kontrolirano zniŽevanje talne vode v gradbenih jamah · lastnosti materiala, s katerim bo izvedeno...

100
UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO, PROMETNO INŽENIRSTVO IN ARHITEKTURO Alen Čatak KONTROLIRANO ZNIŽEVANJE TALNE VODE V GRADBENIH JAMAH Magistrsko delo Maribor, december 2016

Upload: others

Post on 30-Oct-2019

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO, PROMETNO

INŽENIRSTVO IN ARHITEKTURO

Alen Čatak

KONTROLIRANO ZNIŽEVANJE TALNE VODE

V GRADBENIH JAMAH

Magistrsko delo

Maribor, december 2016

I

Smetanova ulica 17

2000 Maribor, Slovenija

Magistrsko delo na študijskem programu 2. stopnje UM

KONTROLIRANO ZNIŽEVANJE TALNE VODE V GRADBENIH JAMAH

Študent: Alen Čatak

Študijski program: 2. stopnja, Gradbeništvo

Smer: Gradbena infrastruktura

Mentor: doc. dr. Borut MACUH

Somentor: izr. prof. dr. Stanislav ŠKRABL

Lektor: Ivan CEPANEC, prof. slov. jez. in zgod.

Maribor, december 2016

II

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju, doc. dr. Borutu Macuhu za pomoč

in vodenje pri opravljanju magistrskega dela. Prav tako se

zahvaljujem somentorju, izr. prof. dr. Stanislavu Škrablu.

Posebna zahvala velja staršema Štefaniji in Salkanu Čatak,

ki sta mi omogočila študij in bila v podporo v celotnem

študijskem obdobju, sestri Silvani Čatak, bratu Denisu

Čataku in moji ljubezni Mateji Vitez se zahvaljujem se za vso

pomoč, brez katere bi vse bilo veliko težje. Hvala tudi vsem

prijateljem, kolegom na fakulteti in vsem, ki so med študijem

bili ob meni.

IV

KONTROLIRANO ZNIŽEVANJE TALNE VODE V GRADBENIH JAMAH

Ključne besede: geotehnika, gradbena jama, AB diafragma, talna voda, črpanje

UDK: 624.152.6(043.2)

Povzetek

Magistrsko delo obravnava tehnologijo črpanja talne vode iz gradbenih jam od začetka

izkopa gradbene jame do konca gradnje objekta v takšnem okviru, da gradnja poteka

zanesljivo, izvedljivo in ekonomično. Magistrsko delo opisuje postopke varovanja

gradbenih jam in črpanja talne vode iz gradbenih jam. Kot primer je prikazano črpanje

talne vode v gradbeni jami v času izgradnje »Javne podzemne garaže Kapucinski trg« v

Varaždinu.

Cilj dela je na podlagi analize primera črpanja talne vode iz gradbene jame mogoče

dokazati varovanje pred talno vodo kot zanesljivo, izvedljivo in ekonomično v celotnem

času izgradnje objekta.

V

CONTROLLED GROUNDWATER LOWERING IN CONSTRUCTION PIT

Key words: geotechnical engineering, construction pit, diaphragm, ground water,

pumping

UDK: 624.152.6(043.2)

Abstract

This master thesis deals with technology of pumping ground water out of dig areas, from

beginning of excavation until the end of construction. Furthermore, the focus of

construction is on reliability, practicality and cost efficiency. Additionally, this master

thesis describes different procedures for protection of excavation sites and extraction of

groundwater from dig areas. Whereas, the following example shows ground water

pumping procedure of an excavation site during construction of a "Public underground

garage Kapucinski square" in Varaždin. Moreover, the aim of this study is to use the

analysis of ground water pumping procedure to demonstrate protection against

groundwater as a reliable, practical and economical for the entire period of construction.

VI

VSEBINA

1 UVOD 1

1.1 OPREDELITEV PROBLEMA MAGISTRSKEGA DELA 1

2 NAČINI VAROVANJA GRADBENIH JAM 2

2.1 SPLOŠNO O GRADBENIH JAMAH 2

2.2 ZAŠČITA GRADBENIH JAM Z INJEKTIRANJEM 4

2.3 ZAŠČITA GRADBENIH JAM Z ARMIRANO BETONSKO DIAFRAGMO 4

2.4 ZAŠČITA GRADBENIH JAM Z JEKLENIMI PROFILI 6

3 VODA V TLEH 7

3.1 SPLOŠNO O VODI V TLEH 7

3.2 PRETOK VODE V TLEH 8

3.3 DOLOČANJE KOEFICIENTA PREPUSTNOSTI 11

3.4 NAČINI ZNIŽEVANJA PODTALNE VODE V GRADBENIH JAMAH 20

4 ZNIŽEVANJE NIVOJA PODTALNICE V GRADBENI JAMI

GRADBIŠČA JAVNE PODZEMNE GARAŽE KAPUCINSKI TRG V

VARAŽDINU 26

4.1 OPIS PROJEKTA 26

5 IZRAČUN ZNIŽEVANJA PODTALNICE V RAČUNALNIŠKEM

PROGRAMU PLAXIS V8. 34

5.1 LASTNOSTI UPORABLJENIH MATERIALOV 34

5.2 IZRAČUN TOKA PODTALNICE V PREREZU 1-1 38

5.3 IZRAČUN PRETOKA PODTALNICE V PREREZU 2-2 43

5.4 OBDELAVA PODATKOV 48

6 ZAKLJUČEK 50

7 VIRI, LITERATURA 51

8 PRILOGE 52

VII

8.1 GRAFIČNE PRILOGE 52

8.1.1 Situacija sondažnih vrtin [10] 52

8.1.2 Profili sondažnih vrtin [10] 53

8.1.3 Vzdolžni geološki profil [10] 59

8.1.4 Parametri tal v sondažnih vrtinah [10] 61

8.1.5 Situacija vodnjakov in drenaž v gradbeni jami [9] 63

8.1.6 Prerez 1-1 računski model 64

8.1.7 Prerez 1-1 6. faza 65

8.1.8 Prerez 1-1 7. faza brez vodnjakov 66

8.1.9 Prerez 1-1 7. faza z vodnjaki 67

8.1.10 Prerez 1-1 9. faza 68

8.1.11 Prerez 1-1 10. faza 69

8.1.12 Prerez 2-2 računski model 70

8.1.13 Prerez 2-2 6. faza 71

8.1.14 Prerez 2-2 7. faza 72

8.1.15 Prerez 2-2 8. faza 73

8.1.16 Prerez 2-2 9. faza 74

8.1.17 Prerez 2-2 10. faza 75

8.1.18 Prerez 2-2 11. faza 76

8.1.19 Zapiranje centralnega vodnjaka C po koncu izgradnje podzemne garaže na

Kapucinskem trgu [9] 77

8.1.20 Zapiranje vodnjaka B1–B4 po koncu izgradnje podzemne garaže na

Kapucinskem Trgu [9] 78

8.2 SEZNAM SLIK 79

8.3 SEZNAM TABEL 80

8.4 NASLOV ŠTUDENTA 80

8.5 KRATEK ŽIVLJENJEPIS 81

8.6 IZJAVA O AVTORSTVU 82

VIII

UPORABLJENI SIMBOLI

A površina prečnega prereza [m2]

A višina od dna vrtine do tesnila [m]

c kohezija [kN/m2]

E0 modul elastičnosti pri referenčni napetosti [kN/m2]

E50 deformacijski modul pri 50% trdnosti kamnine [kN/m2]

Eur deformacijski modul pri razbremenjevanju in ponovnem obremenjevanju

[kN/m2]

EA osna togost [kN]

EI upogibna togost [kNm2]

fp 0.1k karakteristična napetost pri plastični specifični deformaciji 0.1 % [kN/m2]

fpk karakteristična natezna trdnost jekla [kN/m2]

H hidrostatični tlak vode [bar]

H višina nivoja podzemne vode pred samim črpanjem [m]

he geodetska višina [m]

hp piezometrična višina [m]

i hidravlični gradient [-]

I vztrajnostni moment [m4]

Ic indeks plastičnosti vzorca tal [-]

Ip indeks konsistence vzorca tal [-]

k koeficient prepustnosti [m/s]

kx koeficient prepustnosti v x smeri [m/s]

ky koeficient prepustnosti v y smeri [m/s]

K konstanta tal [-]

Lu vodoneprepusnost po Lu-enotah

lr oddaljenost od središča vrtine do preseka vodnega dela akumulacije z obalo

[m]

l0 dolžina filtracijskega sloja vrtine [m]

m debelina vodnega sloja pod pritiskom [m]

m stopnja odvisnosti togosti od obremenitev [-]

r polmer vrtine ali razdalja od centra vodnjaka [m]

IX

R reducirani premer vpliva [m]

R vplivni radij [m]

RA radij nadomestnega kroga [m]

Rinter koeficient interface elementa [-]

S0 znižanje nivoja vode v vrtini pri izčrpavanju [m]

t časovni interval [s]

u0 pritisk vode [kN/m2]

v hitrost pretoka [m/s]

z debelina volumna predhodnega sloja tal [m]

q pretok vode v vrtini [m3/s]

Q skupni dotok v vrtino ali skupino vrtin ali količina izčrpavanja [m3/s]

w teža armiranega betona na odseku [kN/m/m]

wL meja tečenja vzorca tal [-]

wP meja plastičnosti vzorca tal [-]

γ prostorninska teža [kN/m3]

γ΄ potopljena prostorninska teža [kN/m3]

γbeton prostorninska teža betona [kN/m3]

γG delni faktor za stalni vpliv [-]

γG,dst delni faktor za neugodne stalne vplive, ki zmanjšujejo stabilnost [-]

γG,stb delni faktor za ugodne stalne vplive, ki povečujejo stabilnost [-]

γjeklo prostorninska teža jekla [kN/m3]

γM0 delni faktorji odpornosti [-]

γQ delni faktor za spremenljivi vpliv [-]

γw prostorninska teža vode [kN/m3]

Poissonov količnik [-]

strižni kot [°]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 1

1 UVOD

1.1 Opredelitev problema magistrskega dela

Gradbena jama je prostor, v katerem se izdeluje temeljenje objekta. Prostor gradbene jame

mora biti varen za delo oseb in strojev, ki se nahajajo v njej in prostoru okoli gradbene jame.

Situacija je bolj zapletena, če se gradbena jama nahaja v urbanem območju, obkrožena z

zgradbami in stalnim prometom okoli nje. Zaščita gradbene jame je resna inženirska naloga,

ki jo je treba načrtovati varno, izvedljivo in ekonomično. Izbor primerne rešitve je odvisen

od vrste gradbenega objekta, karakteristik tal in terena, prisotnosti podzemne vode v tleh,

bližnjih obstoječih stavb okoli izkopa, infrastrukture in drugih zahtev. Današnji način

gradnje zahteva večje uporabne gradbene površine v urbanem okolju in se zato investitorji

pogosto odločijo za izvedbo kletnih objektov. Eden največjih problemov gradbenih jam so

podtalne vode, kako jih obvladati in zagotoviti primerno suho gradbeno jamo. V

magistrskem delu bomo obravnavali zniževanje vode v gradbenih jamah s pomočjo črpalnih

vodnjakov in kako varno znižati podtalnico, da ne pride do prekoračenja mejnih stanj

nosilnosti v gradbeni jami zaradi hidravličnega dviga ali precejanja vode.

Namen magistrskega dela je preučiti zniževanje vode s pomočjo črpalnih vodnjakov iz

gradbene jame in kako za celotni čas gradnje zagotoviti varno, zanesljivo in suho gradbišče.

Cilj je med drugim na primeru gradnje „Javne podzemne garaže Kapucinski Trg“ v

Varaždinu dokazati, da je v primeru visoke gladine podtalnice črpanje izvedljivo in

ekonomično.

Celotno delo je najprej obdelano ter opredeljeno teoretično, prikazan je praktični primer, na

koncu je podan zaključek. Pri izračunavanju varovanja gradbene jame smo uporabljali

računalniški program PLAXIS. V teoretičnem delu smo uporabljali domačo in tujo

literaturo, kot osnovo pa smo uporabili obstoječ projekt. Pri delu smo se posluževali dodatnih

metod, preračunov, analiz in shem. Za nazorni prikaz smo uporabili tabele, grafe in

preglednice.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 2

2 NAČINI VAROVANJA GRADBENIH JAM

2.1 Splošno o gradbenih jamah

Gradbena jama imenujemo prostor, potreben za izdelavo temeljev, ki je dostopen in varen

za delo. Torej lahko sklepamo, da je od dobro izvedene zasnove gradbene jame odvisna

izvedba celotne stavbe, ki se bo temeljila v gradbeni jami. Varno in dostopno delo omogoča

neprekinjeno gradnjo, saj je samo takšna gradnja kvalitetna gradnja. Rešitev za varovanje

gradbene jame, za katero se bo inženir odločil, je odvisna od številnih parametrov in niti

enega recepta ni mogoče dobesedno slediti, saj je v gradbeništvu, za razliko od drugih

poklicev, vsak projekt ˝zgodba zase˝. V vsakem projektu imamo specifične omejitve,

zahteve in mnogokrat nepredvidene informacije med izvedbo projekta, zato se projekt

prilagaja po potrebi. Izbira optimalne rešitve varovanja gradbene jame je odvisna od:

pogojev za delo, ki so lahko brez omejitev v primeru gradbišč zunaj urbanih

območij in omejeni v primeru gradnje v mestnem okolju,

lastnosti materiala, s katerim bo izvedeno temeljenje zgradbe,

najvišji nivo podtalnice glede na ravnino temeljenja,

možnosti za črpanje vode.

