IV

210 Fundiranje IGraenje plitkih temelja i osiguranje temeljnih jama

IV GRAENJE PLITKIH TEMELJA I OSIGURANJE TEMELJNIH JAMA

Plitki temelji se grade u unapred pripremljenim temeljnim jamama. Da bi se dobio slobodan prostor za izradu temelja i samog objekta, moraju biti odstranjeni zemljite i voda, a bokovi jame na propisan nain osigurani. U zavisnosti od vrste objekta, terenskih uslova i nivoa vode, temeljna jama moe biti:

bez prisustva podzemne vode,

podzemna voda se javlja u toku iskopa i

nad terenom ima slobodne-povrinske vode.

Kada se temeljne jame grade bez prisustva vode, posao je relativno jednostavan. Gradnja objekta u vodotoku ili uz prisustvo vode u jami, oteava i poskupljuje radove, jer se moraju raditi posebni objekti za osiguranje bokova i dna temeljne jame.

1. VRSTE RADOVA PRI IZRADI TEMELJA

Imajui u vidu sve uslove u kojima e se radovi na izradi temelja obavljati, moe se usvojiti njihovo odvijanje po sledeem redosledu:

geodetski radovi i obeleavanje temelja,

zemljani radovi iskop temeljne jame,

osiguranje temeljne jame,

odstranjivanje vode iz temeljne jame,

izrada samih temelja i obavljanje drugih projektom predvienih radova (izrada izolacija, ),

uklanjanje pomonih konstrukcija koje su sluile u toku graenja (talpe, zagati, nasipi, skele, ) i zatrpavanje temelja.Izbor naina izvrenja radova i njihov obim, pre svega zavise od:

svojstava tla i mesta graenja samog objekta tehnikih sredstava kojima se u datim uslovima raspolae.

Geodetski radovi i obeleavanje temelja

Geodetski radovi se mogu podeliti na:

prethodne geodetske radove,

geodetske radove na obeleavanju temelja i

kontrolne geodetske radove.

Prethodni geodetski radovi obuhvataju radove pre projektovanja i za vreme projektovanja objekta. Ako se radi o objektu u naselju (stambene zgrade i sl.), obino se rade dve situacije i to u razmeri 1:500 i 1: 1000 ili nekoj drugoj razmeri. U situacionom planu sitnije razmere moraju se uneti:

postojee i eventualno novoprojektovane saobraajnice,

objekti koji se nalaze u neposrednoj blizini prostora na kome e biti sagraen novi objekat sa tano odreenim dubinama fundiranja

sve podzemne komunikacije i instalacije (vodovod, kanalizacija, elektro instalacije, telefonske instalacije, topolovodi, gasovodi i dr.), sa tano naznaenim dubinama, prenicima i poprenim presecima vodova.

U situacionom planu krupnije razmere ( 1:200 ili 1:500) moraju biti naznaene granice i gabariti predvienog objekta, a takoe i mesta prikljuaka za podzemne instalacije.

Mostovi, brane i drugi objekti koji se grade van naseljenih mesta, zahtevaju obimnije i neto drugaije geodetske radove.

Obeleavanju temelja pristupamo tek kada nam geodete obelee objekat. Potrebno je obeleiti osovine temelja i dimenzije u osnovi, a takoe i ivice temeljne jame. Dimenzije temeljne jame su zavisne od dimenzija temelja i potrebnog prostora za izvoenje radova na obezbeenju bonih strana temeljne jame, postavljanju oplate i graenju temelja. Obeleavanje temelja je jednostavnije ako se temelji izvode u tlu koje nije pod vodom. Potrebno je napraviti pomonu skelu koja se postavlja na 1,0 do 1,5 m od ivice temeljne jame. Skelu ine abloni napravljeni od kratkih stubia prenika od 12 do 16 cm, i dasaka ije gornje ivice treba da budu horizontalne. Daske su obino dimenzija 2,5/12 (10) cm. Na gornjoj ivici horizontalnih dasaka obeleavaju se ivice temeljne jame, osovine i ivice temelja pomou eksera ili zareza. Preko fiksiranih taaka zatee se kanap ime je obeleena odreena ivica. U preseku ivica su temena koja se na dno jame prenose pomou viska.

T-T ivice temeljne jame

Os-Os osovine temelja

a-a; b-b ivice temelja

Kada je teren pod vodom, obeleavanje temelja i temeljnih jama je dosta sloenije. Prvo se priblino obelee ose stubova ipovima ili plovcima, a zatim se pristupa izradi priboja, vetakih ostrva itd. Konano obeleavanje temelja se obavlja posle iskopa temeljne jame na njenom dnu.

