvieno interaktivno djelovanjem
sidrene konstrukcije, radi osiguranja stabilnosti tla. Ujedno se kontrolira uspjenost
izvedenih sidara. Prednaprezanjem se postie:
trenutno aktiviranje sidara, procesom samonaprezanja do potrebne sile Ns, koju
diktiraju ravnoteni i deformacijski uvjeti
traeno poboljanje deformacijskih karakteristika tla
kontrolira se uspjenost izvedenih sidara
Sa prednaprezanjem visokokvalitetnog elika, sidro preuzima onu funkciju koja mu je
namijenjena. Sidro se moe prednapeti tek kada je masa za injektiranje dostigla
propisanu otpornost. Vrijeme poslije kojeg se moe vriti prednaprezanje se odreuje na
osnovu rezultata ispitivanja ili prema uputama proizvoaa injekcijskog maltera. Prije
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
22
poetka prednaprezanja mora se odrediti odgovorna osoba koja e voditi kompletan
postupak prednaprezanje. Prednaprezanje se mora vriti u svemu prema elaboratu za
prednaprezanje sidara koga je pripremio projektanta.
Prednaprezanju sidara moe se pristupiti najmanje 7 dana nakon provedenog
injektiranja sidrine dionice, odnosno nakon to je smjesa za injektiranje sidrine
dionice dosegla vrstou od min. 30 MN/m2. Toan trenutak prednaprezanja odredit e
se na osnovu rezultata prethodnih ispitivanja injekcijskih smjesa. Spomenuto
prednaprezanje predstavlja i primopredajno ispitivanje sidra, ime se kontrolira i
uspjenost izvedenih sidara.
Prednaprezanje se izvodi u dvije faze. U prvoj fazi sidro se zatee do predviene
vrijednosti kojom se dokazuje da sidro moe preuzeti projektiranu radnu silu. Nakon
toga, sila u sidru otputa, te konano zatee na silu prednaprezanja. Ovakvo se
ispitivanje smatra kontrolnim (primopredajnim) ispitivanjem nosivosti sidara.
Naprezanje se izvodi u smislu ispitivanja sidra i u smislu kontrole naprezanja.
Ispitivanje se obavlja radi dimenzioniranja sidra, a kontrola naprezanja radi odreivanja
nosivosti i preuzimanja sile sidrenja. U fazi izrade, transporta, uskladitenja i
ugraivanja potrebno je sprijeiti pojavu lokalne korozije na sidrima na kojima nije
obavljeno naprezanje te na sidrima koja su prednapeta, a jo nisu injektirana. Posebnu
pozornost treba posvetiti spreavanju pojave kondenzirane vode. Osim toga elik za
prednaprezanje ne smije biti ispostavljen temperaturnim promjenama (sunce).
Najvea opasnost za eline pramenove sidra predstavlja viak vode iz betona koja se
nalazi u zatitnoj cijevi, a u sebi sadri kloride i sulfate. Stoga je potrebno vodu
odstraniti iz cijevi. Ope pravilo, kojeg treba primjenjivati, je to da se prednapeta sidra
to prije injektiraju ime se mogunost pojave kondenzirane vode svodi na minimum.
3.8. INJEKCIJSKA SMJESA
Injekcijska smjese moraju zadovoljiti odreene uvjete i imati odreene osobine.
Laboratorijska ispitivanja injekcijskih smjesa s razliitim komponentama daju
mogunost izbora najpovoljnije smjese.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
23
Osnovne karakteristike koje treba odrediti svakoj injekcijskoj smjesi su:
Viskozitet svojstvo tekuine da stvaraju otpor protiv meusobnog pomicanja
dvaju susjednih slojeva - unutarnje trenje. Postoje dinamiki i statiki viskozitet.
Dinamiki viskozitet pokazuje nam kakvi e se otpori javljati kod kretanja injekcijske
smjese, a statiki nam pokazuje kada e suspenzija poeti prelaziti u gel.
vrstoa o njoj ovisi poboljanje mehanikih karakteristika stijenskog masiva
u koji je ubrizganja. Faktori o kojima ovisi konana vrstoa injekcijske smjese su:
karakteristike injekcijske smjese i njenih komponenata
koliini vode u pripremljenoj injekcijskoj smjesi
radnom pritisku i trajanju injektiranja
sredini u kojoj se injektiranje primjenjuje
namijeni injektiranja
Sedimentacijski volumen iz suspenzije koja se ubrizgava u tlo najprije se
taloe krupne a zatim sitnije estice. Volumen tih istaloenih estica u odreenom
vremenskom periodu naziva se sedimentacijski volumen. Vodu koju dobijemo u istom
vremenskom razdoblju nazivamo dekantirani volumen
Otpornost na koroziju veoma vana karakteristika injekcijske smjese, te je
osnovni preduvjet za uspjeh injektiranja i postizanje poboljanja nosivosti terena i
smanjenja vodopropusnosti sa stalnim karakterom.