Tabela 2.1 podaja načine izvedbe gradbenih jam, ki jih je zbral Ervin Nonveiller v svoji

knjigi ˝Mehanika tla i temeljenje građevina˝.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 3

Tabela 2.1 Načini izvedbe gradbenih jam v različnih pogojih podtalnice [1]

Delovni pogoji in metode izvedbe gradbenih jam

Pozicija podtalnice

Material Delovni pogoji Črpanje

podtalnice neomejeno omejeno

1 2 3 4 5

Niv

o po

dtal

nice

po

d os

novo

te

mel

ja koherenten odprt navpično ---

vsak odprta z naklonom

Fs = 1.2

razprta jama: opaž ali

zagatnice iz jame po

potrebi

Pli

tvo

podp

ovrš

insk

o

malo prepusten ali prod

jama z naklonom (precejni tlak)

razprta jama: opaž ali

zagatnice iz jame

pesek jama z naklonom

razprta jama: opaž ali

zagatnice

znižanje podtalne vode, vodnjak in

okoli jam

zagatnice, globina pod

nivojem proti krit. gradientu

iz jame

isto, kopanje in delo pod vodo,

globina zagatnice za tlak

zmrzovanje ---

Nad

pov

ršin

o ta

l vsak, razen skal

vodnjaki in kesoni, z otoka,

odvisno od globine

plavajoči vodnjaki ali

kesoni

leseni ali jekleni piloti z nasipom

leseni piloti in opaž z zemljo, jekleni piloti

razprte

iz jame

vsak in skale zagatnice, nasuti kamen ali zemlja,

škatle

polnila iz kamena ali zemljine

iz jame med pregradami

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 4

2.2 Zaščita gradbenih jam z injektiranjem

Glavni izdelek injektiranja v tleh je valjasto telo injektiranega stebra. Premer in trdnost

injektiranega stebra sta odvisna od več elementov, dolžina je odvisna od opreme za

visokotlačno injektiranje. V središču injektiranega cilindričnega telesa je mogoče vgraditi

jekleno palico in v določenih pogojih v tleh lahko vgradimo armaturni koš. Slika 2.1

prikazuje, kako lahko iz nizov injektiranih stebrov izdelamo različne oblike konstrukcij.

Slika 2.1 Tlorisne razporeditve injektiranih stebrov [5]

2.3 Zaščita gradbenih jam z armirano betonsko diafragmo

Armirana betonska diafragma, izdelana v tleh s sodobnimi metodami zagotavlja varno

izvedbo gradbenih jam in jo ščiti pred porušitvijo in vdorom podtalnice. Armirano betonska

diafragma se izvaja v zaporednih elementih dolžine od 2 do 5 m, tako da v tla izmenično

vgradimo lihe dele in potem med njih sode dele diafragme.

Izgradnja armirano betonske diafragme sestoji iz izvedbe lihih elementov: nastavitve kolone,

izkopa lihe kampade, spuščanja armaturnih košev, postopnega kontraktorskega betoniranja

(Slika 2.2); ter izvedbe sodih elementov: odstranitve kolon, izkopa sodih kampad, vgraditve

armaturnih košev, postopnega kontraktorskega betoniranja (Slika 2.3).

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 5

Slika 2.2 Izvedba lihih elementov armirano betonske diafragme [1]

Slika 2.3 Izvedba sodih elementov armirano betonske diafragme [1]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 6

2.4 Zaščita gradbenih jam z jeklenimi profili

Gradbeno jamo varujemo pred porušitvijo izkopa in vtokom vode z ozkimi, dolgimi in

vitkimi profiliranimi elementi iz jekla. Tak način zaščite gradbene jame imenujemo zaščita

gradbene jame z jeklenimi profili ali kovinska stena. Kovinska stena je enojna podporna

konstrukcija, sestavljena iz posameznih elementov, ki so med seboj povezani, tako da pri

zbijanju ne pride do odstopanj od predvidene ravnine stene. Profili iz jeklene pločevine, ki

sestavljajo podporno steno, se s pomočjo zabijala zabijajo v tla, neposredno drug ob drugem

na površini mesta izkopa. Profile praviloma odstranimo iz zemlje in jih ponovno uporabimo.

Obstaja več vrst jeklenih pilotov, nekaj jih prikazuje Slika 2.4.

Slika 2.4 Prerezi profilov jeklenih zagatnic [14]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 7

3 VODA V TLEH

Cilj magistrskega dela je predstaviti kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah.

V tem poglavju prikazujemo vodo v tleh, pretok vode v tleh in pretok talne vode v gradbene

jame.

3.1 Splošno o vodi v tleh

Voda je kemična spojina, sestavljena iz dveh atomov vodika in enega atoma kisika. Prav

tako je eden od osnovnih pogojev za življenje, najbolj razširjena tekočina na Zemlji in je

tudi posebna tekočina, gostota vode v trdnem agregatnem stanju je manjša od gostote tekoče

vode, oziroma voda v trdnem stanju poveča svojo prostornino, za razliko od tekočega stanja.

Gostota vode je največja pri 3.98 °C, volumen je večji za 9 % glede na volumen enake mase

tekoče vode.

Vodo lahko najdemo povsod v naravi, tudi v tleh. Voda je v tleh zaradi ponikanja ali

absorbiranja in je lahko adhezijska, kapilarna in podtalna.

Adhezijska voda se nahaja v zgornjem sloju tal ter ohranja molekularne sile vzajemnega

delovanja med delci tal in absorpcijske vode. Kapilarna voda je tista, ki izpolnjuje najožje

pore tal zaradi učinka površinske napetosti.

Podtalne vode so vse vode, ki so v tleh, oziroma v votlinah tal. Talna voda lahko teče pod

vplivom gravitacijske sile. V podtalne vode vključujemo arteške vode, ki se pod pritiskom

nahajajo v vodoprepustni plasti med neprepustnimi plastmi.

Voda v tleh ima svojo energijo, oziroma energijo posameznega volumna. Takšno energijo

sestavljata potencialna in kinetična energija. Potencialna energija je v zvezi s položajem in

tlakom, pod katerim se voda nahaja, kinetična je v zvezi s hitrostjo mase vode. Hitrost

pretoka podtalne vode je zelo majhna, tako da kinetične energije ne upoštevamo.

Potencialno energijo v tleh lahko določimo z merjenjem višine, do katere se dvigne voda v

merilni cevi, odvisno od višine točke katero opazujemo in pritiska vode na tem mestu. Ko

zmerimo, da v dveh merilnih ceveh nivo vode ni enak, voda teče od višjega do nižjega nivoja

in opravi delo, ki je enako teži vode pomnoženi z razliko v višini.

Cevi za merjenje višine vode imenujemo piezometrične cevi, nivo, do katerega sega voda v

cevi, pa piezometrični nivo. Piezometrični nivo merimo od referenčne ravnine. Višina h

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 8

(Slika 3.1) je skupna višina, he je geodetska višina opazovane točke glede na referenčno

ravnino in hp je piezometrična višina ali pritisk in je:

ℎ = ℎ� + ℎ� (3.1)

Slika 3.1 Piezometrična višina

S pomočjo piezometrične višine lahko izračunamo pritisk vode uo

�� = �� ∙ ℎ� (3.2)

3.2 Pretok vode v tleh

Pretok vode v tleh je najbolj odvisen od prepustnosti tal. Kot vemo, voda v tleh teče z mesta

višjega višinskega potenciala proti mestu nižjega višinskega potenciala s hitrostjo, ki je

odvisna od prepustnosti tal. Henry Darcy je leta 1856 postavil teorijo, da je fiktivna hitrost

toka v skozi tla odvisna od koeficienta propustnosti k in hidravličnega gradienta i.

� = � ∙ � (3.3)

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 9

Hitrost pretoka vode v [cm/s] je odvisna od površine tal, skozi katero teče voda A [cm2], in

pretoka vode na enoto časa q [cm3/s].

� =�

� (3.4)

Hidravlični gradient i je odvisen od razmerja razlike med nivojem podtalnice na vhodu in na

izhodu iz opazovanega območja Δh [cm] in dolžine poti L [cm], ki jo voda preteče v

opazovanem območju.

� =∆�

� (3.5)

Slika 3.2 Razlika med višino podtalne vode Δh

Koeficient prepustnosti k je konstanta tal in je odvisen od tipa tal in viskoznosti tekočine. To

se lahko izrazi s pomočjo konstante tal K in viskoznosti tekočine �.

� =�

� (3.6)

Koeficient prepustnosti se spremeni s spremembo količine por, še posebej pri obremenitvah

in razbremenitvah tal ter v času konsolidacije drobnozrnatih tal. Pri zasičenih tleh je

koeficient prepustnosti odvisen od koeficienta por, kot je prikazano na sliki spodaj (Slika

3.3).

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 10

Slika 3.3 Razmerje koeficienta prepustnosti in koeficienta por za zelo mehko glino v zalivu

San Francisca 51 [11]

Tabela 3.1 podaja koeficiente prepustnosti nekaterih vrst tal.

Tabela 3.1 Koeficient prepustnosti nekaterih vrst tal

VRSTA TAL k (m/s) k (m/dan)

Grob prod > 2.31 ∙ 10� > 200

Drobni prod brez peska 2.31 ∙ 10�� − 1.16 ∙ 10�� 200 − 100

Drobni prod s peskom 1.74 ∙ 10�� − 8.68 ∙ 10�� 150 − 75

Pesek – grob 8.68 ∙ 10�� − 2.89 ∙ 10�� 75 − 25

Pesek – srednji 2.89 ∙ 10�� − 1.16 ∙ 10�� 25 − 10

Pesek – drobni 1.16 ∙ 10�� − 2.3 ∙ 10�� 10 − 2

Pesek z meljastimi in glinenimi delci 2.3 ∙ 10�� − 1.16 ∙ 10�� 2 − 0.1

Peščena glina 4.63 ∙ 10�� − 5.79 ∙ 10�� 0.4 − 0.005

Glina < 5.79 ∙ 10�� < 0.005

koeficient prepustnosti, k [cm/s]

koef

icie

nt

po

r, e

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 11

3.3 Določanje koeficienta prepustnosti

Določitev pravilne prepustnosti imajo velik vpliv na reševanje problema zniževanja

podtalnice v gradbenih jamah. K določitvi koeficienta prepustnosti moramo pristopiti zelo

resno in izvesti več načinov za merjenje njegove vrednosti, tako da se preprečijo kasnejše

napake. Podatki v laboratoriju ne morejo dati natančne rezultate za majhne vzorce tal in ne

moremo dobiti celotne slike o povprečni vrednosti koeficienta prepustnosti tal v naravi.

Zemljino ni mogoče obravnavati kot homogen material, ker je prepustnost v navpični in

vodoravni smeri različna. Da bi dobili realno sliko o prepustnosti tal, se prepustnost tal

pogosto meri na terenu.

Določanje koeficienta prepustnosti v laboratoriju

Koeficient prepustnosti v laboratoriju določamo za bolj prepustne zemljine z metodo

merjenja pretoka s konstantnim hidravličnim padcem, in za manj prepustne zemljine z

metodo s spremenljivim hidravličnim padcem.

A) Metoda merjenja koeficienta prepustnosti s konstantnim hidravličnim padcem

Vodo dolivamo skozi lijak, ki vzdržuje konstantni nivo vode na vhodu, voda se preceja na

spodnjem delu preko filtra, kjer se nahaja cilindrični vzorec zemljine s presekom A. Voda se

filtrira preko vzorca dolžine L čez zgornji filter, kjer se s pomočjo lijaka ohranja konstanten

nivo vode na izhodu. Pretok vode merimo s pomočjo epruvet primerne velikosti.

Vodo najprej spustimo skozi vzorec zemljine, vse dokler se vse pore ne napolnijo z vodo.

Nato merimo pretok Q v časovnem intervalu t tako, da merimo razlike višin vode v merilni

epruveti na izhodu. Med celotnima laboratorijskima postopkoma se ohranja konstantna

višina h med zgornjim in spodnjim nivojem vode.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 12

Slika 3.4 Shema laboratorijske naprave za merjenje koeficienta prepustnosti s konstantnim

hidravličnim padcem

Povprečna hitrost pretoka vode skozi vzorca je:

� =�

�∙� (3.7)

Uporabimo Darcyjev zakon (3.3) v enačbi (3.7), da je fiktivna hitrost pretoka v skozi

zemljino odvisna od koeficienta prepustnosti k in hidravličnega gradienta i:

� ∙ � =�

�∙� (3.8)

Nato v enačbo (3.8) vnesemo hidravlični gradient (3.5) in dobimo:

� ∙�

�=

�∙� (3.9)

Koeficient prepustnosti k izračunamo s pomočjo:

� =� ∙�

�∙�∙� (3.10)

B) Metoda merjenja koeficienta prepustnosti s spremenljivim hidravličnim padcem

Vzorec zemljine se prav tako nahaja v valju med dvema poroznima filtroma. Skozi navpično

cev preseka a natočimo vodo na spodnji filter, na zgornjem filtru voda presega čez preliv.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 13

Slika 3.5 prikazuje laboratorijsko napravo za merjenje koeficienta prepustnosti s

spremenljivim hidravličnim padcem.