Kontrolni geodetski radovi se obavljaju u toku gradnje objekata i predstavljaju kontrolu realizacije objekta po projektu. Kontroliu se poloaj objekta, dubine u terenu i u vodi i mere se sleganja. 2. IZRADA TEMELJNIH JAMA

Iskop zemljanog materijala moe biti obavljen mainskim putem ili u manjoj meri runo.

Iskop temeljne jame runim putem se primenjuje ako je koliina iskopa mala, kada nije ekonomino dopremanje mehanizacije ili se mehanizacija ne moe efikasno koristiti. U svakom sluaju, treba sprovesti briljivo raunicu uzimajui u obzir i faktor vremena. Iskop temeljne jame je posao koji se lako mehanizuje. Koja e mehanizacija za zemljane radove biti upotrebljena, zavisi od dimenzija temeljne jame i prisustva vode (iskop u prirodno vlanom tlu, iskop u tlu stalno pod vodom i iskop u tlu delimino pod vodom).

Za iskop temeljnih jama najee se koriste: buldozeri, utovarivai i razne vrste bagera. Iskop temeljnih jama sa prisustvom velike koliine vode je efikasniji uz upotrebu specijalnih crpki. Ovim crpkama se usisava i izbacuje meavina vode i zemljanog materijala. Temeljne jame treba iskopati do dubine koja je za veliinu (t manja od predviene. Razliku u visini (t treba iskopati neposredno pred betoniranje. Na ovaj nain se izbegava smanjenje nosivosti tla i poveanje sleganja.

Sloj visine (t treba da bude oko 20 cm ako se kopa runo ili 20 do 50 cm ako se kopa mainskim putem. Ukoliko bi se radovi izvodili pri niskim temperaturama, (t treba da bude dovoljno da zatiti tlo ispod dna jame od zamrzavanja.

Postoje odreene specifinosti u nainu iskopa i osiguranju temeljnih jama:a) podela u pogledu oblika i veliine temeljne jame

prostrane temeljne jame

trakaste temeljne jame

b) podela prema nainu zatite bonih strana jame

jame bez osiguranja bokova

jame sa osiguranim bokovima

3. TEMELJNE JAME BEZ OSIGURANJA BOKOVA

Temeljne jame bez osiguranja bokova su najjednostavnije za rad. Izvode se u prirodno vlanom tlu i sa bonim stranama pod odgovarajuim nagibom. Graenje temeljnih jama sa zakoenim bonim stranama je mogue ako ima dovoljno slobodnog prostora.

Kada je temeljna jama sa zakoenim bokovima, koliina iskopa se uveava. Uveana koliina iskopa moe biti znatna u odnosu na neophodnu koliinu kada je temeljna jama relativno malih dimenzija u osnovi i velike dubine.

1 gabarit temelja;

2 vertikalni bok jame (obavezni iskop);

3 zakoeni bok jame

U odnosu na dimenzije stope temeljna jama ima proirenja potrebna za postavljanje oplate i betoniranje temelja. Prema slici neophodna koliina iskopa je:

po dunom metru jame, dok bi uveana koliina iskopa bila:

Procenat uveanja koliine iskopa bi iznosio u tom sluaju:

Temeljna jama treba da bude zatiena od povrinske vode, pa je neophodno izvesti obodni kanal koji e sakupljati i odvoditi vodu dalje. Neposredno uz ivicu temeljne jame esto se nalazi graevinski materijal, iskopana zemlja, maine i sl. Da ne bi bila ugroena stabilnost bone strane jame, neophodno je da se sav taj teret nalazi udaljen za najmanje 1,0 m od ivice jame.

Nagibi bonih strana temeljne jame usvajaju se tako da bude obezbeena njihova stabilnost za datu vrstu tla i usvojenu dubinu jame. Uobiajeni nagibi bokova jame u osnovnim vrstama tla dati su u narednoj tabeli.

Vrsta tla

Odnos dubine t prema proirenju boka b pri dubini

do 1,5 mpreko 1,5 m

Nasipi prirodno vlani1:0,251:1 1:1,20

Peana i ljunkovita tla prirodno vlana ali ne vodom zasiena1:0,251:1

Glinovita prirodno vlana tla1:01:0,7

Glina1:01:0,25 1:0,50

Les suv1:01:0,5

U temeljnim jamama bez osiguranja bokova treba brzo izvesti zemljane radove i betoniranje temelja. Ukoliko temeljna jama mora dugo da bude otvorena, bokovi se moraju zatiti od uticaja atmosferilija (sunce, kia, sneg, mraz). U koherentnom tlu za zatitu se koriste najlonske folije i drugi vododrivi prekrivai, dok se u nekoherentnom tlu preporuuje izrada zatitnih kouljica (prskanje cementnim mlekom, bitumenom itd.).