Vrste injekcijske smjesa su cementne suspenzije, cementne suspenzije s dodacima,
cementno glinene injekcijske smjese, cementno glinene injekcijske smjese s
dodacima, kemijske injekcijske smjese, injekcijske smjese na bazi smole i dr. Za
injektiranje sidara uglavnom se rabi injekcijska smjesa portlandskoga cementa i vode u
omjerima vodocementnog faktora od 0,3 do 0,5. Nii vodocementni faktor, v/c = 0,3,
daje veu nosivost sidara, ali su pri tome smjese teko ugradive, smjesa nije homogena,
a dobiveni rezultati pokusa upanja veoma su razliiti. S druge strane, smjese s viim
vodocementnim faktorom, v/c = 0,5, lake su za ugradnju, ali su znatno slabije. Osim
toga, zbog skupljanja smjese dolazi do skraivanja sidrinih dionica i oslabljivanja veze
izmeu injekcijske smjese i stijenske mase. Aditivi, kao to su plastifikatori i dodaci za
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
24
bubrenje, rabe se za rjeavanje problema ugraivanja injekcijske smjese, ali ovi dodaci
znatno utjeu na smanjenje vrstoe i promjenu deformacijskih znaajki smjese.
Cementne smjese cementa i vode u praksi se najeeg rabe za injektiranje tapnih
sidara. Vodocementni faktor varirani su od v/c = 0,42 do v/c = 0,48. Cementne smjese s
dodatkom plastifikatora rabe se za injektiranje pri niskim temperaturama ili radi
dosezanja visokih vrijednosti vrstoe smjese ve u ranoj fazi injektiranja. Pri uporabi
plastifikatora potrebno je i manje vode, tako da su vodocementni faktori bili u rasponu
do v/c = 0,32 do v/c = 0,37.
3.8.1. KONTROLA KVALITETE INJEKCIJSKE SMJESE
Laboratorijska ispitivanja injekcijskih smjesa obuhvaaju:
- prethodna ispitivanja,
- kontrolna ispitivanja.
Prethodna ispitivanja slue za odreivanje recepture smjese pri emu je potrebno
provjeriti:
fizikalna i mehanika svojstva cementa,
protonost,
izdvajanje vode,
vrijeme vezivanja,
promjenu zapremine,
tlanu vrstou nakon 7, 14 i 28 dana,
tlak bujanja pri:
o sprijeenoj deformaciji (
o max do
o deformaciju pri
Kontrolna ispitivanja obuhvaaju ispitivanje kvalitete smjese za injektiranje
(odreivanje tlane vrstoe odabranih uzoraka).
Receptura za smjesu za injektiranje odreuje se laboratorijski na osnovu prethodnih
ispitivanja od strane ovlatene institucije za materijale koji e se upotrijebiti.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
25
Spravljanje smjese treba vriti pomou posebne mijealice injektora, koji omoguuje
izradu tiksotropne cementne suspenzije injekcijske smjese, te kontrolu pritiska
injektiranja. Injekcijska smjesa se mijea prisilno mehaniki.
Prethodnim ispitivanjima treba dokazati da predviena smjesa s vremenom poveava
zapreminu do 5-10%, te da postie vrstou koja odgovara zahtjevima za koriten
beton.
Tokom rada potrebno je kontrolirati svojstva injekcijske smjese uzimanjem uzoraka na
mijealici i na izlazu iz injektora. Ovi uzorci uvaju se na gradilitu, za ispitivanje
tlane vrstoe. Ukoliko je razlika u vrstoi uzoraka uzetih iz mijealice i na izlazu
injektora od 15%, to ukazuje na gubitak vode u transportu, odnosno da smjesa nema
dovoljnu sposobnost zadravanja vode, to treba odmah korigirati.
Potrebno je vriti i provjeru komponenata od kojih se izrauje injekcijska smjesa. Sav
materijal treba biti pravilno uskladiten. Obzirom da se pri izradi smjese mijea vie
komponenti, nuno je drati se odreenog redoslijeda doziranja i mijeanja. Prvo se
izmijeaju suhe komponente s manjom koliinom vode, kako ne bi dolo do grudanja
smjese, a zatim se dodaje potrebna koliina vode za postizanje traene konzistencije.
3.9. ISPITIVANJE GEOTEHNIKIH SIDARA
Tonost pretpostavki geostatikog prorauna geotehnikih sidara provodi se uz
pomou probnih sidara. Potrebno je na prikladnim mjestima u svakom redu izvesti
minimum jedno probno sidro i testirati njegovu nosivost do sile sloma tla. Svako sidro
mora zadovoljiti vrijednost radne sile. Rezultate je potrebno u odgovarajuem obliku i
na vrijeme dostaviti kako bi analiza bila napravljen na zadovoljavajui nain.
Odgovorni projektant obavlja interpretaciju rezultata kontrolnog ispitivanja. Na temelju
rezultata projektant odluuje o stupnju tolerancije ili eventualno potrebnoj sanaciji.
Probno sidro
Ako su rezultati zadovoljavajui, nema potrebe za novim pokusnim sidrima. U sluaju
da probno sidro ne pokae dovoljnu nosivost, potrebno je promijeniti tehnologiju
izvedbe, te dokazati da novo pokusno sidro zadovoljava. Ispitivanje se provodi do
vrijednosti 1.5 radne sile na kojoj se odrava 15 minuta, nakon ega se sila sputa na
silu prednaprezanja i fiksira.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
26
Primopredajna sidra
Sva preostala sidra podvrgavaju se primopredajnom ispitivanju. U sluaju podzemne
garae ispitivanje se provodi 1.25 radne sile na kojoj se odrava 10 minuta, nakon
ega se sila sputa na silu prednaprezanja i fiksira.
Sila koja ostaje u sidru nakon primopredajnog testa, predstavlja silu prednaprezanja.