Slika 3.5 Shema laboratorijske naprave za merjenje koeficienta prepustnosti s

spremenljivim hidravličnim padcem

V diferencialnem intervalu časa dt se nivo vode zmanjšuje za višino dh in je pretok enak:

�� = � ∙ �ℎ (3.11)

in

�� = � ∙ � ∙ �� (3.12)

S kombiniranjem enačb (3.5) in (3.3) dobimo:

� = � ∙�

� (3.13)

Če vstavimo enačbo (3.13) v (3.12), dobimo:

�� = � ∙ � ∙�

�∙ �� (3.14)

In dalje iz (3.14) in (3.11) dobimo diferencialno enačbo:

��

�= � ∙

�∙��� (3.15)

Njena rešitev je:

��ℎ = � ∙ �∙�

�∙� (3.16)

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 14

Na začetku in na koncu časovnega intervala ∆t merimo višine vode v ceveh h1 in h2, z

vstavitvijo v (3.16) dobimo enačbo za izračun koeficienta prepustnosti:

� = 2.3 ∙�∙�

�∙∆����

��

�� (3.17)

Določanje koeficienta prepustnosti na terenu

Pore v tleh niso homogeno razporejene, zato se prepustnost tal v horizontalni in vertikalni

smeri razlikujeta. Prepustnost v vertikalni in horizontalni smeri je odvisna od položaja por,

vrste tla, kanalčkov nastalih zaradi zakopane vegetacije in korenin rastlin itd. Zaradi teh

razlogov nam laboratorijska analiza majhnega vzorca tal ne more dati pravilnega in točnega

rezultata za oceno koeficienta prepustnosti in je merjenje prepustnosti tal na terenu

neizbežno. Metode merjenja so odvisne od položaja podzemne vode glede na manj prepustne

sloje tal (odprta ali arteška podzemna voda, od nagiba nivoja podzemne vode, globine

podzemne vode itd.)

Najpogostejše metode za ocenjevanje koeficienta prepustnosti tla na terenu so:

A) merjenje koeficienta prepustnosti z barvo,

B) merjenje prepustnosti s črpanjem vode iz vodnjaka,

C) merjenje prepustnosti z vodo pod pritiskom/tlakom.

A) Merjenje koeficienta prepustnosti z barvo

Koeficient prepustnosti se ocenjuje z uporabo Darcyjeve enačbe (3.3) merjenja hitrosti

podzemnega toka. Na referenčni oddaljenosti v smeri padca podzemne vode se izvedeta dve

ali več vrtin do podtalnice. Nato se v prvo vrtino nalije barva, katero v času t opazujemo do

pojave oblaka barve v drugi vrtini. Iz časa t , ki je potreben, da voda iz zgornje vrtine priteče

do spodnje vrtine, izračunamo hitrost toka podtalnice v. Zanesljive rezultate dobimo samo

kadar je vodni sloj homogen in enakega nagiba.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 15

Slika 3.6 Merjenje koeficienta prepustnosti z barvo

Slika 3.6 prikazuje sheme merjenja koeficienta prepustnosti z barvo. Pri tej metodi ni nujno,

da merimo s tremi piezometri, vendar dobimo točnejši rezultat, če merimo z večjim številom

piezometrov.

V piezometer 1 nalijemo barvo in pričnemo z merjenjem časa od t1 = 0 ter pri pojavljanju

barve v piezometru 2 zapisujemo čas t2. Hitrost pretoka med piezometroma 1 in 2

izračunamo z enačbo za izračun hitrosti:

�� =��

���

���� (3.18)

Ko vstavimo enačbo (3.13) v enačbo (3.18), dobimo:

�� ��

����= �� ∙

��[� ]

��[� ] (3.19)

Če premestimo k na levo stran, dobimo enačbo za izračun koeficienta prepustnosti:

�� =��

��∙ �� �

����;�

��

���� (3.20)

Z istim postopkom izračunamo tudi k2, srednja vrednost med k1 in k2 nam podaja k.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 16

� =��� ��

� (3.21)

Za to metodo merjenja se zanesljivi podatki lahko dobijo samo, če je vodni sloj tla homogen

in enakega nagiba/naklona.

B) Merjenje propustnosti s črpanjem vode iz vodnjaka

Ta metoda je ena od najpogostejših metod, ki se uporabljajo za merjenje koeficienta

prepustnosti na terenu. S črpanjem konstantne količine vode iz vodnjaka zmanjšujemo nivo

podtalnice, padec podzemne vode pa merimo v vodnjaku in v okolnih piezometrih, ki so

postavljeni na dovolj veliki razdalji od vodnjaka. Na osnovi podatkov o višini znižanja

nivoja podtalnice v piezometrih, razdalji piezometrov od vodnjaka, pretoku črpanja in višini

podzemne vode v vodnjaku izračunamo koeficient prepustnosti tla.

Slika 3.7 prikazuje shemo merjenja koeficienta prepustnosti s črpanjem iz vodnjaka. Če je

dz višina zmanjšanja nivoja podtalne vode na razdalji dr, potem je hidravlični gradient enak:

� =��

�� (3.22)

Slika 3.7 Merjenje koeficienta prepustnosti s črpanjem iz vodnjaka

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 17

Površina pretoka na radialni razdalji r od centra vodnjaka je:

� = 2 ∙ � ∙ � ∙ � (3.23)

kjer je z debelina volumna predhodnega sloja tal.

Hitrost pretoka je enaka:

� =�

� (3.24)

Vstavimo enačbo (3.24) v enačbo (3.23) ter dobimo hitrost pretoka podtalne vode:

� =�

�∙�∙�∙� (3.25)

Z vstavljanjem (3.25) in (3.22) v (3.3) dobimo enačbo:

� = � ∙ 2� ∙ � ∙ � ∙��

�� (3.26)

Enačbo (3.26) preuredimo in jo integriramo med mejami r1, r2, h1 in h2:

� ∫��

�= � ∙ 2� ∫ ���

��

��

��

�� (3.27)

Z integriranjem dobimo enačbo za koeficient prepustnosti:

� =� ∙�� �

����

��������

�� (3.28)

S poznanimi podatki r1, r2, h1, h2 in Q (količina izčrpavanja [m3/s]) lahko z enačbo (3.28)

izračunamo koeficient prepustnosti tal. Test črpanja vode iz vodnjaka zmanjšuje nivo

podzemne vode v tleh in tu prihaja do spremembe obremenitve tal. Slika 3.7 prikazuje nivo

podzemne vode, ki se niža enakomerno, a pada po neki krivulji. Glede na to lahko preizkus

s črpanjem vode iz vodnjaka v bližini obstoječih zgradb povzroči neenakomerno pogrezanje

okoliških zgradb. Zato je treba preučiti možnosti diferencialnih pogrezanj na obstoječih

okoliških zgradbah.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 18

C) Merjenje prepustnosti z vodo pod tlakom (Leugeonova metoda)

Prepustnost kamnine se meri z vbrizgavanjem vode v posamezne dele vrtin. Na nivoju 3–

5 m od dna vrtine se postavi tesnilo, skozi katero se po ceveh dovaja voda pod pritiskom. Na

vhodu v vrtino se z manometrom meri tlak, z vodomerom pa pretok. S pomočjo diagrama in

tabel se izračuna koeficient prepustnosti k iz izraza:

� = �(�,�,� ,�) (3.29)

H hidrostatični tlak vode [bar]

A višina od dna vrtine do tesnila [m]

q pretok vode v vrtini [m3/s]

r polmer vrtine [m]

oziroma vodoprepustnost se izraža tudi v Lu-enotah po geologu Leugeonu iz izraza:

�� =�

�∙�∙��� [l/min, m, 10 bar] (3.30)

Prepustnost kamine se izraža kot pretok v litrih na minuto, za del vrtine dolge 1 m s tlakom

10 barov.

Odnos med Darcyjevim koeficientom prepustnosti in Leugeonovo enoto je približno:

� = 1.5 ∙ 10���� ���

�� (3.31)

Danes so nam na podlagi številčnih preizkusov in izvedenih raziskav o nivoju podtalnice

dostopni mnogi primeri zmanjševanja in merjenja koeficienta prepustnosti. Temu ustrezno

so narejene tudi splošne tabele za merjenje koeficienta prepustnosti na terenu za različne

primere. Najdoslednejše podatke o koeficientu prepustnosti dobimo na osnovi podatkov,

pridobljenih z raziskovalnim črpanjem, stiskanjem ali dolivanjem na terenu v področju

projektiranega zniževanja podzemnih voda. Če poročilo o raziskovalni nalogi vsebuje

osnovne materiale, potem se vrednosti koeficienta prepustnosti v primeru idealnih vrtin

računajo skladno z izrazi, ki jih podaja Tabela 3.2. V nadaljevanju podajamo obrazce za

potrjevanje koeficienta prepustnosti po različnih avtorjih. [2]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 19

Tabela 3.2 Obrazci za izračun koeficienta filtracije k na osnovi črpanja iz izoliranih

idealnih vrtin v primeru stalnega režima filtracije [2]

Položaj vrtin glede na

akumulacijo

Hidravlični tip

podzemne vode

Shema za izračun Obrazec za izračun Avtor

Oddaljeno Pod

pritiskom

� =�

2� ∙ � ∙ ��

���

� Dupuit

Oddaljeno Brez

pritiska

� =�

���(2� − ��)��

� Dupuit

Blizu Pod

pritiskom

� =�

2� ∙ � ∙ ��

��2��

� Forchheimer

Blizu Brez

pritiska

� =�

� ∙ ��(2� − ��)��

2��

� Forchheimer

V tabeli so sledeče oznake:

Q skupni dotok v vrtino ali skupino vrtin v m3/24 h

R reducirani premer vpliva v m

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 20

r polmer vrtine

m debelina vodnega sloja pod pritiskom

S0 znižanje nivoja vode v vrtini pri izčrpavanju v m

H višina nivoja podzemne vode pred samim črpanjem

lr oddaljenost od središča vrtine do preseka vodnega dela akumulacije z obalo

l0 dolžina filtracijskega sloja vrtine v m

3.4 Načini zniževanja podtalne vode v gradbenih jamah

Načini zniževanja podtalne vode v gradbenih jamah so odvisni od mnogih faktorjev.

Najpomembnejša faktorja za zniževanje nivoja podtalne vode sta vrsta tal in način izkopa.

Vsaka situacija je specifična in stvari so bolj komplicirane, če je gradbena jama z vodo, ki

jo moramo znižati, v urbanem mestnem področju, obkrožena z visokimi zgradbami. Seveda

moramo upoštevati okoliške obstoječe stavbe, saj s hitrim zniževanjem vode v tleh menjamo

tudi karakteristike tal, ki so bila vrsto let pod vodo. Nasičena tla postanejo nenasičena, pore,

ki so prej bile izpolnjene z vodo, sedaj postanejo prazne in pod vplivom obremenitve

okoliških stavb prihaja do diferencialnih pogrezanj tal in posledično nastajajo razpoke v

objektih ter v skrajnem slučaju lahko pride do porušitve objektov.

Pred samo izvedbo projekta za zniževanje podtalne vode potrebujemo naslednje podatke:

1) splošne meteorološke podatke o področju terena, kjer znižujemo podzemno vodo

(klima, srednja letna in srednja dnevna količina padavin, maksimalna in minimalna

količina padavin na dan, teden, mesec in leto, oscilacije temperature),

2) prereze terena v več smereh na dovolj veliki referenčni oddaljenosti, ki obsega cel

gradbeni prostor in njen okoliš z absolutnimi ali relativnimi zvišanji terena,

3) geološke prereze tal iz sondiranih vrtin tal, kjer so označeni vodoprepustni in

neprepustni sloji tal, označena zvišanja podzemne vode v vrtinah in njihovi nivoji ali

piezometrski pritiski,

4) granulometrijsko sestavo tal v horizontalnem vodoprepustnem sloju,

5) podatke o obstoječih zgradbah v bližini gradbene jame z odprtimi vodnimi tokovi in

akumulacijami ter njihovimi porečji, ki bi lahko bila izvor dotoka podzemne vode v

gradbeno jamo,

6) podatke o oscilacijah nivoja podzemne vode,

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 21

7) koeficient prepustnosti,

8) podatke o kemijski sestavi podzemne vode in mogočem vplivu na opremo za črpanje

in filtre,

9) podatke o okoliških zgradbah, globini njihovih temeljev in obremenitev tal zaradi

okoliških zgradb,

10) potresne cone z označenimi napakami in razpokami. [2]

Najbolj uporabljene metode zniževanja nivoja podzemnih vod so:

z odprtim izčrpavanjem iz zbirnih jarkov,

z vodnjaki,

z iglofiltri.

A) ODPRTO IZČRPAVANJE PODTALNICE IZ ZBIRNIH JARKOV

Da bi gradbena jama ostala suha, se s pomočjo sistemske drenaže v njej črpa voda do

črpališča. Lokacija črpališča se izbere na enem ali več ustreznih mestih, odvisno od površine

gradbene jame, kateri se znižuje nivo podzemne vode, in koeficienta prepustnosti tal.

Potopne črpalke za odprto črpanje se v glavnem postavljajo v vogale gradbene jame. Ko je

izkop končan, se v vogale gradbenih jam vgrajujejo drenažne cevi in se zakopavajo z

gramoznim materialom. Slika 3.8 prikazuje shemo in prikaz odprtega črpanja s sistemom

drenaž.