4. TEMELJNE JAME SA OSIGURANJEM BOKOVA

Temeljne jame bez osiguranja bokova su najjednostavnije. Meutim, zbog uveanja zemljanih radova u nekim sluajevima mogu biti dosta skupe. S druge strane, esto u skuenim gradilinim uslovima nema ni prostora da se takve jame izvedu. Osiguranje bokova jame ima za cilj da obezbedi njihovu stabilnost i sprei oburvavanje zemljita. Usled oburvavanja zemljita:

uveava se koliina zemlje koju ponovo treba izbaciti iz jame (treba pronai slobodan prostor za deponovanje, a po izradi temelja treba je ponovo vratiti i dobro nabiti)

postoji opasnost od ruenja trotoara, dela kolovoza ili ugroavanja stabilnosti susednog objekta ugroena je bezbednost ljudi koji rade u temeljnoj jamiPostoji niz razraenih metoda iskopa i osiguranja temeljnih jama, zavisno od vrste tla, dimenzija jame i raspoloivih sredstva za rad.

4.1. Osiguranje plitkih i uskih temeljnih jama

Plitkim temeljnim jamama smatraju se jame do dubine od nekoliko metara. Po Terzaghi-u i Peck-u ta dubina iznosi do 6 m, dok drugi autori daju 2 do 4 m. Uske temeljne jame su namenjene izradi trakastih temelja, polaganju vodovodnih i kanalizacionih cevi, postavljanju toplovoda i sl.

U veini sluajeva postoji standardna oprema za zatitu uskih iskopa. Svi elementi ove opreme su dimenzionisani tako da se mogu koristiti za razliite vrste tla. Ali, ako se ne raspolae ovom opremom ili se radi o dubljim jamama, zatita se mora paljivo projektovati.

Nain osiguranja uskih iskopa uglavnom zavisi od vrste tla, pa e u daljem izlaganju biti odvojeno razmatrana dva sluaja:

a) osiguranje uskih iskopa u vezanom (koherentnom) materijalu i

b) osiguranje uskih iskopa u nevezanom (nekoherentnom) materijalu.

a) osiguranje uskih iskopa u vezanom (koherentnom) materijalu

Uske temeljne jame u vezanom materijalu mogu se raditi bez posebnog osiguranja pod uslovom da je iskop plii i da nema podzemne vode. Dubina do koje se iskop moe drati bez osiguranja odreuje se na osnovu sledeeg teorijskog razmatranja.

Na bokovima iskopa javljaju se horizontalni pritisci koji potiu od kohezije (c) i od verrtikalnog pritiska tla (((h) na odgovarajuoj dubini. Poznato je da je:

(kN/m2)

(kN/m2)

- koeficijent aktivnog zemljanog pritiskaPodupiranje nije potrebno sve do dubine do koje kohezija preuzima pritiske od teine zemlje. Dakle:

EMBED Equation.3 - koeficijent pasivnog zemljanog pritiska

Uzimajui prosene vrednosti za koheziju (c) i gao unutranjeg trenja () moe se dobiti priblino:

- za vrlo meku glinu

tc < 1,5 m

- za meku glinu

tc = 1,5 3,0 m

- za srednje tvrdu glinutc = 3,0 5,0 m

U principu, u ovakvim materijalima, za dubine vee od 1,5 m, mora se vriti osiguranje-podgraivanje temeljne jame. U bokovima temeljnih jama bez osiguranja posle izvesnog vremena se pojavljuju pukotine. One su rezultat napona zatezanja u tlu koje se sui i vrlo lako oburvava. Pukotine se, zavisno od vrste tla, mogu pojaviti posle nekoliko sati ili posle par dana po zavrenom iskopu. Zato se moraju osigurati uski iskopi i u koherentnom materijalu, ako se pokae da due treba da ostanu otvoreni zbog obavljanja odreenih radova (montaa cevovoda, betoniranje itd.).

U prirodno vlanom, koherentnom tlu, primenjuju se horizontalne talpe koje su poduprte vertikalnim gredama (stubovima). Razupiranje se vri horizontalnim razupiraima (raspinjaama). Najpogodnije su gotove table od dasaka debljine 50 i 75 mm i vertikalnih gredica dimenzija 8/10cm ili 12cm.

Talpe su obino sa meusobnim razmakom od 5-10 cm a irine su od 15 do 25 cm.