Ukoliko se praenjem pomaka zatitne konstrukcije utvrdi da je dolo do pomaka
konstrukcije izvan okvira predvienih proraunom, potrebno je promijeniti silu
prednaprezanja. Odluku o izmjeni veliine sila unesenih u geotehnika sidra, donosi
odgovorni projektant, uz suglasnost nadzornog inenjera.
3.9.1. OPREMA ZA ISPITIVANJE GEOTEHNIKIH SIDARA
Za ispitivanje geotehnikih sidara i ostvarivanje sile optereenja koriste se
specijalne hidraulike pree i hidraulike pumpe.
Za test izvlaenja koristi se opremom za izazivanje optereenja tonosti 2% od
maksimalne sile i ureajem za mjerenje aksijalnog pomaka glave sidra s hodom od 50
mm i tonosti 0,05 mm. Jedna urica koristi se za mjerenje pomaka glave sidra (slika a)
ili 2 do 3 za mjerenje oko mjerene glave (slika b). Mjesto za ispitivanje sidara mora biti
s malim odstupanjem od okomice 50. Mora biti osiguran aksijalni pravac izvlaenja
sidra, sila ne vea od 5 kN, brzina nanoenja 5 10 kN/min. Oitavanje sile oitava se u
intervalima od 5 kN ili 5 mm pomaka.
Slika 16. Shematski prikaz ureaja za ispitivanje sidara
1. Sidro 2. Ureaj za zahvatanje matice sidra 3. Okvir za prijem reaktivnih sila 4. Hidrauliki cilindar 5. Mjerna urica s nosaima
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
27
Za ispitivanje sidara vee nosivosti potrebna je oprema za izazivanje optereenja i
ureaj za mjerenje vlane sile tonosti 0,2% od maksimalne vlane sile. Za mjerenje
pomaka na glavi sidra i konstrukciji nuna je referentna ravnina. Nakon zavretka
radova na sidrenju geotehnike konstrukcije potrebno je provesti kontrolna ispitivanja
sidara. Kontrolna ispitivanja izvode se na 3 6% od ukupnog broja sidara ovisno od
klase i nosivosti.
Slika 17. Shematski prikaz ispitivanja geotehnikog sidra
Slika 18. Ispitivanje geotehnikog sidra
1. Armirano betonski blok 2. Sidro 3. Podlona elina ploa 4. Dinamometar 5. Hidrauliki cilindar 6. Referentni blok 7. Mjerna urica s nosaem
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
28
3.10. UPOTREBA GEOTEHNIKIH SIDARA
Upotreba geotehnikih sidara dosta je u praksi rairena. Meutim sidra se
upotrebljavaju u sluajevima u kojima primjena drugih rjeenja daje slabije rezultate.
To se prije svega odnosi na sluajeve u kojima bi moglo doi do ruenja konstrukcije, a
istu treba sauvati, u sluajevima estetskih zahtjeva kada su u pitanju znatno poveani
trokovi ili u sluajevima u kojima se radovi ne mogu izvesti bez upotrebe sidara. Neke
konstrukcije se ne mogu zamisliti bez upotrebe sidra, kao kod visokih brana radi
formiranja povoljnih naponskih stanja u kritinim zonama. To se prije svega odnosi na
osiguranje dobre suradnje temeljnog tla i objekta radi spreavanja neeljenih
deformacija kod hidrotehnikih konstrukcija kod kojih treba osigurati opu stabilnost
objekta na utjecaj uzgona ili klizanja, kada treba povezati nadograeni sa postojeim
dijelom nekog objekta, za preuzimanje hidromehanike opreme te za osiguranje
stabilnosti objekata kod optereenja na potres. Za zatitu iskopa kod dubokih
graevinskih jama, za sanaciju nestabilnih padina i klizita, sidrenje svodova u
podzemnoj izgradnji, sidrenje upornjaka kod mostova itd.
Slika 19. Sidreni blokovi Slika 20. Sidreni blok viseeg mosta
na kamenoj padini
Slika 21. Sidrenje za preuzimanje Slika 22. Sidrenje graevinske jame
sila uzgona
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
29
3.11. ZATITA GEOTEHNIKIH SIDARA
Sidra treba da budu projektirana i izvedena tako da obavljaju svoju funkciju za
itavo vrijeme trajanja objekt. Stoga sidra moraju biti izgraena tako da predstavljaju
trajne i sigurne elemente graevine. Da bi se sve to postiglo, moraju se osigurati
slijedei parametri:
vijek trajanja sidra mora biti jednak ili vei od trajanja objekta
uvid u stanje sidra mora biti dostupan u bilo kojem vremenskom periodu
eventualni prijevremeni prestanak funkcioniranja sidra mora se pravovremeno
otkriti tako da ostane dovoljno vremena za evakuaciju ugroenog osoblja i
zamjenu neispravnog sidra.
Dugorona sigurna i trajna sidra izraena iz visokokvalitetnog elika su samo ona koja
su u potpunosti i trajno zatiena od prodiranja vode i kod kojih tu zatitu i nosivost
moemo provjeriti u svakom trenutku.
