PRIJENOS VERTIKALNIH SILA KOD DUBOKIH TEMELJA Nosivost se može odrediti (EN 1997-1):

- probnim opterećenjem

- analitičkim pristupom

- usporedivim iskustvom

Nosivost DUBOKOG TEMELJA u vertikalnom smjeru (analitički pristup):

Q=Qv+Qp -W

gdje je: ( )bfv A*q=Q - sila na dodirnoj plohi temelj-tlo

∑ ∆n

nntnp D*O*q=Q - sila koju takav temelj može preuzeti trenjem po plaštu

W - vlastita težina temelja

qf - nosivost na dodirnoj vodoravnoj plohi temelj tlo; Ab -površina dodirne plohe temelj -tlo; n -broj slojeva sa značajnim trenjem po plaštu; q tn -nosivost trenjem po plaštu pojedinog sloja; On -opseg dijela temelja koji nosi po plaštu; ∆Dn -dio dubine temelja na kojem se ostvaruje trenje.

Za proračun dodirnih pritisaka duboke temelje uvijek smatramo potpuno krutim.

Q

qf qtqt D

Q

qf

qt qt DW W

Masivni duboki temelj Pilot ili bunar

qf* (A ) >>qt* O*Dbqf*

qt* O*D≤(A )b

Nosivost na vrh

Duboki temelji ne mogu izazvati lom tla zbog prekoračenja čvrstoće na smicanje, koji bi se očitovao na površini terena.

qf

Qc)

qf

Qa)

Df

g Dσ =ρv f g Dσ =ρv f

gK Dσ =ρh f0 qf

Qb)

gK Dσ =ρh f0

Oblik plastificiranih zona oko dodirne plohe temelj-tlo kod dubokih temelja:

a) proračun nosivosti dali su Terzaghi, Prandtl, Reissner, Buismann i Caquot

b) Meyerhof, Jáky i de Beer

c) Vesić i Berezanstev.

Meyerhof koristi poznatu Terzaghi-evu jednadžbu u malo modificiranom obliku:

γρ+σ+= gN

2BNcNq q0cf

u kojoj je za duboke temelje kada je Df/B≥4; σ0=K0∗ρ∗g∗Df

β

b) glatka dodirna povr{ina

β

qf

a) hrapava dodirna povr{ina temelj-tlo temelj-tlo

B

Df

Plastificirane zone za duboke temelje po Meyerhofu

1

10

100

1000

10000

0 10 20 30 35 40 45

ϕ 0

N

NcN γ

Nq za kružni i kvadratični

za pravokutni

Dijagrami za faktore nosivosti po Meyerhof-u

Nosivost trenjem po plaštu

δσ+= tgcq nat gdje su: qt - posmična čvrstoća plašt-tlo ca - adhezija plašt-tlo

σn - pritisak tla okomito na plašt

δ - kut trenja između plašta i tla

z KK svosn γ=σ=σ gdje su:

KS - koeficijent pritiska tla na plašt temelja

γ - jedinična težina tla, z - dubina na kojoj promatramo naprezanja

δγ+= tg z Kcq sat Problem: koju vrijednost odabrati za Ks? (može biti u rasponu KA⇒K0⇒Kp, što ovisi o

načinu izvođenja dubokog temelja i o zbijenosti tla).

[ ]dz tg z K+cO=dz q OQ

L

0sa

L

0tP ∫∫ δγ=

σ

σσ =Κ σ

vo

vo

vo

σvoσvosn

K

Ks

s

σvo

z

σvo = g z ρqt

Posmično i normalno naprezanje uz plašt temeljne konstrukcije za homogeno tlo

Negativno trenje

Kod dubokih temelja oko kojih se nalazi nekonsolidirana masa stišljivog tla, javlja se dodatna vučna sila prema dolje zbog relativnog pomaka mase tla u odnosu na temelj prilikom procesa konsolidacije.

WQQQ NPv −−=

nesti{ljiv sloj

sti{ljivotlo

slijeganje tla

deformacija temeljaQ

negativno trenjepo pla{tu

qt neg.