1 - daske (talpe)-obloga

d=50 i 75 mm

b= 15-20 cm

2 - gredice 8/10 cm

3 - raspinjae 10/15 cm ili (12cm

4 - klinovi

Gotove table se postavljaju uz jedan i drugi bok jame i razupiru raspinjaama. Za njihovo bolje naleganje na bokove jame, izmeu gredica i raspinjaa, se postavljaju klinovi. U podunom pravcu raspinjae treba postaviti na razmaku najvie do 2,5 m.

Za osiguranje temeljnih jama male irine, ako pri tome i njihova dubina nije velika, u koherentnom otpornom materijalu, mogu se koristiti vertikalno postavljene talpe sa izvesnim meusobnim razmakom. Preko talpi idu horizontalne gredice i razupirai.

1 - vertikalne talpe

2 - horizontalne gredice

3 - razupirai

b) osiguranje uskih temeljnih jama u nevezanom materijalu

U nevezanom materijalu (peana tla) oplata se mora zabiti pre iskopa, jer je materijal takav da se ne moe drati ni pri malim dubinama. Talpe su vertikalne i zabijaju se jedna uz drugu. Pod njihovom zatitom se poinje sa iskopom uz istovremeno postavljanje horizontalnih gredica i razupiraa. Talpe moraju biti zabijene dublje u odnosu na dno rova, da ne bi dolo do iscurivanja peskovitog materijala i pomeranja i ruenja podgrade. U podunom pravcu se raspinjae postavljaju na razmaku 1,5 do 2,0 m.

1- vertikalno zabijene talpe

2 - horizontalne gredice

3 - raspinjae

4 - klinovi

4.2 . Osiguranje prostranih temeljnih jama

Kada se osigurava bok prostrane temeljne jame, horizontalno razupiranje se ne moe primeniti. U tom sluaju se koriste kosi stubovi (kosnici) za podupiranje, ili se vri ankerovanje van temeljne jame. Oba ova naina stvaraju povoljne uslove za rad, ali imaju i nedostataka. Podupiranje kosnicima smanjuje radni prostor, a moe doi do pomeranja kosnika pri sluajnom udaru. Ankerovanje pak, zahteva ipove van temeljne jame, to nije uvek mogue ostvariti. Zavisno od vrste tla iskop prostrane temeljne jame moe biti:

A. sa naknadnim podupiranjem

B. sa istovremenim podupiranjemA.Iskop temeljne jame sa naknadnim podupiranjem

U koherentnom materijalu moe se izvriti iskop po celoj dubini temeljne jame pa se potom jama podgrauje. Zatitini zid mora biti pripremljen kako bi njegovo postavljanje bilo lako i brzo. Najee se koristi zatitni zid sa horizontalnim talpama i vertikalnim stubovima.

Kosnici i raspinjae se moraju klinovima dobro podbiti da bi se zatitni zid dobro priljubio uz bok jame. Naroito donji kraj zida mora biti priljubljen uz ivicu iskopa i dobro poduprt. Neravnine u iskopu se iza zida ispunjavaju peskom. Ovako izveden zatitni zid e onemoguiti da se usled potresa od maina i vozila odvale krupniji komadi zemljita i udare u donji kraj obloge, to bi moglo dovesti do njenog ruenja.

1 horizonatalne talpe

2 stubovi 14/14 18/18

3 kosnici 16/16

4 leea greda 24/24

5 stubii 12/121 horizontalne talpe

2 stubovi 14/14

3 kljeta za ankerovanje

4 stubii 12/12

B. Iskop temeljne jame sa istovremenim podupiranjem

Kada se vertikalno zaseeni bok temeljne jame ne moe drati ni kratko vreme po iskopu, mora se tada istovremeno sa kopanjem postavljati i osiguranje (zatita). Da bi se moglo podupirati, bok jame se mora drati vertikalno bar u visini dve talpe. Postoji vie metoda iskopa sa istovremenim podupiranjem od kojih treba izdvojiti karakteristine:

a) iskop prvo sredinjeg dela jame

b) iskop prvo obodnog dela jama

c) iskop pod zatitom zabijene drvene oplatea) Iskop prvo sredinjeg dela jame

U prvoj fazi se iskopa srednji deo jame (1), a po obimu se ostave zakoenja kako bi se zemljani materijal drao. Zatim se u drugoj fazi pristupa iskopu deo po deo visine boka jame (2) i osiguranju elementima odgovarajuih dimenzija sa odgovarajuim brojem kosnika.