Visokokvalitetni elici su, u pogledu svojih mehanikih osobina, najzahvalniji materijal
za sidrenje konstrukcije. Razlika izmeu visokokvalitetnih elika koji se upotrebljavaju
za sidra i elika koji se upotrebljavaju za armaturu, ima za posljedicu da antikorozivna
zatita, izvedena pomou cinanja ili katodne zatite, kod geotehnikih sidara vrlo brzo
otkazuje i u eksploataciji konstrukcije ne titi sidra od propadanja. Pojavu i djelovanje
elektrolitskih procesa moe se sprijeiti samo sa trajnom izolacijom koja titi kompletno
sidro od prodiranja vode. Nedostatak elika vidi se u tome to ima tendenciju da se vrati
na najnii oblik energije elinih oksida. Taj nedostatak prouzrokuje i omoguava
poetak procesa korozije. Raspadanje elika nastaje kao posljedica razliitih vrsta
korozije. Obini elici koji se upotrebljavaju za armaturu te visokokvalitetni elici koji
se upotrebljavaju za sidra izloeni su razliitim vrstama korozije.
Povrinska korozija se razvija na nezatienoj povrini elika sa dovoljnim postotkom
vlanosti zraka. Iz svega navedenog slijedi da se za osiguranje sigurnosti sidra i elika
za prednaprezanje, moraju izvesti postupci koji garantiraju trajnu zatitu protiv utjecaja
korozije i spreavaju pojavu najmanjeg oteenja koji moe prouzrokovati stvaranje
korozije. Radi toga zatiti od utjecaja korozije treba posvetiti posebnu panju kod
transporta, ugraivanja i u toku eksploatacije objekta.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
30
Osnovna naela antikorozivne zatite sidara i prednapetih kablova su:
sprijeiti dostup agresivnih medija (vode),
sprijeiti elektrini kontakt sa objektom
osigurati mogunost kontrole.
Dosta su esta oteenja polietilenskih zatitnih cijevi koja su nastajala od nesavjesnog
rukovanja na gradilitu odnosno prevelikih deformacija vezne duine sidra kod probnog
prednaprezanja. Pri radu sa sidrima mora se uzeti u obzir injenica da samo jedno
oteenje plastine zatitne cijevi moe dovesti do toga da sidro postane makroelement
sa odgovarajuim elektrinim tokom. Intenzitet elektrinog toka zavisi od razlike
potencijala koji nastoje izmeu glave sidra koja je elektrino povezana sa objektom i
temeljnim tlom u podruju oteenog mjesta. Zatita korozije mora biti i u slobodnoj i
u sidrinoj dionici sidra, ali i svim ostalim dijelovima sidra kao to su prijelazi izmeu
tih dionica, glava sidra, spojevi i sl. Slobodna dionica titi se cijevi koja je na kraju
zabrtvljena , a omoguava slobodno deformiranje elinog lanka. Prostor unutar cijevi
ispuni se masom koja u zajednici sa oblogom titi slobodnu dionicu. To mogu biti
cementni mort, masnoa, katranske emulzije, razni premazi i sl. Sidrinu dionicu titi
injekcijsko sidrino tijelo koje je od cementnog morta s dodacima. Kako je to tijelo
napregnuto na vlak preporuuju se sidra sa zatitnom kouljicom. Kouljica je valovita i
sila trenja se prenosi iz unutarnje na vanjski dio tijela.
Sidra moraju imati vanjski zatitni omota iz tvrdoga polietilena koji se mora nalaziti na
itavoj duini prednapregnutog oteenja koja mogu nastati pri transportu, ugraivanju i
injektiranju. U cilju sigurnog odvajanja glave za sidrenje od armature objekta ugrauje
se izolacijska ploa izmeu ploe za sidrenje sidra i objekta koji se sidra. Veza izmeu
sidrine dionice sa zatitnim ovojem cijevi mora biti vodonepropusna. Prazan prostor,
koji se nalazi izmeu objekta koji se sidri i zatitne cijevi za sidrenje, mora se
injektirati. Nezabetonirane glave sidara koje slue za kontrolu i mjerenje treba zatititi
sa zatitnim kapama. Ove kape ne smiju biti pocinane nego zatiene na koroziju sa
premazima koji su elektrino neutralni prema eliku.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
31
4. IZRADA GEOTEHNIKIH SIDARA PODZEMNE
GARAE NA KAPUCINSKOM TRGU U VARADINU
4.1. KONCEPCIJA RJEENJA ZATITE GRAEVINSKE JAME
PODZEMNE GARAE NA KAPUCINSKOM TRGU U VARADINU
Slika 23. Graevinska jama podzemne garae na Kapucinskom trgu
Zatitna konstrukcija izvodi se za potrebe izvoenja podzemnih etaa predmetne
graevine i ima funkciju osiguranja suhe graevinske jame, te zatite bokova
graevinske jame od pritiska tla, susjednih graevina i prometa, te pritiska podzemne
vode.
U drugom poglavlju detaljno je navedeno da se zatita graevinske jame podzemne
garae sastoji od:
Armiranobetonska dijafragma je debljine 60 cm i povezana je s naglavnom
gredom visine 80 cm i irine 65 cm. Dubina dijafragme je 14,30 m, odnosno, dno
dijafragme se nalazi na koti 154,60 m.n.m.
Geotehnika sidra ukupne duljine 14,5 m, sa duljinom sidrine dionice 8,0 m i
slobodne dionice 6,5 m.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
32
Mlaznoinjektirani stupnjaci promjera 160 cm izvode se u dnu graevinske
jame duljine 3,0 m, tako da se preklapaju i ine nepropusni ep materijala.