W

Relativni pomak mase stišljivog tla oko dubokog temelja - pojava negativnog trenja

PRIMJER: bušeni pilot (proračun prema EN 1997-1)

- Geotehnička kategorija 2 - Granično stanje nosivosti: GEO - Proračun temeljen na analitičkoj metodi Projektni pristup 2 : A1 + M1 + R2:

trajna nepovoljna djelovanja (A1): γ G = 1.35

tangens efektivnog kuta trenja (M1): γ ϕ' = 1.0

efektivna kohezija (M1): γ c' = 1.0

bušeni pilot (stopa+plašt) nosivost (R2): γ t = 1.15

Nosivost na vrh (stopa) npr. Meyerhof: γρ+σ+= gN

2BNcNq q0cf

Nosivost trenjem po plaštu: δσ+= tgcq nat

Proračun izvršiti sa parametrima ck i γk (karakteristične vrijednosti) uz γ ϕ' = 1.0 i γ c' = 1.0.

Treba biti zadovoljeno: WOqAqQ ptvff −⋅+⋅=

tf

GQPγ

≤γ⋅ ili tG

fQPγ⋅γ

≤

Projektni pristup 3 : A1 + M2 + R3

trajna nepovoljna djelovanja (A1): γ G = 1.35

tangens efektivnog kuta trenja (M2): γ ϕ' = 1.25

efektivna kohezija (M2): γ c' = 1.25

bušeni pilot (stopa+plašt) nosivost (R3): γ t = 1.0

Proračun izvršiti sa parametrima ck i γk (karakteristične vrijednosti) uz:

'ckcc

γ=

'ktgtg

ϕγϕ

=ϕ

Nosivost na vrh (stopa) npr. Meyerhof: γρ+σ+= gN2BNcNq q0cp

Nosivost trenjem po plaštu: δσ+= tgcq nad

Treba biti zadovoljeno: WOqAqQ pdvp −⋅+⋅=

tG

QPγ

≤γ⋅

VRSTE I NAČINI IZVOĐENJA PILOTA

Zabijati se mogu drveni, armirano-betonski i čelični piloti. Zabijaju se makarama i vibro-nabijačima.

Metoda nabijanja koristi se na način da se u tlo zabije cijev u koju se ugrađuje beton ili šljunak.

čep

Nabijanje pilota (Franki tehnologija s vađenjem cijevi)

Utisnuti piloti služe u posebne svrhe kod sanacija temelja.

stari temelj

tijesak

Tehnologija izvedbe utisnutih pilota

Kopani (bušeni) piloti izvode se na način da se do projektirane dubine izvede iskop tla i u tako pripremljenu šupljinu ugradi armatura i beton (ili šljunak ovisno o namjeni).

Vrste grabilica i razbijača za izvedbu kopanih (bušenih) pilota

ISKOP UGRADNJAARMATURE

BETONIRANJE

Benoto tehnologija izvedbe pilota sa zaštitnom kolonom

"Raketa" za usitnjavanje stijene kod iskopa

Grabilica za iskop bušenih pilota

Cijevi za betoniranje pod vodom ("kontraktor" postupak)

Spiralna armatura za pilote

Izrada bušenog pilota

Rodio tehnologija izvedbe bušenog pilota

Mlazno injektirana tijela – postojeće tlo se miješa injekcionom (cementnom) smjesom

Način izvođenja mlazno injektiranih tijela sa II faznim sustavom

Izgled mlazno injektiranih tijela (iskopana pokusna dionica)

CFA (uvrtani piloti)

Način postavljanja

Izgled opreme za postavljanje CFA pilota

SLIJEGANJE PILOTA (uvjet graničnog stanja uporabljivosti)

Ukupno slijeganje glave pilota sastoji se od:

BPS wwww ++= wS – elastična deformacija pilota kao stupa pod opterećenjem

wP – slijeganje tla na razini baze uzrokovano dijelom sile koju pilot preko plašta prenosi na tlo

wB – deformacija tla ispod vrha pilota zbog opterećenja koje baza prenosi na tlo

GRUPE PILOTA

Grupa pilota može biti:

a) slobodno stojeća

b) sa naglavnom konstrukcijom koja ne dodiruje tlo

c) vezana sa temeljnim blokom koji leži na tlu.

a)

Q Q Q

b)Q Q Q

Q Q Q

c)

Zbog utjecaja preklapanja dodatnih naprezanja koje grupa pilota prenosi u tlo, utjecaj grupe pilota seže daleko dublje u tlo od utjecaja pojedinog pilota.

Q Q Q Q

slabo tlo

dobro tlo

slabo tlo

σv50%σv25%σv10%

QvQv Qv Qv