Bok jame se kopa odozgo nanie, tako da svaki deo ima svoj poseban kosnik. Na kraju se vie podmetaa ili kraih stubia zameni jednim stubom podruprtim sa dva kosnika.

b) Iskop prvo obodnog dela jame

Prostrana temeljna jama se moe kopati i obrnutim redosledom. Prvo se moe kopati trakasta jama (1) po obimu, do krajnje dubine sa istovremenim podupiranjem, pa se zatim kopa sredina jame (2). Trakasta jama se po obimu podrupire horizontalnim raspinjaama, ali mora biti takve irine da se kasnije mogu postaviti kosnici koji zamenjuju raspinjae. Uporedo sa postavljanjem kosnika i stubova, koji podupiru spoljanji zatitni zid, kopa se sredina jame, sloj po sloj i vri skidanje raspinjaa i unutranjeg zatitnog zida.

c) Iskop pod zatitom zabijene drvene oplate

Kada se radi uglavnom iznad nivoa podzemne vode i kada je materijal rastresit da se ne moe drati ni na maloj dubini, osiguranje se mora postavljati pre poetka iskopa. To prethodno osiguranje ini zabijena obina drvena oplata od grae bez posebnog obraivanja. Talpe su obino debljine 6-8 cm ili preko 8 cm zavisno od pritiska zemljita. Mogu se postavljati u jednom ili dva reda (dupla obloga) ako je optreenje vee. Talpe moraju biti obraene na gornjem i donjem kraju da bi se lake zabijale u zemljite i da se gornji kraj ne bi otetio udarima malja. Mogu se zabijati paralelno sa napredovanjem iskopa ili odjednom do projektovane dubine.

Ako se talpe zabijaju paralelno sa iskopom poinje se sa postavljanjem stubova. Stubovi se zabijaju u zemljite dovoljno duboko za prvu fazu kopanja i u glavama poveu horizontalnim gredama. Stubovi su na razmaku 2,0 do 3,0 m i dui su od talpi za veliinu (b). Horizontalne vezne grede treba da budu voice za talpe. Uz stubove se poloe leine grede koje slue za davanje pravca talpama (voice zabijanja). Zatim se poinje sa zabijanjem talpi. Talpe se u svakoj fazi zabijaju dublje za veliinu (a) u odnosu na povrinu do koje se kopa. Ova veliina se dobija proraunom iz uslova stabilnosti oplate u datoj fazi rada.

Dobra strana ovog naina rada je to se u toku zabijanja mogu ukloniti sve eventualne prepreke i smetnje zabijanju (blokovi, krupniji komadi kamena). Talpe se ne moraju obraivati i mogu biti razliite irine odnosno debljine.

Ova oplata nije vodonepropustljiva i treba je koristiti samo iznad nivoa podzemne vode. Ako se koristi u tlu gde ima podzemne vode, mora se pristupiti snienju nivoa vode, kako u jami tako i oko jame.

5. ZATITA BOKOVA JAME POMOU PRIBOJA

esto je potrebno temelje izvesti u zemljitu ispod nivoa podzemne vode ili uz prisustvo slobodne, tekue vode. Tada treba obezbediti i stabilnost bokova jame i spreiti dotok vode u temeljnu jamu. Primena priboja je najpogodnije reenje, jer se titi itav prostor u kome se kopa temeljna jama.

Priboj je zid obrazovan od talpi, zabijenih do potrebne dubine ispod dna jame i vezanih meusobno, tako da ine vodonepropustljivu zavesu.

Dubina zabijanja priboja zavisi od dubine temeljne jame, poloaja nivoa vode, vrste tla i hidrogeolokih uslova. Kada se vodonepropustljivi sloj nalazi na relativno maloj dubini ispod dna jame, priboj treba zabiti do tog sloja. Na taj nain se potpuno spreava dotok vode u temeljnu jamu.

U sluaju da je vodonepropustljivi sloj na velikoj dubini ispod dna jame, priboj treba zabiti do dubine hp koja mu obezbeuje stabilnost s obzirom na pritiske tla i vode i hidrauliku stabilnost dna temeljne jame kada se iz ove crpi voda.

Talpe priboja mogu biti od: drveta, elika, armiranog betona i prethodno napregnutog betona.Zidovi priboja mogu biti bez razupiranja, sa razupiranjem i ankerovani.

5.1. Priboj od drvenih talpi

Drveni priboji se primenjuju u sitnozrnom tlu, kada dubina temeljne jame nije vea od 3 do 4 m, odnosno, ukupna dubina talpi nije vea od 6 do 8 m. Poto je zid vodonepropustljiv, moe se primeniti u sluaju iskopa jame ispod nivoa podzemne vode i u sluaju plitke slobodne vode. U novije vreme se sve ree upotrebljava jer je drvena graa skupa.