Radovi na izvedbi zatite iskopa sastoje se od slijedeih aktivnosti:
pripremnih radova,
izrade radnog platoa,
izvedbe uvodnog kanala,
iskopa za dijafragmu,
izrade i ugradnju armature
pripreme i ugradnje betona
odbijanja vrha dijafragme
izrade naglavne grede
iskopa za izvedbu sidara i probnog crpljenja
probnog crpljenja,
izvedbu sidara,
izvedbu mlaznog injektiranja,
kontrole kvalitete i uspjenosti mjera,
nadzora i izvjea o izvedenim radovima.
Redoslijed izvedbe radova:
Radovi na izvedbi zatitne konstrukcije i brtvljenja dna graevinske jame izvest e se
slijedeim redoslijedom:
1. formiranje radnog platoa za izvedbu dijafragme na koti 170,00 m.n.m.
2. izvedba elemenata armiranobetonske dijafragme debljine 60 cm,
3. iskop do kote 168,00 m.n.m. i formiranje platoa za izvedbu sidara
4. izvedba mlaznoinjektiranih stupnjaka za brtvljenje dna graevinske jame, te
izvedba probnog crpljenja
5. izvedba geotehnikih i tapnih sidara
6. izvedba iskopa sa sukcesivnim crpljenjem podzemne vode
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
33
4.2. GEOTEHNIKA SIDRA
Izvedbenim projektom predviena je ugradnja geotehnikih sidara BBR CONA
SOL tip 706 (50,6").
Radovi na izvedbi sidara tei e slijedeim redoslijedom:
pripremni radovi (radionika izrada sidara) i transport istih,
buenje,
ugradnja sidara,
injektiranje sidrine i slobodne dionice,
prednaprezanje sidara,
dopinjanje sidara
Projektom je odreeno da e se sidra izvoditi na visini od 3.5 m od kote terena 0.00..
Geotehnika sidra su ukupne duljine 14,5 m, sa duljinom sidrine dionice 8,0 m i
slobodne dionice 6,5 m. Na sjevernoj strani izvode se geotehnika sidra velike nosivosti
jednakih karakteristika, kao i na preostale tri strane graevinske jame. To su sidra ST
1650/1860, 4 sajle, promjera 0.6 mm jednaka za pokusno i sva ostala radna sidra.
Koristi se 6 vijaka tipa FAZ 20/30 A4 (slika).
Slika 24. Vijak tipa FAZ 20/30 A4
Projektna nosivost vijka FISCHER FAZ 20/30 A4 na djelovanje posmine sile
VRd = 61.6 kN
Projektna vrijednost posmine sile po jednom vijku
Vd = 1.25285/6 = 59.4 kN < VRd = 61.6 kN
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
34
4.2.1. SVOJSTVA MATERIJALA KORITENIH KOD
GEOTEHNIKIH SIDARA
Navedena sidra sastoje se od pojedinanih strukova, koji se postupkom
hidraulikog zaklinjavanja usidruju u elinu glavu. Osnovna svojstva materijala
strukova trebaju zadovoljavati standard ASTM A416, BS 5896, (Euronorm 138). Za
materijal ugraen u sidra izvoa sidara mora imati propisane certifikate kojima se
dokazuje kvaliteta elika.
Nominalni promjer struka je:
1. promjer ueta d = 0,60"
2. vlana vrstoa fy= 1860 N/mm2
3. granica poputanja fy= 1500 N/mm2
4. povrina A = 150 mm2
5. granina vlana sila Fu = 279,00 kN
6. modul elastinosti E = 185 210 kN/mm2.
Cement - Za pripremu injekcione smjese treba koristiti cement klase 45. Cijelu
potrebnu koliinu cementa treba pribaviti od istog proizvoaa.
Aditivi - U injekcijskoj smjesi se preporua dodati sredstvo za poveanje volumena
smjese tokom vezivanja. Poveanje volumena treba biti 5-10%. Aditivi trebaju imati
atest proizvoaa, a provjerava ih se i u kontrolnoj smjesi. Ako proizvoa daje
recepturu za koritenje aditiva, treba je se pridravati.
Radionika izrada sidara - Standardni postupak izrade geotehnikih sidara po sistemu
BBR CONA SOL sastoji se od slijedeih radni operacija:
rezanje strukova na potrebnu duljinu,
izrada kabela montaa elemenata sidara na tono odreen broj strukova u
snopu
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
35
premazivanje strukova u slobodnoj dionici mau i navlaenje cijevi PEHD na
svaki struk izrada kabela.
4.2.2. RADOVI POTREBNI PRIJE SAME UGRADNJE SIDARA
Geodetski radovi nakon to je izvedena dijafragma i potreban iskop, potrebno je
poloajno i visinski odrediti mjesto ugradnje sidara u skladu s odgovarajuim
poloajima kuita sidara.
Priprema gradilita - pripremiti lokaciju za izvedbu sidara veui se na prethodno
izvrene radove. Pogodnom organizacijom rada treba omoguiti nesmetan pristup
predviene mehanizacije kao i dopremu odgovarajueg materijala i opreme.
Plan rada - Izvoa treba izraditi plan rada, kako bi se radovi na izvedbi geotehnikih
sidara izvodili potrebnom dinamikom u skladu s projektom i tehnikim uvjetima
izvoenja.
Priprema injekcijske smjese - Injekcijska smjesa se spravlja od cementa, vode i
dodataka. Konzistencija gotove smjese treba odgovarati tehnologiji injektiranja. Kod
odreivanja potrebne koliine vode i konzistencije svjee smjese treba voditi rauna o
nainu ugraivanja.