Slika 3.8 Shema zniževanja podzemne vode z odprtim črpanjem in sistemom drenaž

Uporaba drenažnih kanalov je posebej učinkovita v primeru kohezivnih tal in na splošno za

primere slabo prepustnih tal. Prav tako se lahko uporabi tudi v primeru nekohezivnih tal, pod

Nivo podtalnice

Drenaža v naklonu

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 22

pogojem, da se pobočje gradbene jame zaščiti pred erozijo. V primeru, da imamo zelo

prepustna tla, je možno, da ena sama črpalka ne bo dovolj za črpanje vode preko drenažnih

kanalov, zato v tem primeru uporabimo večje število globokih vodnjakov/vrtin. [12]

Takšen tip črpanja podzemne vode iz gradbene jame imenujemo tudi sistem horizontalne

drenaže. Horizontalne drenaže so lahko: odprti jarki, rovske drenaže brez cevi z delom za

odvajanje vode iz filtriranega materiala (kamen, prod), cevne drenaže (armirano-betonske,

betonske, PVC cevi), drenažne galerije, drenažni podkopi.

Pri gradbenih jamah se z diafragmo doseže boljši efekt zniževanja podzemne vode, saj

diafragma kot prepreka podzemni vodi podaljša razdaljo pretoka vode iz zunanjega dela tal

v gradbeno jamo. Zaradi tega so armirano-betonska diafragma ali jekleni profili pogosto

uporabljeni rešitvi v primeru visokega nivoja podzemne vode v urbanem območju.

Slika 3.9 Zaščita gradbene jame z diafragmo in odprtim črpanjem

B) ZNIŽANJE NIVOJA PODTALNE VODE Z VODNJAKI

Pri tej metodi se v gradbeno jamo vgradi eden ali več vodnjakov pod zahtevano globino

izkopa, da bi podtalna voda zaradi gravitacijske sile tekla do vodnjaka. V vodnjak se vgradijo

močne potopne črpalke, ki omogočajo večje količine črpanja vode, ki doteka v gradbeno

jamo. Za boljše in učinkovitejše znižanje podtalnice gradbeno jamo varujemo z armirano

betonsko diafragmo, ki deluje kot pregradna stena za podzemne vode in podaljša pot pretoka

Drenaža v naklonu

Nivo podtalnice

Znižan nivo podtalnice

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 23

podzemne vode, zato je z diafragmo lažje vzdrževati projektirani nivo podtalnice. Globoki

vodnjaki so lahko različnega premera, oziroma dovolj velikega za vgradnjo črpalke ali cevi,

ki vodi k črpalki. Predvsem se uporabljajo premeri ⏀ 150 mm do ⏀ 1500 mm. Če želimo s

črpanjem podzemne vode iz vodnjakov znižati nivo podtalnice in da dno gradbene jame

ostane suho, mora biti globina vodnjaka najmanj 2 do 5 m pod površino izkopa, vendar ne

nižja od najnižjega nivoja podporne stene. Dosežena globina črpanja je lahko več kot 30 m,

odvisno od vrste tal, tipa črpalke v vrtini, funkcije črpalke, mej črpalke v globokih vrtinah.

Slika 3.10 prikazuje izvedbo globokih vodnjakov:

vrtanje vodnjaka in vgradnja varovalnih cevi s profilirano drenažo cevi na koncu,

vgradnja vodene črpalke v vodnjak in črpanje podtalne vode.

a) b)

Slika 3.10 Izvedba vodnjaka za črpanje: a) vrtanje b) profilirana drenažna cev

C) ZNIŽEVANJE NIVOJA PODTALNICE Z IGLOFILTRI

Zniževanje nivoja podtalnice z iglofiltri se izvaja s črpanjem z vakuumom. S to metodo se

večje število zbirnih cevi majhnega premera uvrta v tla in združi na črpalno cev večjega

premera. Tlorisno se zbirne cevi razporedijo v liniji ali v krožno, pravokotno ali trikotno

zaprto obliko. Zbirne cevi se vertikalno razporedijo na mrežo, veliko od 0.8 do 2 m. Iztoki

zbirnih cevi so priključeni na glavno zbirno cev, ki izčrpava s pomočjo vakuuma. Z

ustvarjanjem vakuuma se črpa voda iz tal in tako znižuje nivo podtalnice. Na vrhu zbirne

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 24

cevi so nameščene tudi šobe, ki služijo za rezanje tal pod visokim tlakom vode zaradi lažje

vgradnje zbirne cevi v tla. Prostor med tlemi in zbirno cevjo se zapolni s filtrom, da ne pride

do zablatenja. Zniževanje nivoja podtalnice z iglofiltri je učinkovito do globine tal 5 do 6 m.

Slika 3.11 Shema zniževanja nivoja gladine podtalnice z iglofiltri

V primeru, da je potrebno zniževanje podzemne vode na globini večji od 6 m, se priporoča

postavljanje zbirnih cevi po višinskih kampadah (Slika 3.12).

Slika 3.12 Zniževanje nivoja podzemne vode z iglofiltri v fazah

Zbirna cev

Nivo podtalnice

Cev povezana z vakuumsko črpalko

Nivo podtalnice

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 25

Princip iglofiltra in zniževanja nivoja vode z vakuumom lahko pojasnimo v U cevi, ki je

priključena na vakuumsko črpalko (Slika 3.13). Tlak znotraj zbirne cevi je manjši od tlaka

podtalnice, ki je izpostavljen atmosferskemu pritisku, kar povzroča sesanje podtalnice v

zbirno cev.

Slika 3.13 U cev, združena z vakuumsko črpalko

Vakuumska črpalka

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 26

4 ZNIŽEVANJE NIVOJA PODTALNICE V GRADBENI JAMI

GRADBIŠČA JAVNE PODZEMNE GARAŽE KAPUCINSKI TRG V

VARAŽDINU

4.1 Opis projekta

Gradbišče javne podzemne garaže Kapucinski trg se nahaja v bližini samega centra mesta

Varaždina. V neposredni bližini gradbišča so objekti, ki ne dopuščajo napak pri

projektiranju. Na vzhodni strani gradbišča je zgradba Hrvaške zavarovalnice (Croatia

Osiguranje), na severni trgovski center Vama, na zahodu in jugu pa prometne ceste.

Slika 4.1 Pozicija gradbišča podzemne garaže v urbanem območju [13]

Na lokaciji Kapucinskega trga v Varaždinu je zgrajena javna podzemna garaža z dvema

podzemnima etažama. Absolutna kota je na 171.80 m n. m. Dno izkopa je na koti 164.10 m

n. m. Teren je približno horizontalen s koto 171.40 m n. m., kar daje okvirno denivelacijo

izkopa 7.30 m. Tloris gradbene jame meri 79.35 m ∙ 81.10 m. [9]

Zaščitna konstrukcija gradbene jame je AB sidrana diafragma debeline 60 cm s povezovalno

gredo dimenzij 65 cm/80 cm. AB diafragma je globine 14.3 m. Zaščitna AB konstrukcija se

izvaja zaradi zavarovanja delovnega platoja gradbene jame pred vplivom podtalnice,

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 27

horizontalnih pritiskov in delovanjem lastne teže tal ter zunanje obremenitve sosednjih

objektov in prometnih obremenitev.

Prvo projektantsko rešitev za zaščito gradbene jame in izvedbo temeljenja v suhem je

predstavljal vodo neprepustni čep, sestavljen iz jet grouting slopov po celi tlorisni površini

gradbene jame in z zatesnitvijo dna celotne gradbene jame z jet grouting slopi, premera

160 cm, ki se preklapajo. Projektantu dr. sc. Krešu Ivandiću, dipl. ing. grad., je bila dana

možnost izvedbe preizkusnega črpanja, da se je lahko odločil, ali je potrebno kompletno

zatesnenje dna ali se bo izvršila korekcija v vertikalni in horizontalni dispoziciji

projektiranih slopov.

Izvedena so naslednja raziskovalna dela:

preiskovalno vrtanje,

raziskovalno črpanje,

laboratorijske raziskave.

PREISKOVALNO VRTANJE

Z namenom preizkušanja vodo nepropustnosti v gradbeni jami na Kapucinskem trgu v

Varaždinu so izvedli 6 raziskovalnih vrtnin z istočasno uporabo varovalnih cevi zunanjega

premera 146 mm in notranjega premera cevi 131 mm. Metoda vrtanja je naslednja – vrtanje

v suhem s cevmi s premerom 146 mm in istočasno vzpostavitev notranjega jedra cevi

premera 131 mm. Ta tehnologija vrtanja je bila izbrana, da se prepreči izpiranje drobnih

frakcij iz vrtanega materiala.

Izvedene so preiskovalne vrtine naslednjih globin:

B1 = –22 m B2 = –15 m B3 = –15 m

B4 = –15 m B5 = –15 m B6 = –7 m

V času vrtanja vrtin so bili vzeti vzorci za geotehnično laboratorijsko raziskovanje.

Geotehnično laboratorijsko raziskovanje vzorcev tal je bilo izvedeno v Geotehničnem

laboratoriju Geotehnične fakultete v Varaždinu, Univerze v Zagrebu.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 28

Situacija raziskovalnih vrtin je v Prilogi 8.1.1, profili sondažnih vrtin so v Prilogi 8.1.2,

vzdolžni geološki profil pa v Prilogi 8.1.3.

Z raziskovalnim vrtanjem smo dobili naslednje podatke:

– prod v tleh s prodniki od 5 do 7 cm na globini do 5 m,

– prod v tleh s peskom na globini od 5 do 7 m,

– plasti peska 0.20 m do 1.0 m na globini od 7 do 10 m,

– prod v tleh s primesjo peska in prodniki od 5 do 7 cm na globini od 8 do 11 m,

– pesek s prodom na globini od 11 do 15 m,

– pesek s prodom s prodniki velikosti od 15 cm na globini do 15 m.

Preiskovalne vrtine so pokazale, da se na globini manj kot 10 m nahaja peščena plast z

visokim koeficientom prepustnosti. Visoka prepustnost se je ugotovila po prehodu skozi

plast peska na globini med 7 in 10 m in po vstopu v plast proda, kjer je prišlo do nenadnega

znižanja podtalnice v vrtini. Nadaljnji preizkusi so bili izvedeni, da bi se preverila

prepustnost posameznih plasti.

Za potrebe raziskovanja nivoja podtalnice so bili v vseh raziskovalnih vrtinah vgrajeni

piezometri za opazovanje nivoja podtalnice.

Nivo podtalnice se nahaja na globini 3,50 m od terena oz. na absolutni nadmorski višini

171.80 m n. m. – 3.5 m = 168.3 m n. m.

RAZISKOVALNO ČRPANJE

Preizkusno črpanje je bilo potrebno izvesti zaradi hidrogeoloških parametrov vodonosnika

v peščeni plasti oz. gramozne plasti vodonosnika nad in pod peščeno plastjo.

Preizkusno črpanje v vrtinah je bilo izvedeno s potopno črpalko premera = 4˝ z

zmogljivostjo pretoka Q = 5 l/s in z največjo višino dviga vode H = 30 m.

Preizkusno črpanje je bilo izvedeno z metodo step testa s tremi različnimi zmogljivostmi

trikrat po 120 minut. Po izvedbi črpanja z merjenjem znižanja gladine podtalne vode je bil

merjen čas, da se nivo podtalnice vrne na prvotni nivo.

Vrtina B1, kot je navedeno zgoraj, je bila izvedena do globine 22 m. V njo je bil nameščen

piezometer iz PVC cevi s filtrom. V prostoru med vrtino in piezometrom je bila od dna do

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 29

zgornjega roba filtra vstavljena gramozna zapolnitev ter od zgornjega roba filtra do površine

vstavljen glinen material, pomešan z bentonitom.

S preizkusom črpanja v vrtini B1 so bili dobljeni rezultati, podani v tabeli 4.1.

Tabela 4.1 Preizkusno črpanje na vrtini B1 z metodo step testa

Vrtina: B1

# čas [min] globina vode [m]

1 0 –0.9 2 1 –2.4 3 2.5 –3 4 5 –4 5 10 –4.6 6 15 –4.65 7 20 –4.66 8 25 –4.67 9 30 –4.67 10 35 –4.67 11 50 –4.68 12 80 –4.7 13 120 –4.72 14 120 –5.9 15 121 –5.98 16 125 –6.05 17 130 –6.1 18 135 –6.1 19 140 –6.12 20 145 –6.12 21 150 –6.14 22 165 –6.2 23 180 –6.2 24 210 –6.2 25 240 –6.2 26 240 –8.3 27 242.5 –8.35 28 245 –8.45 29 250 –8.45 30 255 –8.46 31 260 –8.46 32 265 –8.46 33 270 –8.46 34 285 –8.47 35 300 –8.47 36 330 –8.48 37 360 –8.48 38 361 –2.3 39 363 –1.5 40 365 –0.95 41 367 –0.9

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 30

Iz priložene Tabele 4.1. lahko sklepamo, da s konstantnim črpanjem vode vzdržujemo skoraj

konstanten nivo podtalnice, oziroma po tem, ko doseže največjo zmogljivost črpanja črpalke

podtalne vode v vrtini, je "mirna" in ima blagi padec v času t.

LABORATORIJSKE RAZISKAVE

Laboratorijske raziskave so bile opravljene v Geotehničnem laboratoriju Geotehnične

fakultete v Varaždinu januarja 2011. Skupaj je bilo preizkušenih 38 porušenih vzorcev tal iz

vrtin B1 do B6.

Z laboratorijskimi raziskavami so določeni naslednji parametri:

fizikalne lastnosti vzorcev tal: vlaga v naravnem stanju,

klasifikacijski testi: konsistenčne meje vzorca tal, meja tečenja wL, meja plastičnosti

wP, indeks plastičnosti IP, indeks konsistence IC,

granulometrijska sestava tal,

ugotavljanje koeficienta prepustnosti,

Fizikalni parametri v posameznih vrtinah so prikazani v Prilogi 8.1.4.