Elementi zida drvenog priboja:

talpe - 1

stubovi - 2

kljeta - 3

razupirai i klinovi ukoliko se priboj razupire - 4

Svi elementi su od drveta I ili II klase. Drvo mora da bude pravo, paralelnih vlakana i malog broja vorova. Preporuuje se da talpe i stubovi budu potopljeni u vodi 10 do 15 dana pre zabijanja da ne bi dolo do bubrenja i vitoperenja zida.

Talpe za drvene priboje su najee debljine 10, 12, 14, 16, 18 pa i do 20 cm. Ne bi trebalo upotrebljavati talpe debljine manje od 8 cm. irina talpi je razliita zavisno od grae za izradu talpi i obino iznosi od 16 do 30 cm. Vodonepropustljivost zidova drvenih priboja postie se zabijanjem talpi jedne uz drugu, pri emu su talpe na krajevima obraene tako da imaju pero i ljeb.

Poto su obraene talpe skupe, a priboji su privremene konstrukcije, preporuuje se korienje talpi sastavljenih od obinih dasaka. Daske ne bi trebalo da budu debljine manje od 2,5 cm i meusobno se povezuju ekserima i zavrtnjima.

Radi lakeg zabijanja donji krajevi talpi se specijalno obrauju. Talpe se zasecaju tako da pri zabijanju horizontalna komponenta otpora tla potiskuje talpu prema prethodno zabijenoj talpi.

Gornji kraj talpe mora biti zatien od udara malja pri zabijanju. Da ne bi dolo do razdvajanja vlakana na gornji kraj se navlai metalni prsten u zagrejanom stanju. Posle hlaenja prstena gornji kraj talpe postaje dobro utegnut.

Stubovi drvenog priboja se zabijaju na meusobnom razmaku 2,0 2,5 m. Dui su od talpi za minimum 50 cm. Kvadratnog su poprenog preseka dimenzija 16/16 cm do 30/30 cm i uljebljeni radi veze sa talpama.

Detalji veze stuba, talpi i kljeta (a) i popreni preseci stuba u ravni zida i na uglu (b)

Kljeta slue da dre talpe u jednoj ravni i da prenesu optereenje sa zida na stubove i razupirae. Na mestima stubova kljeta se oslabljuju zasecaju pa moraju imati odgovarajue dimenzije. Njihova visina (h) je obino od 12 do 20 cm i irina (b) od 18 do 24 cm. Prema talpama i stubovima i na mestima za podupirae kljeta treba da imaju ravnu stranu. Za stubove se vezuju zavrtnjima.

Za temeljne jame male dubine priboj se ne mora razupirati. Kada su u pitanju jame vee dubine, vei su pritisci tla i vode pa se priboj razupire u jednom ili vie nivoa.

Proraun i dimenzionisanje drvenog priboja

On treba da obuhvati kontrolu stabilnosti i sigurnosti za sve najnepovoljnije sluajeve koji se jave u toku rada. Proraun priboja sadri: hidrauliki proraun, kontrolu stabilnosti i proraun statikih uticaja potrebnih za dimenzionisanje osnovnih konstruktivnih elemenata.

Hidrauliki proraun priboja

Hidrauliki proraun priboja obuhvata odreivanje potrebne dubine zatitnog zida ispod dna jame uz uslov da ne doe do hidraulikog sloma zemljita usled crpenja vode iz jame. Hidraulikim proraunom se moe odrediti koliina vode koju treba crpeti i na osnovu toga dati broj i raspored crpki u skladu njihovim kapacitetom i dimenzijama jame. Za analizu e biti uzeta u obzir dva karakteristina sluaja: zatita temeljne jame u sluaju postojanja slobodne vode i zatita temeljne jame u sluaju postojanja podzemne vode.

Voda se iz temeljne jame mora uklanjati da bi se radovi na iskopu zemlje i graenju samog temelja obavljali u suvu. Pri crpenju vode iz jame stvara se razlika u nivou vode sa spoljanje i unutranje strane priboja, pa dolazi do kretanja vode kroz tlo u tenji da se nivoi izjednae. Kako se voda crpi bre nego to moe da pritie, visinska razlika nivoa za sve vreme crpenja postoji. Brzina kretanja vode kroz tlo zavisi od visinske razlike nivoa, duine puta vode i vodopropustljivosti tla.