Smjesa za injektiranje treba imati slijedea svojstva:
- dobra sposobnost teenja,
- dobru obradivost,
- malo otputanje vode,
- sposobnost bubrenja od 5% do 10%,
- vrstou uzorka na pritisak koja odgovara C 25/30,
- razliku vrstoe uzorka na mijealici i izlazu injektora do 10%.
Obradivost, sposobnost teenja, zadravanje vode i bubrenje injekcijske smjese postie
se izradom sastava i upotrebom dodataka.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
36
Svojstva injekcijske smjese
Injektiranje se izvodilo smjesom iji je orijentacioni sastav sljedei:
cement aktivnosti PC45
dodatak za bubrenje (IKATON - 0,3% od mase cementa uz vodocementni faktor
0,42 ili FLOWCABALE, 3-5% od mase cementa).
dodatak za ugradljivost
dodatak za ubrzano vezivanje (MELEMENT ili slino)
odnos cement:voda = 1 : 0,40,6
Unutar armaturnih koeva prilikom izgradnje dijafragme ostavljeni su utori kroz koje e
se ugraivati sidra, prikazano na slici 25.
Slika 25. Ostavljena tzv. kuita u armaturnim koevima za geotehnika sidra
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
37
4.2.3. BUENJE
Vlani element sidra ulae se u prethodno izvedene buotine. Dubina buotina
treba biti takva da po ulaganju sidra ostane od kraja sidra do dna buotine min. 0,50 m.
S prethodno pripremljenog platoa izvode se kose buotine zavrnog promjera 160 mm.
Prije i tijekom buenja treba punu panju obratiti pripremama u cilju da se odri zadani
smjer, nagib i promjer buotine. Buenju se moe pristupiti tek kad je izvrena provjera
da je buai stroj pravilno centriran i usmjeren kroz uvodnu cijev.
Buenje se izvodi rotacionom ili rotaciono udarnom builicom sa zranim iznoenjem
nabuenog materijala u ljunku. Za provoenje uspjenog injektiranja potrebno je
dobro proistiti buotinu, odabrati adekvatnu smjesu za injektiranje, te odrediti
kvantitativni reim injektiranja.
Slika 26. Izrada buotina za ugradnju sidara
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
38
Za injektiranje je koritena oprema sa slijedeim karakteristikama:
buaa garnitura treba biti tako opremljena da omogui buenje do max. duljine
od 25 m uz mogunost istodobnog zacjevljivanja s napredovanjem buenja,
injektor s mogunou neprekidnog rada kapaciteta od min. 10 l/min pritiska 20
bara,
samoregulirajui manometar koji treba automatski biljeiti itav proces
injektiranja bez prekida (mora imati podjelu od 100 kN/m2 s mogunou itanja
na skali do max. 20 bara).
Injektiranju se pristupa nakon to je ugraeno sidro.
4.2.4. UGRADNJA I INJEKTIRANJE SIDARA
Odmah po zavrenom buenju obavljaju se svi potrebni radovi kako bi se u
kontinuitetu pristupilo ugradnji vlanog elementa i injektiranju. Po zavrenoj izradi
buotine ulae se nosivi vlani element od visokovrijednog elika koji treba biti
postavljen centrino, te je potrebno taj poloaj zadrati do kraja injektiranja. Nakon
ugradnje vlanog elementa sidra pristupa se izradi brtve tako da se brzovezujuim
mortom napravi ep debljine 10 20 cm, kroz koji prolaze cjevica za injektiranje i
kratka cjevica za odzraivanje.
Izvodi se u vie radnih postupaka:
1. ispunjavanje cijevi injekcijskom smjesom, s ua buotine,
2. izvlaenje zatitne cijevi od poetka sidrine dionice,
3. primarno injektiranje kroz zatitnu cijev od postizanja pritiska od cca 5 bara,
4. voenje zatitne cijevi,
5. postavljenje brtvenog sklopa na uvodno kuite,
6. sekundarno injektiranje sidrine dionice kroz cijev za injektiranje,
7. ispiranje injekcijske smjese unutar uvodnog kuita.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
39
Injektiranje sidra provodi se nakon to je ono poloeno u buotinu i paralelno, pomou
posebne mijealice injektora, koji omoguuje izradu tiksotropne cementne
suspenzije injekcijske smjese, te kontrolu pritiska injektiranja. Pritisak injektiranja
treba mjeriti kontinuirano, manometrima s podjelom na 0,1 bara, postavljenim na
injekcijsku pumpu i injekcijski vod kod ua buotine.
Nakon to se izvri zapunjavanje sidrine dionice propisanom injekcijskom smjesom,
pojava injekcione smjese na uu buotine, pritisak injektiranja treba postepeno podizati
do zavrnog pritiska injektiranja koji iznosi 5 bara za prvi red sidara, odnosno 6 bara za
ostala sidra. Navedeni zavrni pritisak potrebno je odravati min. 10 minuta. Utroak
ugraene smjese treba biti kontrolira, vei od 10% i manji od 100% poveanog idealnog
volumena sidrine buotine.