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Glo

bin

a d

o v

od

e, h

[m

]

Čas, t [min]

Vrtnina B1 - raziskovalno črpanje z metodo step testa

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 31

Iz priloženih popisov vrtin sklepamo, da je na globini od 5 do 10 m, kjer je predvidena

najnižja kota podzemne garaže, koeficient prepustnosti v razponu od 8.8 10-3 do

1.2 10-3 cm/s.

Na podlagi teh podatkov se je v projektu odločilo, da se prvotna rešitev zapiranja dna z jet

grouting slopi ne izvede ter se pristopi k rešitvi z znižanjem nivoja podtalnice s črpanjem iz

5 vrtin, tlorisno razporejenih v gradbeni jami tako, da je glavni vodnjak v sredini gradbene

jame, ostali 4 pa v vogalih gradbene jame, vsi so povezani z drenažnimi kanali. Vsi vodnjaki

so izdelani tako, da se voda črpa iz gramoznega materiala nad plastjo peska. Globina

vodnjaka je 8,0 m, premera 600 mm z nameščenimi jeklenimi cevmi s premerom 400 mm,

z dolžino filtra 1.0 m na dnu vrtine. Med vodnjakom in jekleno cevjo je nameščen gramozni

zasip s cementom.

a) b)

Slika 4.2 a) Vrtanje vodnjaka B1 b) Filter dolžine 1,0 m na koncu vodnjaka

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 32

PREIZKUSNO ČRPANJE

V celotni gradbeni jami je bilo skupno izvedenih 5 vodnjakov za preizkusno črpanje

povezano s sistemom drenaž, kot je prikazano v Prilogi 8.1.5.

Preizkusno črpanje traja kontinuirano dva dni oziroma 48 ur, cilj je, da se doseže znižanje

nivoja podzemne vode 50 cm pod dnom gradbene ali na raven 163.60 m n. m.

Gladine podzemne vode so se merile v piezometrih znotraj in zunaj gradbene jame.

IZVEDBA DRENAŽNIH KANALOV

Tlorisna situacija izvedbe drenažnih kanalov in vrtin je prikazana v Prilogi 8.1.5. Sistem je

zasnovan tako, da je v sredini gradbene jame centralni vodnjak in v njega priteka podtalnica

s sistemom drenažnih kanalov. Drenažni kanali so narejeni tako da so postavljeni v smeri

zahod–vzhod, sever–jug, in diagonalno jugozahod–severovzhodno, severozahodno–

jugovzhodno. Preostali 4 vodnjaki so pozicionirani v vogalih gradbene jame, ki so povezani

z drenažnimi kanali diagonalno k centralnemu vodnjaku. Padec drenažnih cevi je 1.5 %, cevi

so profila = 160 mm. Z namestitvijo geotekstila ni treba skrbeti za pravilo filtrske

granulacije po pravilih filtra. Jarki so lahko z zunanje strani obloženi z geotekstilom, srednji

del pa napolnjen z grobim vodoprepustnim materialom.

Slika 4.3 Prerez drenažnega kanala [9]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 33

Slika 4.4 Črpanje podtalne vode na globini –3,5 m na gradbišču "Javne podzemne

garaže Kapucinski trg" v Varaždinu

Slika 4.4 prikazuje črpanje podtalne vode v fazi izvedbe vodnjaka B2. Z modro barvo so

označeni drenažni kanali, z rdečo pa vodnjaki.

ZAPIRANJE VODNJAKOV PO KONCU GRADNJE

Eno od vprašanj, ki se postavlja v teku izdelave objekta, je, kako zaprti vodnjake po koncu

gradnje. Vtok vode v vodnjake znaša 90 l/s, v eni minuti priteče v gradbeno jamo 5400 l

vode. Pritisk in hitrost vode sta tudi zelo velika. Nujno je bilo treba izdelati sistem za

izenačitev pritiska vode in hitrosti vode, detajlno obdelati mesto vodnjaka, da ne pride do

predora podtalne vode in do razpok v času življenjske dobe objekta. V prilogi je prikazan

detajl zapiranja vodnjaka na gradbišču "Javna podzemna garaža Kapucinski Trg" v

Varaždinu.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 34

5 IZRAČUN ZNIŽEVANJA PODTALNICE V RAČUNALNIŠKEM

PROGRAMU PLAXIS V8.

Numerično modeliranje obnašanja konstrukcije je bilo izvedeno v komercialnem programu

Plaxis V8. Izračuni so izvedeni v 2D, faze izračuna so usklajene s fazami izvajanja zaščite

gradbene jame. Lastnosti tal in nivo podtalnice so izražene v enotah, dobljenih iz geodetskih

raziskovalnih vrtin, vneseni podatki o AB diafragmi in geotehničnih sidrih so podatki,

dobljeni pri sami izvedbi projekta.

Ker gradbena jama tlorisno ni simetrično obkrožena z enakimi obremenitvami, sta izvedena

dva izračuna za dva različna prereza, da bi ugotovili povezavo med zunanjo obremenitvijo

in tokom podtalne vode. Izveden bo tudi izračun za primera dviga gladine podtalnice na

globino –0,5 m od diafragme, ki bi ustrezal v primeru dolgoročne intenzivnosti padavin in

povečanja pretoka reke Drave na Q1000, kot se je zgodilo jeseni leta 2014. Zaradi več in

bolj ekstremnih naravnih nesreč v svetu in v regiji menimo, da je potrebno faktorje vpliva

na 1000 let uporabljati za vse gradbene objekte v bližini velikih rek.

Izračun za prerez 1-1 v smeri sever–jug: na severni strani je nakupovalni center, na južni

strani so transportne poti za gradbišče, v prihodnosti pa bo na tem mestu park za prebivalce.

Izračun za odsek 2-2 v smeri zahod–vzhod: na zahodni strani je cesta z visoko intenzivnostjo

prometa, na vzhodni strani je 20 m od gradbene jame poslovna stavba s 5 nadstropji.

5.1 Lastnosti uporabljenih materialov

KONSTRUKCIJSKI ELEMENTI

Slika 5.1 vsebuje podatke ploščatega elementa (plate element), s katerim je simuliran

konstrukcijski element AB diafragma v računalniškem programu Plaxis.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 35

Slika 5.1 Vneseni parametri v programu Plaxis za diafragmo debeline 60 cm

EA je osna togost odseka in je enaka produktu modula elastičnosti betona (5.1) in površina

opazovanega prečnega prereza betona z dolžino 1 m (5.2.).

� = 25 000 000 ��/�� (5.1)

� = 0.60 � ∙ 1.0 � = 0.60 �� (5.2)

�� =�� ��� ���

��

� �∙�.�� � �

� �= 15 000 000 ��/� = 1.5 ∙ 10���/� (5.3)

EI je upogibna togost odseka, enaka produktu modula elastičnosti betona (5.1) in

vztrajnostnega momenta opazovanega prečnega prereza betona z dolžino 1 m (5.4).

� = (�� ∙ ℎ)/12 = (0.6 � � ∙ 1 �)/12 = 0.018 �� (5.4)

�� =�� ��� ���

��

� �∙�.��� � �

��= 450 000 ����/� (5.5)

w je teža konstrukcije na opazovanem odseku in je enaka produktu prostorninske teže

armiranega betona in prečnega prereza v opazovani dolžini 1 m.

Teža armiranega betona:

������� = 25 ��/�� (5.6)

� =�∙�

� �=

����

� � ∙�.� � �

� �= 15

��

�/� (5.7)

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 36

Cevi za vodnjake so izvedene iz jeklenih cevi debeline 1,5 cm, za modul elastičnosti jekla

je upoštevana vrednost � = 210 000 000 ��/��, površina opazovanega prečnega prereza

� = 0.015 �� in prostorninska teža jekla ������ = 78 ��/��.

Slika 5.2 Vneseni parametri v programu Plaxis za jeklene cevi vodnjaka

Zunanje stene zgradb okoli gradbene jame so predpostavljene debeline 60 cm, notranje stene

30 cm.

Slika 5.3 Upoštevani parametri v programu Plaxis za notranje stene 30 cm

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 37

PARAMETRI TAL

Pri majhnim deformacijah se tla obnašajo kot elastični material, pri večjih deformacijah pa

kot elastično plastični kontinuum. Zato modeliramo obnašanje tal z uporabo nelinearnega

hiperboličnega modela tal oz. Hardening Soil Model. Glede na vodoprepustnost tal so

predpostavljeni drenirani pogoji.

Tabela 5.1 prikazuje upoštevane parametre tal za izračun v Plaxisu.

Tabela 5.1 Parametri tal za Hardening Soil Model

Sloj ���� �� �� ���

��� ����

��� ���

��� � � � ������

[kN/m3] [m/s] [m/s] [kN/m2] [kN/m2] [kN/m2] -- [kN/m2] ° --

MH 19 1.5 ∙ 10-3 1.5 ∙ 10-4 2.5 ∙ 104 2.5 ∙ 104 1.0 ∙ 105 0.5 4 29 0.8

GM 20 1.5 ∙ 10-4 1.5 ∙ 10-5 4.5 ∙ 104 4.5 ∙ 104 1.8 ∙ 105 0.5 1 33 0.8

GW/SC 20 1.5 ∙ 10-4 1.5 ∙ 10-5 7.5 ∙ 104 7.5 ∙ 104 2.8 ∙ 105 0.5 1 35 0.8

S 21 1.5 ∙ 10-4 1.5 ∙ 10-5 7.5 ∙ 104 7.5 ∙ 104 2.8 ∙ 105 0.5 4 29 0.8

DRENAŽA 23 0.01 0.01 5.0 ∙ 104 5.0 ∙ 104 1.5 ∙ 105 0.5 3 24 0.8

ASFALT 24 1.0 ∙ 10-9 1.0 ∙ 10-8 4.5 ∙ 104 4.38 ∙ 104 1.0 ∙ 105 0.5 12 29 0.8

BETON 24 ----------- ----------- 27264 27264 3.0 ∙ 105 0.5 513 35 0.8

Nedrenirani material in Tension cut off tensile strength = 750 kN/m2

PREDNAPETA GEOTEHNIČNA SIDRA

Zbrana sidra imajo kakovost jekla �� �,�� = 1650�

�� � in ��� = 1860�

�� �, 4-vrvno sidro s

premerom vrvi 0.6” (1.524 cm) z maksimalno nosilnostjo 840 kN za napetost 0.85∙��� ali

0.75∙�� na medsebojni razdalji 2.7 m in v nagibu 20° in 45°.

Prosti del sidra

EA je osna togost odseka enaka produktu modula elastičnosti jekla (5.8) in površine prereza

ene vrvi sidra (5.9.).

������ = 195 000 000 ��/�� (5.8)

���� =�.������ �

�∙ � = 1.824 ∙ 10�� �� (5.9)

�� = 195 000 000��

� � ∙ 1.824 ∙ 10�� �� ∙ 4��� = 142272�� (5.10)

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 38

Vezni del sidra

Za vezni del sidra je treba upoštevati razmak med sidri, ki v našem primeru znaša 2,7 m.

�� =��� ��� ���

��

� �∙ �.��� ∙���� � �∙����

�.� �= 52696.94 �� (5.11)

Slika 5.4 Upoštevani parametri za prosti in vezni del sidra

5.2 Izračun toka podtalnice v prerezu 1-1

V Prilogi 8.1.6 je prikazan računski model prereza 1-1 v računalniškem programu Plaxis.

Za prerez 1-1 so upoštevane naslednje faze izračuna:

1. izračun začetnih napetosti,

2. izgradnja nakupovalnega centra,

3. odstranjevanje asfalta in izkop do globine –1.0 m od ±0.00,

4. izvedba diafragme,

5. izkop do globine –2.0 m (nivo podtalne vode) od ±0.00 in vgradnja sidra na južni strani,

6. izkop do globine –4.0 m od ±0.00 in vgradnja sidra na severni strani – zniževanje nivoja

podtalne vode,

7. izkop do globine –6.0 m od ±0.00 – zniževanje nivoja podtalne vode, aktiviranje

vodnjaka,

8. povečanje zunanjega neugodnega vpliva �� = 1.30 in �/� redukcijska analiza do ��� =

1.25 – opazovanje dotoka vode v gradbeno jamo,

9. Parametri tal, reducirani za �� = 1.25 – opazovanje dotoka vode v gradbeno jamo,

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 39

10. dvig nivoja podtalne vode na –0.5 m od ±0.00 – opazovanje dotoka vode v gradbeno

jamo

Slika 5.5 Prerez 1-1 prikaz vektorjev toka vode v 6. fazi izračuna brez aktiviranih

vodnjakov

Slika 5.5 prikazuje vektorje toka vode po izkopu na globino –4 m oz. –2 m pod nivojem

podtalnice. V prerezu A-A, ki je na globini izkopa –4 m, je odčitan dotok vode v gradbeno

jamo 92.91∙10-6 m3/s/m.

Preračun:

92.91 ∙ 10�� ��/�/� ∙ 1000 �/�� ∙ 80 � = 7.43 �/�

V Prilogi 8.1.7 je prikazan prerez A-A za 6. fazo izračuna prerez 1-1.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 40

Slika 5.6 Prerez 1-1 prikaz vektorjev toka vode v 7. fazi izračuna brez aktiviranih

vodnjakov

V prerezu A-A, ki je na globini izkopa –6 m, je odčitan dotok vode v gradbeno jamo brez

aktiviranih vodnjakov 71.57∙10-6 m3/s/m.

Preračun:

71.57 ∙ 10�� ��/�/� ∙ 1000 �/�� ∙ 80 � = 5.72 �/�

V Prilogi 8.1.8 je prikazan prerez A-A za 7. fazo izračuna prerez 1-1.