Na zidove priboja i na estice tla deluju pritisci vode koja se kree hidrodinamiki pritisci (strujni pritisci). Direktno ispod dna temeljne jame voda se kree odozdo navie pa strujni pritisak ugroava stabilnost temeljnog tla. Najkraa duina kretanja estice vode L je najkraa strujna linija. Kako je visinska razlika nivoa vode H, to je hidrauliki pad:

Strujnom pritisku, koji je jednak proizvodu hidraulikog pada i zapreminske teine vode,

suprotstavlja se zemljite svojom teinom. Kada se strujni pritisak izjednai sa teinom tla, nastaje stanje granine ravnotee (labilne ravnotee) pri kojojoj estice tla lebde. Strujni pritisak u datom trenutku je kritini i iznosi:

Da bi bio izbegnut hidrauliki slom zemljita, uvodi se faktor sigurnosti Fs, pa je:

odnosno:

Iz ove jednaine se moe sraunati duina strujne linije L, jer su sve ostale veliine poznate. Veliina faktora sigurnosti zavisi od vrste tla. Po jednim autorima faktor sigurnosti treba uzeti od 2 do 3, dok drugi daju Fs = 2 do 6. Za koherentno tlo se moe uzeti Fs = 2, dok se za nekoherentno najsitnije tlo mora uzeti najvei faktor sigurnosti.

Sraunata dubina zabijanja priboja (hs) treba da obezbedi, da pri najnepovoljnijim uslovima ne doe do hidraulikog sloma zemljita.

Konana dubina zabijanja priboja bie usvojena posle sprovedene kontrole stabilnosti i sigurnosti same konstrukcije priboja.

Kontrola stabilnosti priboja

Pored hidraulike stabilnosti zemljita potrebno je da zid priboja ima potrebnu stabilnost kao konstrukcija koja je izloena optereenjima od pritisaka vode i zemljita.

Sa spoljanje strane na priboj deluju pritisci tla i vode, a sa unutranje strane njima se opiru otpor tla i pritisak vode ispod dna jame.

Kada zid priboja zalazi u vodonepropusni sloj, spreeno je kretanje vode kroz tlo, pa su pritisci vode hidrostatiki. Ako kretanje vode nije spreeno, na zid priboja e delovati hidrodinamiki pritisci vode.

Na spoljanjoj strani zida, na kojoj se voda kree nanie, hidrodinamiki pritisak je manji nego hidrostatiki. Na unutranjoj strani zida voda se kree navie, pa su hidrodinamiki pritisci vei od hidrostatikih.

Sa unutranje strane pritisak vode raste u odnosu na hidrostatiki za veliinu:

Dok sa spoljanje strane opada u odnosu na hidrostatiki za veliinu

Hidrodinamiki pritisci vode na dnu zida priboja prema iznose:

Na dnu zida priboja mora biti ispunjen uslov da je:

Ako se usled pomeranja zida tlo bono iri, na toj strani e biti aktivni pritisci tla, odnosno najmanji mogui pritisci tla. Meutim, ako pomeranje zida izaziva bono zbijanje tla, onda e na toj strani biti pasivni pritisci, odnosno otpori tla. Granine vrednosti bonih pritisaka tla date su sledeim izrazima:

aktivni pritisak tla

( kN/m2) - vezano tlo i (kN/m2) nevezano tlo

pasivni pritisak tla

(kN/m2) - vezano tlo i (kN/m2) nevezano tlo

Aktivni i pasivni pritisci tla na zid priboja (c=0)Pritisci na zid priboja od optereenja q iza zida

Sa spoljanje strane, iza zida priboja, vrlo esto postoji optereenje (q) od uskladitenog materijala, deponovane zemlje, opreme itd.

Optereenje koje deluje na zid priboja mora biti u ravnotei. Kako se radi samo o horizontalnom optereenju, mogu se koristiti dva ravnotena uslova:

Za jednu ravan razupiranja treba postaviti momentne jednaine sila sa spoljanje i unutranje strane u odnosu na taku O u ravni razupiranja. Iz prvog uslova koji moe biti napisan u obliku:

odreuje se nepoznata dubina zabijanja priboja. Kako je dubina zabijanja priboja odreena i u hidraulikom proraunu, treba uporediti ove dve veliine i usvojiti veu. Sa konano usvojenom dubinom zabijanja priboja mogu se sraunati sve sile koje deluju na priboj. Iz drugog uslova, koji znai da je zbir svih horizontalnih sila jednak nuli:

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3 Odavde se dobija sila otpora u gornjem osloncu P, u nivou razupiranja.Kontrola stabilnosti priboja moe se sprovesti i tako to se u proraun ulazi sa usvojenom dubinom zabijanja priboja. Pri tome, sraunate sume momenata sila sa spoljanje i unutranje strane zida priboja, mogu biti u sledeim odnosima:

U prvom sluaju priboj nije stabilan, pa je potrebno poveati dubinu zabijanja. U drugom sluaju je ispunjen uslov ravnotee sa punim otporom zemljita. Trei sluaj znai da je priboj stabilan i da se dubina zabijanja moe smanjiti do one veliine koja je potrebna za ispunjene ravnotenog uslova.