Slika 27. Izrada brtve pomou epa od brzovezujueg morta debljine 10 20 cm
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
40
4.2.5. PREDNAPREZANJE SIDARA
Prednaprezanju sidara moe se pristupiti najmanje 7 dana nakon provedenog
injektiranja sidrine dionice, odnosno nakon to je smjesa za injektiranje sidrine
dionice dosegla vrstou od min. 30 MN/m2. Toan trenutak prednaprezanja odredi se
na osnovu rezultata prethodnih ispitivanja injekcijskih smjesa. Spomenuto
prednaprezanje predstavlja i primopredajno ispitivanje sidra, ime se kontrolira i
uspjenost izvedenih sidara. Prednaprezanje se izvodi u dvije faze. U prvoj fazi sidro se
zatee do predviene vrijednosti kojom se dokazuje da sidro moe preuzeti projektiranu
radnu silu. Nakon toga, sila u sidru se otputa, te konano zatee na silu prednaprezanja.
Upotrebljena su sidara 0,6" sa A=150 mm2.
a) probna sidra
odabrano 5 sidara 0,6"
Slika 28. Prednaprezanje probnog sidra PS1
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
41
Koriste se geotehnika sidra 0.6" s A = 150 mm2.
4.2.5.1. PROBNA SIDRA
odabrano 40.6"
Slomna sila odabranih geotehnikih sidara: NS = 4 279 = 1116 kN
Dozvoljena maksimalna sila u sidru s obzirom na povrinu kabela:
Na = 0,75 1116 = 837 kN
Granica razvlaenja definirana je naprezanjem od fy = 1500 N/mm2, pa se dobivaju
slijedee sile razvlaenja:
Ny = 600 1,5 = 900 kN
Intezitet sile koja ne smije biti prekoraena tijekom ispitivanja:
maksNp = 0,95 900 = 855 kN > 580 * 1,5 = 870 kN
Slika 29. Odabrano probno sidro PS-1
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
42
Tablica 1. Program ispitivana pokusnog sidra (Np sila prednaprezanja 450 kN)
Program ispitivanja pokusnog sidra
FAZA
Sila naprezanja
Vrijeme
postizanja sile u
sidru
Odravanje sile uz
oitanje pomaka
(kN) (min) (min)
1 150 2 5
2 20 2 5
3 150 3 10
5 300 3 10
6 450 3 10
7 575 3 10
8 675 3 15
9 350 3 5
10 20 3 5
11 Np 3 10
UKUPNO TRAJANJE 113 min
4.2.5.2. RADNA SIDRA
odabrano 4 sidara 0,6"
Slomna sila odabranih geotehnikih sidara:
NS = 4 279 = 1116 kN
Dozvoljena maksimalna sila u sidru s obzirom na povrinu kabela:
Na = 0,75 1116 = 837 kN
Granica razvlaenja definirana je naprezanjem od fy = 1500 N/mm2, pa se dobivaju
slijedee sile razvlaenja:
Ny = 600 1,5 = 900 kN
Intezitet sile koja ne smije biti prekoraena tijekom ispitivanja:
maksNp = 0,95 900,0 = 855 kN
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
43
Tablica 2. Program ispitivanja radnih sidara(Np sila prednaprezanja 450 kN)
Program primopredajnog ispitivanja radnih sidara
FAZA
Sila naprezanja Vrijeme
postizanja sile u
sidru
Odravanje sile
(uz oitanje
pomaka)
(kN) (min) (min)
1 150 do1 3
2 20 do 1 3
3 150 do 1 3
4 300 do 1 3
5 450 do 1 3
6 575 do 1 10
7 20 do 1 3
8 Np do 1 5
UKUPNO TRAJANJA 41 min
4.2.5.3. KORITENA OPREMA ZA PREDNAPREZANJE SIDARA
Za ostvarenje sile optereenja koristile su se specijalne hidraulike pree
kapaciteta min. 1000 kN i hidraulike pumpe (Proceq SP 20). U sklopu pree i pumpe
trebaju biti ispravni i badareni mjerni instrumenti (manometar, dinamometar i
milimetarsko mjerilo na klipu). Pored navedenog, u sustavu mjernih sklopova trebaju
nalaze se i dvije mikroure uvrene na nepominoj podlozi, pomou kojih e se
oitavati pomaci dijafragme u smjeru sidra, na mjestu sidrine ploe. Oslonci nosaa
mikroure moraju biti min 2,0 m udaljeni od sidra.
Oprema za primopredajno ispitivanje i prednapinjanje sastoji se od:
1. specijalnih hidraulikih prea kapaciteta min. 1000 kN
2. hidraulike pumpe, Proceq SP -20,
3. mjerni instrumenti (manometri i dinamometri),
4. mikroura uvrena na nepominoj podlozi pomou koje se oitavaju pomaci
snopa elinog struka u smjeru sidra.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
44
Slika 30. Mjerenje pomou dinamometra
Slika 31. Instrumenti za ispitivanje geotehnikih sidara
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
45
Slika 32. Ispitivanje geotehnikih sidara
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
46
Slika 33. Ispitivanje geotehnikih sidara
Slika 34. Zaklinjavanje geotehnikih sidara
Slika 35. Red izvedenih i prednapregnutih geotehnikih sidara
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
47
Slika 36. Izvedena i prednapregnuta geotehnika sidra
4.2.5.4. EVIDENCIJA POMAKA TIJEKOM ISPITIVANJA SIDARA
Na poetku ispitivanja potrebno je registrirati slijedee podatke:
1. oznaka i poloaj sidra (s odgovarajuom skicom),
2. vrijeme poetka prednaprezanja,
3. slobodni hod pree.