Slika 5.7 Prerez 1-1 – prikaz vektorjev toka vode v 7. fazi izračuna z aktiviranimi vodnjaki

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 41

V prerezu A-A, ki je na globini izkopa –6 m je odčitan vtok vode v gradbeno jamo iz

aktiviranih vodnjakov 154.23 ∙ 10-6 m3/s/m.

Preračun:

154.23 ∙ 10�� ��/�/� ∙ 1000 �/�� ∙ 80 � ∙ 3 vodnjaki = 37.02 �/�

V Prilogi 8.1.9 je prikazan prerez A-A za 7. fazo izračuna prereza 1-1.

Slika 5.8 Prerez 1-1 v 8. fazi izračuna, skupni pomiki v tleh

Slika 5.8 prikazuje skupne pomike v tleh po povečanju zunanjih neugodnih vplivov za faktor

1.30 in po �/� analizi do ��� = 1.25. Maksimalni pomik je na desni strani gradbene jame

pri nakupovalnem centru in je enak 45.27 ∙ 10-3 m = 0.045 m = 4.53 cm.

Pretok podtalnice v gradbeno jamo se ni spremenil in znaša po �/� analizi 37.02 l/s.

V 9. fazi so parametri slojev tal reducirani za �� = 1.25 (Tabela 5.2).

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 42

Tabela 5.2 Reducirani parametri slojev tal za c = 1.25, Hardening Soil Model

Sloj ���� �� �� ���

��� ����

��� ���

��� � � � ������

[kN/m3] [m/s] [m/s] [kN/m2] [kN/m2] [kN/m2] -- [kN/m2] ° --

MH 19 1.5 ∙ 10-3 1.5 ∙ 10-4 2.5 ∙ 104 2.5 ∙ 104 1.0 ∙ 105 0.5 3.2 23.92 0.8

GM 20 1.5 ∙ 10-4 1.5 ∙ 10-5 4.5 ∙ 104 4.5 ∙ 104 1.8 ∙ 105 0.5 0.8 27.45 0.8

GW/SC 20 1.5 ∙ 10-4 1.5 ∙ 10-5 7.5 ∙ 104 7.5 ∙ 104 2.8 ∙ 105 0.5 0.8 29.25 0.8

S 21 1.5 ∙ 10-4 1.5 ∙ 10-5 7.5 ∙ 104 7.5 ∙ 104 2.8 ∙ 105 0.5 3.2 23.92 0.8

DRENAŽA 23 0.01 0.01 5.0 ∙ 104 5.0 ∙ 104 1.5 ∙ 105 0.5 2.4 19.61 0.8

ASFALT 24 1.0 ∙ 10-9 1.0 ∙ 10-8 4.5 ∙ 104 4.4∙ 104 1.0 ∙ 105 0.5 9.6 23.91 0.8

BETON 24 --------- ---------- 27264 27264 3.0 ∙ 105 0.5 513 35 0.8

Nedrenirani material in Tension cut off tensile strength = 750 kN/m2

Z izračunom z reduciranimi parametri tal se vtok podtalnice v gradbeno jamo ni znatno

povečal in znaša 155.35 ∙ 10-6 m3/s/m, v Prilogi 8.1.10 je prikazan prerez A-A za ta primer.

Dotok vode v gradbeno jamo znaša:

155.35 ∙ 10����/�/� ∙ 1000 �/�� ∙ 80 � ∙ 3 vodnjaki = 37.28 �/�

Slika 5.9 prikazuje 10. fazo izračuna, nivo talne vode je 0,5 m pod terenom, vtok podtalnice

v gradbeno jamo znaša 210.15 ∙ 10-6 m3/s/m, v Prilogi 10 je prikazan prerez A-A za ta

primer.

Dotok vode v gradbeno jamo znaša:

210.15 ∙ 10�� ��/�/� ∙ 1000 �/�� ∙ 80 � ∙ 3 vodnjaki = 50.44 �/�

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 43

Slika 5.9 Prerez 1-1 v 10. fazi izračuna s prikazom vektorjev pretoka vode

5.3 Izračun pretoka podtalnice v prerezu 2-2

V Prilogi 8.1.12 je prikazan računski model prereza 2-2 v računalniškem programu Plaxis

V8.

Za prerez 2-2 so izvedene naslednje faze izračuna:

1. izračun začetnih napetosti,

2. izvedba poslovne stavbe,

3. odstranjevanje asfalta in izkop do globine –1.0 m od ±0.00,

4. izvedba diafragme,

5. izkop do globine –2.0 m (nivo podtalne vode) od ±0.00 in vgradnja sidra na zahodni in

vzhodni strani,

6. izkop do globine –4.0 m od ±0.00 – nižanje nivoja podtalne vode,

7. izkop do globine –6.0 m od ±0.00 – nižanje nivoja podzemne vode,

8. aktiviranje vodnjakov na –6.0 m,

9. povečanje zunanjega neugodnega vpliva �� = 1.30 in �/� analiza do ��� = 1.25 –

opazovanje dotoka vode v gradbeno jamo,

10. parametri tal, reducirani za �� = 1.25 – opazovanje dotoka vode v gradbeno jamo,

11. višanje nivoja podtalne vode na –0.5 m od ±0.00 – opazovanje dotoka vode v gradbeno

jamo.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 44

Slika 5.10 Prerez 2-2 – prikaz vektorjev pretoka vode v 6. fazi izračuna brez aktiviranih

vodnjakov

Slika 5.10 prikazuje vektorje pretoka vode po izkopu na globino –4 m oz. –2 m pod nivojem

podtalnice. Na prerezu A-A, ki je na globini izkopa –4 m, je odčitan dotok vode v gradbeno

jamo 50.82 ∙ 10-6 m3/s/m.

Preračun:

50.82 ∙ 10�� ��/�/� ∙ 1000 �/�� ∙ 80 � = 4.07 �/�

V Prilogi 8.1.13 je prikazan prerez A-A za 6. fazo izračuna prereza 2-2.

Na prerezu A-A, ki je na globini izkopa –6 m, je odčitan dotok vode v gradbeno jamo brez

aktiviranih vodnjakov enak 114.85 ∙ 10-6 m3/s/m.

Preračun:

114.85 ∙ 10�� ��/�/� ∙ 1000 �/�� ∙ 80 � = 9.19 �/�

V Prilogi 8.1.14 je prikazan prerez A-A za 7. fazo izračuna prereza 2-2.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 45

Slika 5.11: Prerez 2-2 – Prikaz vektorjev pretoka vode v 7. fazi izračuna brez aktiviranih

vodnjakov

Z aktiviranjem vodnjaka se vtok podtalnice v gradbeno jamo poveča na globini –6 m na

141.72 ∙ 10-6 m3/s/m. V Prilogi 8.1.15 je prikazan prerez A-A za 8. fazo izračuna prereza 2-

2.

Preračun:

141.72 ∙ 10�� ��/�/� ∙ 1000 �/�� ∙ 80 � ∙ 3 �������� = 34.01 �/�

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 46

Slika 5.12 Prerez 2-2 – Prikaz vektorjev pretoka vode v 8. fazi izračuna z aktiviranimi

vodnjaki

Slika 5.13 Prerez 2-2 v 9. fazi izračuna, skupni pomik tal

Slika 5.13 podaja pomike tal po povečanju zunanjih neugodnih vplivov za faktor 1.30 in po

preračunu s �/� redukcijsko analizo do ��� = 1.25, maksimalni pomik je na levi strani

gradbene jame ob prometnici in je enak 59.79 ∙ 10-3 m = 0.0598 m = 5.98 cm.

Dotok podtalnice v gradbeno jamo se je zmanjšal in znaša po �/� redukcijski analizi

32.65 l/s. V Prilogi 8.1.16 je prikazan diagram vtoka podtalne vode za ta primer.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 47

V 10. fazi so parametri tal reducirani za �� = 1.25 (Tabela 5.2). Izračun z reduciranimi

parametri tal je dal zmanjšano količino vtoka podtalnice v gradbeno jamo in znaša

141.72 ∙ 10-6 m3/s/m, v Prilogi 8.1.17 je prikazan prerez A-A za ta primer.

Preračun:

141.72 ∙ 10�� ��/�/� ∙ 1000 �/�� ∙ 80 � ∙ 3 �������� = 34.01 �/�

V 11. fazi izračuna (Slika 5.14) je nivo podtalne vode 0,5 m pod terenom, vtok podtalnice v

gradbeno jamo znaša 185.52 ∙ 10-6 m3/s/m, v Prilogi 18 je prikazan prerez A-A za ta primer.

Preračun vtoka v gradbeno jamo:

185.52 ∙ 10�� ��/�/� ∙ 1000 �/�� ∙ 80 � ∙ 3 �������� = 44.52 �/�

Slika 5.14 Prerez 2-2 v 11. fazi izračuna s prikazom vektorjev vtoka vode

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 48

5.4 Obdelava podatkov

VTOK PODTALNICE V GRADBENO JAMO

V naslednji tabeli so prikazani vsi rezultati vtoka vode v gradbeno jamo za faze analiz za

prereza 1-1 in 2-2.

Tabela 5.3 Izračuni vtoka podtalnice v gradbeno jamo

GLOBINA OPIS IZRAČUNA PREREZ

1-1 2-2

[m] [l/s] [l/s]

-4.00 brez vodnjakov 7.43 4.07

-6.00 brez vodnjakov 5.72 9.19

-6.00 z vodnjaki 37.02 34.01

-6.00 �� = 1.35 �/� ��� = 1.25 37.02 32.65

-6.00 ��.� = 1.25 37.28 34.01

-6.00 Q1000 50.44 44.52

Merodajni dotok je največji pretok Q1000 = 50.44 l/s.

Dotok vode v gradbeno jamo je določen z analitičnim izrazom:

� =�∙�∙(�����)

�������� (Dupuit) (5.12)

R = vplivni radij

RA = radij nadomestnega kroga

A = površina, ki jo zajemajo vodnjaki

H = višina od nivoja podtalne vode do slabo prepustnega sloja tal

h = višina od slabo prepustnega sloja tal do nivoja znižane podtalne vode

s = višina od obstoječega nivoja podtalne vode do nivoja znižane podtalne vode

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 49

Slika 5.15 Skica prereza gradbene jame

k = 1.5 ∙ 10-4 m/s

s = 4.5 m

H = 28.0 m

h = 23.5 m

A = 80.0 m ∙ 80.0 m = 6400 m2

R = 3000 ∙ � ∙ √� = 3000 ∙ 4.5 ∙ √1.5 ∙ 10�� = 165.34 �

RA = ��

�= �

����

�.��= 45.14 �

Z vnosom zgoraj navedenih enot v enačbo (5.12) dobimo naslednjo vrednost vtoka vode v

gradbeno jamo.

� =� ∙ 1.5 ∙ 10�� ∙ (28� − 23.5�)

�� 165.34 − �� 45.14= 0.08412

��

�∙ 1000�/�� = 84.12 �/�

Razlika med vtokom vode, določenim z računalniškim izračunom in analitičnim izračunom,

je 84.12 l/s – 50.44 l/s = 33.68 l/s.

Pri upoštevanju vseh zgoraj navedenih izračunov predvidevamo vtok vode v gradbeno jamo

v območju od 60 do 90 l/s in v ekstremnih razmerah v kratkem času 90 l/s ∙ 1.5 = 135 l/s.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 50

6 ZAKLJUČEK

Odpiranje gradbene jame je prvi gradbeni proces v času gradnje. Kadar je v zemeljskem

polprostoru v območju gradbene jame prisotna podtalnica, je treba še posebej skrbno

pristopiti k odpiranju gradbene jame. Prisotnost vode v gradbeni jami lahko znatno poviša

stroške gradnje. V magistrskem delu je obravnavano kontrolirano zniževanje podzemne

vode v gradbenih jamah.

Današnja računalniška tehnologija nam omogoča, da hitro in enostavno pridemo do

rezultatov analiz odpiranja gradbene jame ob prisotnosti podtalne vode, s pomočjo

programskih orodij lahko simuliramo faze gradnje, preverjamo notranje obremenitve v

konstrukcijskih elementih, deformacije in pretok vode v tleh.

V obravnavanem primeru izvedbe gradbene jame ob prisotnosti podtalnice na Kapucinskem

trgu v Varaždinu je bila prvotna rešitev zaščite gradbene jame pred dotokom vode v

gradbeno jamo predlagana izvedba tesnilne stene in zapiranje dna z jet grouting injektiranimi

stebri. Na tlorisni površini 80,0 m ∙ 80,0 m je takšna rešitev časovno in finančno dražja od

črpanja. Prav tako je oteženo preverjanje izvedbe jet grouting stebrov v dnu gradbene jame.

Vsaka tehnologija ima svoje prednosti in slabosti. Pri črpanju podtalnice je treba konstantno

izvajati opazovanje okoliških stavb, raven podtalnice v okolici in v gradbeni jami. Načrtovati

je treba rezervne črpalke in generator v primeru izpada električne energije, oboje mora biti

na voljo takoj. Izvajati je treba stalni nadzor črpanja, 24 ur na dan.

V konkretnem primeru sta bili odločilni zaznava slabo prepustnega sloja peska v tleh in

izvedba raziskovalnih vodnjakov za določitev koeficienta prepustnosti. Na osnovi tega se je

pridobilo ključne ugotovitve in sklepe, da je najprimernejša rešitev v obravnavanem primeru

znižanje in črpanje podtalne vode iz vodnjakov v gradbeni jami.