Dimenzionisanje osnovnih konstruktivnih elemenata drvenog priboja

Svi elementi drvenog priboja se moraju sraunati za najnepovoljniji sluaj optereenja koji moe nastupiti u toku itavog procesa rada. Najvaniji deo u priboju je zid od talpi.

Talpe su izloene savijanju od optereenja (pritisci zemljita i vode). Za dimenzionisanje je potrebno sraunati momente savijanja vodei rauna o nainu oslanjanja u gornjem i donjem kraju zida. Kada postoji samo jedno mesto podupiranja u nivou kljeta, tada su talpe oslonjene gore na kljeta, a dole ukljetene u zemljite. Mesto najveeg momenta je onaj presek u kome je transverzalna sila jednaka nuli.

EMBED Equation.3 Iz prethodne jednaine odreuje se (x), odnosno poloaj preseka maksimalnog momenta savijanja. Tada je

ra - rastojanja sila Ea od preseka u kome se sraunava maksimalni moment savijanja

Celokupan proraun priboja, obzirom da je linijska konstrukcija, radimo za 1.0m priboja. Poto je debljina talpi (d) i otporni moment preseka to je potreban otporni moment

- doputeni napon pri savijanju

Tako se dobija potrebna debljina talpi:

Sledei konstruktivni element priboja koji treba dimenzionisati su kljeta. Ona primaju optereenje od talpi i prenose ga na stubove i raspinjae. Raspon kljeta jednak je razmaku stubova. Optereenje unutranje grede kljeta je ravnomerno podeljeno i jednako je sraunatom otporu u gornjem kraju zida p = P(kN/m).

Merodavni momenat savijanja za dimenzionisanje unutranje grede kljeta iznosi:

Otporni moment poprenog preseka unutranje grede kljeta je:

a potreban otporni moment:

Iz uslova da je moe se sraunati visina h ako se usvoji irina kljeta b:

Spoljanja greda kljeta usvaja se istih dimenzija kao i unutranja.Stubovi su samo deo u nizu od talpi. Optereeni su na savijanje kao i talpe, ali su veih dimenzija i slue za ukruenje zida. U sluaju kad se razupirai oslanjaju na kljeta, stubovi se ne proraunavaju posebno. Njihove dimenzije se usvajaju u granicama kako je to u uvodnom delu dato. Kada se razupirai oslanjaju direktno na stubove, stubovi su optereeni momentom savijanja od sile koja se preko kljeta prenosi na stub.

Poto je razmak stubova (l), a optereenje unutranje greda kljeta p (kN/m), tada je otpor oslonca od optereenja kljeta:

Ps = p l

a moment savijanja stuba

M = Ps a Rastojanje (a) treba usvojiti tako da stub moe da primi moment savijanja koji odgovara otpornom momentu, poto se dimenzije stuba obino usvajaju unapred bez prorauna.

Zavrtnje, koji vezuju kljeta za stubove, treba sraunati prema sili zatezanja koja je jednaka otporu oslonca od optereenja kljeta (Ps). Raspinjae se raunaju kao pritisnuti elementi sa eventualnim izvijanjem, optereene aksijalnom silom jednakom reakciji od kljeta.

_1116107976.unknown

_1116110144.unknown

_1116111346.unknown

_1126182973.unknown

_1126212864.unknown

_1352487406.unknown

_1385158806.unknown

_1385146994.unknown

_1351892749.unknown

_1126213035.unknown

_1126212699.unknown

_1126212751.unknown

_1126212637.unknown

_1116111464.unknown

_1116111604.unknown

_1116166799.unknown

_1116111562.unknown

_1116111417.unknown

_1116110669.unknown

_1116111131.unknown

_1116111250.unknown

_1116110705.unknown

_1116110445.unknown

_1116110575.unknown

_1116110409.unknown

_1116108415.unknown

_1116109464.unknown

_1116109640.unknown

_1116108521.unknown

_1116108633.unknown

_1116108002.unknown

_1116108057.unknown

_1116107989.unknown

_1105162963.unknown

_1105164974.unknown

_1105202402.unknown

_1105207917.unknown

_1116107960.unknown

_1105207862.unknown

_1105201845.unknown

_1105164495.unknown

_1105164689.unknown

_1105163251.unknown

_1105129130.unknown

_1105129835.unknown

_1105129015.unknown