Nakon toga potrebno je kontinuirano pratiti:
1. vrijeme
2. optereenje (dinamometar, manometar)
3. pomak klipa pree
4. pomak snopa elinog struka
Pomaci se oitavaju u slijedeim vremenskim razmacima od nanoenja sile: 0, 1, 2, 3, 5
i 10 minuta, dakle do kraja maksimalnog trajanja odranja sile.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
48
5. ZAKLJUAK
Ovim radom nastojalo se dokazati da su geotehnika sidra vaan element pri
rjeavanju problema u geotehnikom inenjerstvu. Ona su vrlo esto neophodan uvjet
za ouvanje stabilnosti graevinske jame. Osiguravaju neeljene vertikalne i
horizontalne deformacije te spreavaju da ne doe do geotehnikog sloma. Danas je
iroka upotreba geotehnikih sidara, ne samo u graevinskim jama ve i za stabilizaciju
pokosa, stabilizaciju pojedinih dijelova stijena, slojeva koji su potencijalno nestabilni,
lica kosina koja su sklona troenju, ali i usjeka dubokih graevinskih jama uz postojee
graevine odnosno njihove temelje. U radu je dana klasifikacija sidara, opisani su sami
dijelovi sidara od kojih su najvaniji sidrina i slobodna dionica. Opisana je upotreba
sidara, njihova primjena ali i njihova zatita, prvenstveno zatita od korozije.
Na konkretnom primjeru podzemne garae na Kapucinskom trgu u Varadinu
prikazana je primjena svega prethodno opisanog u razradnom dijelu diplomskog rada.
Zatitna konstrukcija graevinske jame ima funkciju osiguranja rada u suhom (bez
vode). titi bokove graevinske jame od horizontalnih pritisaka nastalih djelovanjem
vlastite teine tla te optereenja susjednih objekata, prometa i djelovanja podzemne
vode.
Projektom predviena zatitna konstrukcija graevinske jame budue podzemne
garae na Kapucinskom trgu u Varadinu sastoji se od armiranobetonske dijafragme po
obodu jame, od mlaznoinjektiranih stupnjaka u dnu jame radi brtvljenja njenog dna, te
geotehnikih sidara. U ovom radu glavni naglasak pri zatiti graevinske jame dan je
geotehnikim sidrima. Tijekom izrade ovog rada dolo je do dotinih promjena u
odnosu na poetni glavni projekt. Brtvljenje dna nije bilo potrebno zbog odreenih
okolnosti, to je posebna i opirnija tema i u ovom radu se ne spominje. Projektom je
predviena ugradnja geotehnikih privremenih i probnih sidara. Potrebno je naglasiti da
veliku vanost imaju i ispitivanja probnih sidara prije same ugradnje geotehnikih
sidara kako bi se na vrijeme uoile mogue anomalije. Probna sidra su tijekom
ispitivanja izdrala sile propisane protokolom napinjanja. Uspjenim napinjanjem
probnih sidra dokazano je da projektom predviena tehnologija izvedbe sidara
zadovoljava. Ostala geotehnika sidra bila su podvrgnuta primopredajnom ispitivanju.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
49
Danas je sve vea potreba i zanimanje za izgradnju to zanimljivijih i
neobinijih objekata koji postaju sve vei izazov za svakog projektanta. U dananjim
prenapuenim gradovima vie nema mnogo mjesta za izgradnju standardnih nadzemnih
objekata, ve se izgradnja objekata premjeta u podzemlje. Samim time i tehnologija s
vremenom postaje sve modernija i preciznija ali najvanija uloga svakog projektanta
ostaje ista; a to je osigurati sigurnost same graevine, okolnih objekata i ljudi.
Geotehnika sidra su neophodna da bi se to postiglo, stoga e njihova uloga i primjena i
u budunosti biti velika na onim mjestima gdje je njihova izvedba mogua.
-
PRIMJER ANALIZE I IZRADE GEOTEHNIKIH SIDARA KOD ZATITE GRAEVINSKE JAME
Kristina Srnec
50
LITERATURA:
1) Conex d.o.o; Glavni projekt zatite graevinske jame javne podzemne
garae na Kapucinskom trgu u Varadinu, Zagreb, rujan 2010.
2) Geokod d.o.o; Izvedbeni projekt javne podzemne garae na Kapucinskom
trgu u Varadinu, Zagreb, lipanj 2011.
3) Drutvo graevinskih inenjera i tehniara Zagreb, Drutvo za mehaniku
stijena i podzemne radove Hrvatske, Drutvo za tunele i podzemne
konstrukcije Hrvatske, Geotehnika sidra i sidrene konstrukcije, Sveuilina
naklada Liber, Zagreb, svibanj 1987.
4) Nonveiller E; Mehanika tla i temeljenje graevina, kolska knjiga,
Zagreb, 1979.
5) Arbanas. , Kovaevi M.S., Szavits - Nossan V; Kontrola kvalitete tapnih
sidara, Graevinar 57, 2005.
6) Arbanas, ; Utjecaj tapnih sidara na ponaanje stijenske mase pri izvedbi
visokih zasjeka, magistarski rad, Graevinski fakultet Sveuilita u Zagrebu,
2002.
7) Roje Bonacci.T; Potporne graevine i graevne jame, Graevinsko
arhitektonski fakultet Sveuilita u Splitu, Split, 2005.
8) Zelenika M; Tehnologija izrade buotina, Sveuilite u Zagrebu Geotehniki
fakultet,Varadin, prosinac 1995.
9) Soldo.B; Skripta iz Temeljenja 2; Sveuilite u Zagrebu Geotehniki
fakultet, Varadin, 2010.