Do teh ugotovitev je privedel vložek investitorja v raziskovalne vrtine na več mestih,

raziskave vodoprepustnosti na tem področju in laboratorijske raziskave.

Inženirji in projektanti morajo vlagateljem, ki so praviloma nestrokovnjaki, primerno

predstaviti pomembnost obsega preiskav tal, saj lahko le s primerno količino in obsegom v

nadaljnjih fazah gradnje pride do prihrankov in ustrezne hitrosti izvedbe.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 51

7 VIRI, LITERATURA

[1] Nonveiller E.: Mehanika tla i temeljenje građevina, Školska knjiga, Zagreb, 1981

[2] Lukacki D. M., Pink M. N.: Složeno fundiranje stabilnost kosina i drenaže, Glava V,

Gradjevinska knjiga, Beograd, 1975

[3] Macuh B.: Zemeljska dela in temeljenje, Fakulteta za gradbeništvo, Univerza v

Mariboru, Maribor, 2011

[4] Macuh B.: Zapiski predavanj Sidranje geotehničnih objektov, Fakulteta za

gradbeništvo, Univerza v Mariboru, Maribor, 2014

[5] Soldo B.: Predavanja Geomehanika in Temeljenje, Graditeljstvo, Sveučilište Sjever,

Varaždin, 2012

[6] Orešković M., Ivandić K., Lebo Ž.: Zaštita duboke građevinske jame u složenim

uvjetima urbane sredine

[7] Firbas I.: Geomehanska zasnova varovanja globoke gradbene jame in uporaba

geomehanskih sider iz vlaken, diplomsko delo, Fakulteta za gradbeništvo, Univerza

v Mariboru, 2010.

[8] Budhu M.: Soil Mehanics and Foundations, John Wiley & Sons, New York, 2010

[9] Geokod d. o. o.: Izvedbeni projekt javne podzemne garaže na Kapucinskom trgu u

Varaždinu, Zagreb, lipanj 2011.

[10] Izvješće o rezultatima geomehaničkih laboratorijskih ispitivanja, Građevina:

Podzemna garaža, Lokacija: Kapucinski trg Varaždin, Arhivski broj: 35/11.-02,

Varaždin, siječanj, 2011. Zavod za geotehniku – Geotehnički laboratorij

Geotehničkog fakuleta u Varaždinu, 2011

[11] Szavits-Nossan V: Procesi tečenja u tlu i stijeni

[12] http://osp.mans.edu.eg/soilhydraulics/ch8.htm, 27. 9. 2015

[13] https://www.google.hr/maps/@46.305385,16.3353159,17.71z 20. 4. 2016.

[14] https://www.scribd.com/document/59232003/%C5%BDMURJE-MMMMMM

20. 9. 2015.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 52

8 PRILOGE

8.1 Grafične priloge

8.1.1 Situacija sondažnih vrtin [10]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 53

8.1.2 Profili sondažnih vrtin [10]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 54

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 55

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 56

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 57

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 58

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 59

8.1.3 Vzdolžni geološki profil [10]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 60

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 61

8.1.4 Parametri tal v sondažnih vrtinah [10]

Glo

bin

a [m

]

Nar

avn

a v

lag

a w

D [

%]

Mej

a te

čen

ja w

L [

%]

Mej

a p

last

ično

sti

wP

[%

]

Inde

ks

plas

tičn

ost

i I P

[%

]

Pro

d [

%]

Pes

ek [

%]

Mel

j [%

]

Gli

na [

%]

Ko

efic

ien

t p

repu

stn

ost

i –

sred

nja

vre

dno

st k

10

[cm

/s]

UC

S k

lasi

fik

acij

a

Vrtina B1

5.00-5.30 14.16 28.21 15.24 12.97 49.3 24.5 18.4 7.8 2.4 ∙ 10-5 GC s peskom

6.30-6.50 10.52 35.5 53.7 10.8 1.5 ∙ 10-3 SW-SM s prodom

9.30-9.70 4.67 71.8 22.5 5.64 1.5 ∙ 10-2 GP-GM s peskom

12.30-12.70 5.36 58.5 35.1 6.4 6.3 ∙ 10-3 GP-GM s peskom

19.70-20.00 14.83 22.05 12.89 9.16 37.4 42.7 15.3 4.6 2 ∙ 10-4 SC s prodom

21.30-21.70 6.4 74.5 20.9 4.59 2.5 ∙ 10-2 GP s peskom

Vrtina B2

5.50-5.80 4.07 64.38 24.84 10.78 5 ∙10-5 GP-GM s peskom

7-7.30 7.89 13.08 78.15 8.76 5.2 ∙ 10-3 SP-SM

8.50-9.00 7.03 13.08 78.15 8.76 1.2 ∙ 10-3 GW-GM s peskom

11.50-12.00 5.70 63.11 26.41 10.48 2.6 ∙ 10-4 GP-GM s peskom

Vrtina B3

5.10-6.30 6.83 45.08 44.28 10.64 2.9 ∙ 10-5 GP-GM s peskom

7-7.30 13.97 1.31 90.10 8.59 4.0 ∙ 10-3 SP-SM

7.70-8.00 4.69 64.71 31.29 4.00 8.8 ∙ 10-3 GP s peskom

9.50-9.70 5.08 69.41 25.67 4.93 1.6 ∙ 10-2 GW s peskom

Vrtina B4

6.70-7.00 11.57 12.23 78.72 9.04 3 ∙ 10-3 SP-SM

8.50-8.80 12.47 22.90 68.88 8.22 5.7 ∙ 10-3 SP-SM s prodom

9.70-10.00 4.08 64.58 28.34 7.08 8.5 ∙ 10-3 GP-GM s peskom

13.00-13.40 2.79 71.10 23.85 5.04 2.3 ∙ 10-2 GW-GM s peskom

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 62

Glo

bin

a [m

]

Nar

avn

a v

lag

a w

D [

%]

Mej

a te

čen

ja w

L [

%]

Mej

a p

last

ično

sti

wP

[%

]

Ind

eks

plas

tičn

ost

i I P

[%

]

Pro

d [

%]

Pes

ek [

%]

Mel

j [%

]

Gli

na [

%]

Ko

efic

ien

t p

repu

stn

ost

i –

sred

nja

vre

dno

st k

10

[cm

/s]

UC

S k

lasi

fik

acij

a

Vrtina B5

3.70-4.00 4.60 68.86 26.45 4.69 6.8 ∙ 10-2 GW s peskom

5.00-5.30 4.80 52.86 39.21 7.93 5.4 ∙ 10-3 GP-GM s peskom

6.80-7.00 5.86 51.40 34.88 11.92 1.80 1.2 ∙ 10-3 GM s peskom

Vrtina B6

6.00-6.30 6.79 55.04 31.23 11.74 1.99 1.210-3 GM s peskom

8.80-9.00 6.67 55.47 31.95 10.90 1.68 5.710-3 GM s peskom

12.60-12.80 21.59 30.53 16.34 14.19 0.68 72.83 18.27 8.22 2.410-5 SC

12.60-14.00 24.59 27.68 15.62 12.1 5.91 74.20 14.34 5.55 2.610-4 SC

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 63

8.1.5 Situacija vodnjakov in drenaž v gradbeni jami [9]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 64

8.1.6 Prerez 1-1 računski model

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 65

8.1.7 Prerez 1-1 6. faza

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 66

8.1.8 Prerez 1-1 7. faza brez vodnjakov

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 67

8.1.9 Prerez 1-1 7. faza z vodnjaki

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 68

8.1.10 Prerez 1-1 9. faza

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 69

8.1.11 Prerez 1-1 10. faza

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 70

8.1.12 Prerez 2-2 računski model

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 71

8.1.13 Prerez 2-2 6. faza

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 72

8.1.14 Prerez 2-2 7. faza

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 73

8.1.15 Prerez 2-2 8. faza

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 74

8.1.16 Prerez 2-2 9. faza

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 75

8.1.17 Prerez 2-2 10. faza

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 76

8.1.18 Prerez 2-2 11. faza

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 77

8.1.19 Zapiranje centralnega vodnjaka C po koncu izgradnje podzemne garaže na

Kapucinskem trgu [9]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 78

8.1.20 Zapiranje vodnjaka B1–B4 po koncu izgradnje podzemne garaže na Kapucinskem

Trgu [9]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 79

8.2 Seznam slik

Slika 2.1 Tlorisne razporeditve injektiranih stebrov [5] 4

Slika 2.2 Izvedba lihih elementov armirano betonske diafragme [1] 5

Slika 2.3 Izvedba sodih elementov armirano betonske diafragme [1] 5

Slika 2.4 Prerezi profilov jeklenih zagatnic [14] 6

Slika 3.1 Piezometrična višina 8

Slika 3.2 Razlika med višino podtalne vode Δh 9

Slika 3.3 Razmerje koeficienta prepustnosti in koeficienta por za zelo mehko glino v zalivu San

Francisca 51 [11] 10

Slika 3.4 Shema laboratorijske naprave za merjenje koeficienta prepustnosti s konstantnim

hidravličnim padcem 12

Slika 3.5 Shema laboratorijske naprave za merjenje koeficienta prepustnosti s spremenljivim

hidravličnim padcem 13

Slika 3.6 Merjenje koeficienta prepustnosti z barvo 15

Slika 3.7 Merjenje koeficienta prepustnosti s črpanjem iz vodnjaka 16

Slika 3.8 Shema zniževanja podzemne vode z odprtim črpanjem in sistemom drenaž 21

Slika 3.9 Zaščita gradbene jame z diafragmo in odprtim črpanjem 22

Slika 3.10 Izvedba vodnjaka za črpanje: a) vrtanje b) profilirana drenažna cev 23

Slika 3.11 Shema zniževanja nivoja gladine podtalnice z iglofiltri 24

Slika 3.12 Zniževanje nivoja podzemne vode z iglofiltri v fazah 24

Slika 3.13 U cev, združena z vakuumsko črpalko 25

Slika 4.1 Pozicija gradbišča podzemne garaže v urbanem območju [13] 26

Slika 4.2 a) Vrtanje vodnjaka B1 b) Filter dolžine 1,0 m na koncu vodnjaka 31

Slika 4.3 Prerez drenažnega kanala [9] 32

Slika 4.4 Črpanje podtalne vode na globini –3,5 m na gradbišču "Javne podzemne garaže

Kapucinski trg" v Varaždinu 33

Slika 5.1 Vneseni parametri v programu Plaxis za diafragmo debeline 60 cm 35

Slika 5.2 Vneseni parametri v programu Plaxis za jeklene cevi vodnjaka 36

Slika 5.3 Upoštevani parametri v programu Plaxis za notranje stene 30 cm 36

Slika 5.4 Upoštevani parametri za prosti in vezni del sidra 38

Slika 5.5 Prerez 1-1 prikaz vektorjev toka vode v 6. fazi izračuna brez aktiviranih vodnjakov 39

Slika 5.6 Prerez 1-1 prikaz vektorjev toka vode v 7. fazi izračuna brez aktiviranih vodnjakov 40

Slika 5.7 Prerez 1-1 – prikaz vektorjev toka vode v 7. fazi izračuna z aktiviranimi vodnjaki 40

Slika 5.8 Prerez 1-1 v 8. fazi izračuna, skupni pomiki v tleh 41

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 80

Slika 5.9 Prerez 1-1 v 10. fazi izračuna s prikazom vektorjev pretoka vode 43

Slika 5.10 Prerez 2-2 – prikaz vektorjev pretoka vode v 6. fazi izračuna brez aktiviranih

vodnjakov 44

Slika 5.11: Prerez 2-2 – Prikaz vektorjev pretoka vode v 7. fazi izračuna brez aktiviranih

vodnjakov 45

Slika 5.12 Prerez 2-2 – Prikaz vektorjev pretoka vode v 8. fazi izračuna z aktiviranimi vodnjaki 46

Slika 5.13 Prerez 2-2 v 9. fazi izračuna, skupni pomik tal 46

Slika 5.14 Prerez 2-2 v 11. fazi izračuna s prikazom vektorjev vtoka vode 47

Slika 5.15 Skica prereza gradbene jame 49

8.3 Seznam tabel

Tabela 2.1 Načini izvedbe gradbenih jam v različnih pogojih podtalnice [1] 3

Tabela 3.1 Koeficient prepustnosti nekaterih vrst tal 10

Tabela 3.2 Obrazci za izračun koeficienta filtracije k na osnovi črpanja iz izoliranih idealnih vrtin v

primeru stalnega režima filtracije [2] 19

Tabela 4.1 Preizkusno črpanje na vrtini B1 z metodo step testa 29

Tabela 5.1 Parametri tal za Hardening Soil Model 37

Tabela 5.2 Reducirani parametri slojev tal za c = 1.25, Hardening Soil Model 42

Tabela 5.3 Izračuni vtoka podtalnice v gradbeno jamo 48

8.4 Naslov študenta

Alen Čatak

Lug 2

42204 Turčin, Kneginec Gornji, Hrvaška

Tel.: (00385) 99 316 3434

e-mail: [email protected]

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 81

8.5 Kratek življenjepis

Rojen sem 19. 9. 1990 v Bosanski Gradiški v Bosni in Hercegovini, v času domovinske

vojne za Hrvaško in razpada Jugoslavije. Leta 1993 sem se preselil na Hrvaško v občino

Bednja in kasneje v mesto Varaždin, ker je mama s Hrvaške. V Varaždinu sem od malih nog

kazal zanimanje za tehniška znanja, v osnovni šoli sem se vključil v dodatni pouk tehniške

kulture, kjer sem pridobil osnovno znanje iz fizike. Zaradi vse večjega interesa za tehniko in

gradnjo sem se leta 2005 vpisal na Srednjo rudarsko in kemijsko šolo v Varaždinu – smer

gradbeni tehnik, kjer sem dobil prvo strokovno kvalifikacijo za gradbenega tehnika za

visokogradnje. Po tem sem se vpisal na študij gradbeništva na takratnem Veleučilištu v

Varaždinu, danes Sveučilištu Sjever, in po treh letih študija zaključil študij in postal

diplomirani inženir gradbeništva – VS. Leta 2012 sem se vpisal na magistrski študij na

Fakulteti za gradbeništvo Univerze v Mariboru. Leta 2014 sem dobil prve ponudbe za delo,

tako da sem že kot študent praktikant začel opravljati službo na raziskovalnih vrtinah in

sanacijah plazov v geotehničnem podjetju Geo-Croatia iz Varaždina. Prvo resno delo sem

dobil kot absolvent na delovnem mestu pripravnika za vodjo gradbišča v gradbenem podjetju

Kontura iz Varaždina, kjer sem delal v času pisanja tega magistrskega dela.

Kontrolirano zniževanje talne vode v gradbenih jamah Stran 82

8.6 Izjava o avtorstvu

162,3

0

JAV

NA

PO

DZ

EM

NA

GA

RA

ŽA

KA

PU

CIN

SKI T

RG

ZA

TV

AR

AN

JE

SR

ED

IŠN

JEG

BU

NA

RA

C

M 1

:25

16

4,9

0

80

Izvedena te

me

ljna

plo

ča o

bje

kta

16

3,9

0

5m

do

izve

de

ne

ab

tem

eljn

e p

loče

za

ravn

an

a p

od

log

a-šlju

nak

razd

jeln

i geote

kstilg

rađ

evin

ska

folija

po

dlo

žn

i be

ton 8

-10 cm

hid

roizo

lacija

cca 20

16

4,1

0

LIST:

MJERILO:

1:25

DATUM:

C1-1V/20

12

za

ravn

an

a p

od

log

a-šlju

nak

po

dlo

žn

i be

ton

15-2

0 cm

hid

roizo

lacija

b

eto

nska

po

dlo

ga

-za

štita

hid

roizo

lacije

8 cm

arm

.be

t. tem

eljn

a p

loča

obje

kta-8

0cm

FA

ZA

D-I.

pro

du

blje

ni d

iop

odlo

žno

g b

eto

na

30

reza

nje

bu

nara

čeličn

a ili P

EH

D cije

v

4. P

osta

vlja

nje

vodnih

pu

mpi u

nuta

r PV

C c

ijevi

zare

ziv

an

je P

VC

cijevi

na d

ijelo

vima

dre

nažn

og

ula

za u

bunar

2. Z

are

zivanje

PV

C cije

vi na

dije

lovim

a d

renažnog

ula

za u

bunar

Os d

renažn

e cije

vi na

ula

zu u

bunar

Grafičk

o m

jerilo [m]:

01

B

B

Pre

sje

k B

-B

Pro

reza

ti PV

C cije

v n

a u

lazu

dre

na

žnih

cije

vi

AA

Pre

sje

k A

-A

3

4 2

80

čelič

na p

loča 1

. Posta

vljan

je če

lične p

loče

na d

no b

unara

3. P

osta

vljan

je če

lične ili P

EH

D c

ijevi (m

in Ø

800

mm

) unuta

r bunara

1

162,3

0

16

4,9

0

80

Izvedena te

me

ljna

plo

ča o

bje

kta

16

3,9

0

za

ravn

an

a p

od

log

a-šlju

nak

razd

jeln

i geote

kstilg

rađ

evin

ska

folija

po

dlo

žn

i be

ton 8

-10 cm

hid

roizo

lacija

cca 20

16

4,1

0

10

0

za

ravn

an

a p

od

log

a-šlju

nak

po

dlo

žn

i be

ton 8

-10 cm

hid

roizo

lacija

be

ton

ska

po

dlo

ga

-za

štita

hid

roizo

lacije

8 cm

arm

.be

t. tem

eljn

a p

loča

obje

kta-8

0cm

hid

roiz

ola

cija

(izd

ignuti n

a če

l. plo

ču)

be

ton

ska

po

dlo

ga

-za

štita

hid

roizo

lacije

8 cm

arm

.be

t. tem

eljn

a p

loča

obje

kta - cca

15-2

0cm

50

JAV

NA

PO

DZ

EM

NA

GA

RA

ŽA

KA

PU

CIN

SKI T

RG

ZA

TV

AR

AN

JE

SR

ED

IŠN

JEG

BU

NA

RA

C

M 1

:25

LIST:

MJERILO:

1:25

DATUM:

V/20

12

FA

ZA

D-II.

razd

jeln

i geote

kstilg

rađ

evin

ska

folija

pro

du

blje

ni d

iop

odlo

žno

g b

eto

na

20

20

C1 -2

8. Z

apu

nja

van

je p

rosto

ra izm

eđu

PE

HD

cijevi i b

un

ara

vodonepro

pusn

im b

eto

nom

4. P

rekla

panje

i vare

nje

tem

eljn

e h

idro

izola

cije

11. B

eto

nira

nje

dije

la a

b te

meljn

e p

loče

10. B

eto

nira

nje

2. b

eto

nske

podlo

ge (za

štite h

idro

izola

cije)

4

75

8

Grafičk

o m

jerilo [m]:

01

pre

kla

panje

i ljeplje

nje

hid

roiz

ola

cije z

a c

ijev

brtv

ljenje

van c

ijevi

spužvam

a

posta

vljan

je če

lične p

loče

unu

tar cije

vi (Ø

cijevi)

6. P

osta

vlja

nje

čelič

ne p

loče

unu

tar cije

vi

7. B

rtvlje

nje

pro

stora

van P

EH

D cije

vi spužva

ma

9. Izd

izan

je g

rađ. fo

lije i h

idro

izola

cije te

vare

nje

za P

VC

cijev

7 8

99

10

11

5. Z

apunja

van

je u

nutra

šnjo

sti PE

HD

cijevi vo

donep

ropu

snim

beto

nom

do visin

e b

uduće č

el. cije

vi

6

162,3

0

16

4,9

0

80

Izvedena te

me

ljna

plo

ča o

bje

kta

16

3,9

0

za

ravn

an

a p

od

log

a-šlju

nak

razd

jeln

i geote

kstilg

rađ

evin

ska

folija

po

dlo

žn

i be

ton 8

-10 cm

hid

roizo

lacija

cca 20

16

4,1

0

za

ravn

an

a p

od

log

a-šlju

nak

po

dlo

žn

i be

ton 8

-10 cm

hid

roizo

lacija

be

ton

ska

po

dlo

ga

-za

štita

hid

roizo

lacije

8 cm

arm

.be

t. tem

eljn

a p

loča

obje

kta-8

0cm

hid

roiz

ola

cija

(izd

ignuti n

a če

l. plo

ču)

be

ton

ska

po

dlo

ga

-za

štita

hid

roizo

lacije

8 cm

arm

.be

t. tem

eljn

a p

loča

obje

kta - cca

15-2

0cm

JAV

NA

PO

DZ

EM

NA

GA

RA

ŽA

KA

PU

CIN

SKI T

RG

ZA

TV

AR

AN

JE

SR

ED

IŠN

JEG

BU

NA

RA

C

M 1

:25

LIST:

MJERILO:

1:25

DATUM:

V/20

12

FA

ZA

D-III.

razd

jeln

i geote

kstilg

rađ

evin

ska

folija

C1 - 3.

4

Grafičk

o m

jerilo [m]:

01

13. p

rekla

pan

je h

idro

izola

cije

14. za

vršavanje

ab te

meljn

e p

loče

12. za

punja

vanje

buna

ra vo

donep

ropusnim

beto

nom

12

13

14

promjenjivo

Ø 4

00 m

m

na

dfilte

rska cije

v

16

4,9

0

Izve

de

na

tem

eljn

a p

loča

obje

kta

80

16

3,9

0

cca 20

60

40

70

70

16

3,9

0

za

ravn

an

a p

od

log

a-šlju

nak

razd

jeln

i geote

kstil

be

ton

ska

po

dlo

ga

-za

štita

hid

roizo

lacije

8 cm

gra

đe

vinska

folija

arm

.be

t. po

dlo

žn

a p

loča

(lag

anoarm

irana), 8

-10 cm

hid

roizo

lacija

arm

.be

t. tem

eljn

a p

loča

obje

kta-8

0cm

16

4,1

0

Grafičk

o m

jerilo [m]:

01

10

0

če

ličn

a ili lim

en

a p

loča

oko

bunara

; l=1,2

5 m

, d=

2,5

mm

izdizan

je gra

đ. folije i h

idroizo

lacije cca 30cmte v

arenje za

cijev b

un

ara

Izve

de

na

tem

eljn

a p

loča o

bje

kta7

0

JAV

NA

PO

DZ

EM

NA

GA

RA

ŽA

KA

PU

CIN

SKI T

RG

ZA

TV

AR

AN

JE B

UN

AR

A B

1-B

4

M 1

:25

FA

ZA

A-I.

12

5

125

čelič

na

ili lime

na

plo

ča

oko b

unara

; l=2,4

m, d

=2,5

mm

zava

ren

i spoj

3. Izd

izan

je g

rađ. fo

lije i h

idro

izola

cije cc

a 3

0cm

te va

renje

za P

VC

cijev

4. R

eza

nje

PV

C c

ijevi i b

unara

1. P

osta

vljan

je če

lične (ili lim

en

e) p

loče o

ko b

unara

te n

jeno za

variva

nje

1

23

2. P

osta

vlja

nje

šuplje

PV

C cije

vi oko

bunara

4

LIST:

MJERILO:

1:25

DATUM:

B1-4

_1

V/20

12

promjenjivo

na

dfilte

rska cije

v

Izve

de

na

tem

eljn

a p

loča

obje

kta

80

16

3,9

0

cca 20

60

70

70

16

3,9

0

za

ravn

an

a p

od

log

a-šlju

nak

razd

jeln

i geote

kstil

be

ton

ska

po

dlo

ga

-za

štita

hid

roizo

lacije

8 cm

gra

đe

vinska

folija

arm

.be

t. po

dlo

žn

a p

loča

(lag

anoarm

irana), 8

-10 cm

hid

roizo

lacija

arm

.be

t. tem

eljn

a p

loča

obje

kta-8

0cm

16

4,1

0

Grafičk

o m

jerilo [m]:

01

če

ličn

a ili lim

en

a p

loča

oko

bunara

; l=1,2

5 m

, d=

2,5

mm

12

5

125

Izve

de

na

tem

eljn

a p

loča o

bje

kta

JAV

NA

PO

DZ

EM

NA

GA

RA

ŽA

KA

PU

CIN

SKI T

RG

ZA

TV

AR

AN

JEB

UN

AR

A B

1-B

4

M 1

:25

FA

ZA

A-II.

čelič

na

ili lime

na

plo

ča

oko b

unara

; l=2,4

m, d

=2,5

mm

zava

ren

i spoj

za

pu

na

- vod

on

ep

rop

usn

i beto

npromjenjivo

talo

žnik

šlju

nča

ni z

asip

čelič

ni filte

r zapunje

n v

odon

epro

pusn

im b

eto

nom

taložnik filterska dionica

7. Z

ava

rivanje

čeličn

e ka

pe (p

loče

)

8. P

rekla

panje

ge

ote

kstila

i hid

roizo

lacije

pre

ko če

l. ka

pe b

unara

6. Z

ap

unja

vanje

bunara

vod

onepro

pusn

im b

eto

nom

5. B

eto

nira

nje

dije

la a

b te

meljn

e p

loče

56 7 8

6

LIST:

MJERILO:

1:25

DATUM:

V/20

12B1-4

_2

promjenjivo

na

dfilte

rska cije

v

Izve

de

na

tem

eljn

a p

loča

obje

kta

80

16

3,9

0

cca 20

60

16

3,9

0

za

ravn

an

a p

od

log

a-šlju

nak

razd

jeln

i geote

kstil

be

ton

ska

po

dlo

ga

-za

štita

hid

roizo

lacije

8 cm

gra

đe

vinska

folija

arm

.be

t. po

dlo

žn

a p

loča

(lag

anoarm

irana), 8

-10 cm

hid

roizo

lacija

arm

.be

t. tem

eljn

a p

loča

obje

kta-8

0cm

16

4,1

0

Grafičk

o m

jerilo [m]:

01

če

ličn

a ili lim

en

a p

loča

oko

bunara

; l=1,2

5 m

, d=

2,5

mm

12

5

125

Izve

de

na

tem

eljn

a p

loča o

bje

kta

čelič

na

ili lime

na

plo

ča

oko b

unara

; l=2,4

m, d

=2,5

mm

zava

ren

i spoj

za

pu

na

- vod

on

ep

rop

usn

i beto

npromjenjivo

talo

žnik

šlju

nča

ni z

asip

čelič

ni filte

r zapunje

n v

odon

epro

pusn

im b

eto

nom

taložnik filterska dionica

LIST:

MJERILO:

1:25

DATUM:

V/20

12

JAV

NA

PO

DZ

EM

NA

GA

RA

ŽA

KA

PU

CIN

SKI T

RG

ZA

TV

AR

AN

JEB

UN

AR

A B

1-B

4

M 1

:25

FA

ZA

A-III.

9

16

4,9

0

9. B

eto

nira

nje

nasta

vka

tem

eljn

e p

loče

B1-4

_3