T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 1

Diplomski sveučilišni studij Smjer: GEOTEHNIKA

Sveučilište u Zagrebu Građevinski fakultet

Nasute i potporne građevine 2

Prof. dr. sc. Tomislav IvšićGrađevinski fakultet Zagreb

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 2

Hidrotehnički nasipi• niske brane velike duljine koji

omeđuju i određuju vodene tokove rijeka i kanala razne namjene

• uzvodna strana: stalno ili povremeno pod vodom

• nizvodna strana: pod utjecajem oborinske i eventualno procjedne vode različito oblikovanje i zaštita uzvodnog i nizvodnog pokosa

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 3

Hidrotehnički nasipi Nasipi za zaštitu od poplava duž riječnih korita

Geotehnički problemi

•Nalazišta zemlje za gradnju nasipa

•Zaštita pokosa nasipa

•Zaštita od prodora vode ispod nasipa

•Hidraulička stabilnost zaobalja

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 4

Hidrotehnički nasipi Primjer: Savski nasip u Zagrebu

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 5

Hidrotehnički nasipi Primjer: Savski nasip u Zagrebu

Lijeva obala

Desna obala

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 6

Hidrotehnički nasipi Nalazišta zemlje za gradnju nasipa

- proširenje i produbljenje riječnog korita- korištenje površinskog sloja iz inundacije

Sabirni i melioracioni kanali kao izvorište

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 7

Hidrotehnički nasipi Zaštita pokosa nasipa – povremeno i kraće plavljenje

Zaštita pokosa nasipa – dio nasipa s dugotrajnim vodostajem

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 8

Hidrotehnički nasipi Zaštita od prodora vode ispod nasipa

Hidraulička stabilnost zaobalja

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 9

Opća načela prilikom projektiranja• razmjerno jednostavne građevine - dominantni izvedbeni i troškovni aspekti • najvažniji radovi: iskop - transport - ugradnja - oblikovanje i zaštita pokosa

• grade se iz zemljanih materijala koji se nalaze najbliže trasi nasipa ili iz viškova iskopa ukoliko nisu previše udaljeni

• materijali koje treba dovoziti iz većih udaljenosti koriste se u minimalnim količinama voditi brigu o maksimalnoj zaštiti i očuvanju okoliša

• iskapanja radi dobivanja materijala za gradnju (nalazišta materijala) nacelnoprovesti u zaplavnom ili potopljenom području. U otvorenim područjima treba ih estetski oblikovati i , po mogućnosti, dati korisnu namjenu (šljunčare, ribnjaci, rekreacija .. ) tamo gdje je prikladno nasipe je pozeljno koristiti za promet kako bi im se prosirila namjena i izvori financiranja

• hidrotehnički nasipi su regionalne građevine dugog vijeka korištenja - treba pažljivo isplanirati zahvate

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 10

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

PROJEKTNI ZAHTJEVI

Racionalizacija projektnog poprečnog profila - ušteda u kvadraturi poprečnog presjeka na velikoj duljini daje znatne volumene

Sigumost građevine: • Opća stabilnost u statičkim i seizmičkim uvjetima • Hidraulička stabilnost • Kontrola procjeđivanja • Održavanje pokosa (sušni periodi i potapanja)

Širina krune nasipa - predvidjeti dovoljno široku za eventualna naknadna nadvišenja i za izvedbu prometnica

Estetsko oblikovanje nasipa, te uzvodnog i nizvodnog okoliša (“pejzažna”arhitektura)

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 11

Hidrotehnički nasipi

IZVEDBA NASIPA • Kontrola gradiva na nalazištima • Kontrola ugradnje (što, koliko, kako) • Oblikovanje i obrada pokosa (nasipavanje

preko profila, skidanje viškova, valjanje pokosa i sl.)

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 12

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

• PRETHODNI RADOVI • Hidrološka studija • Studija utjecaja na okoliš• Geotehnički ( i inženjerskogeološki ) istražni

radovi: duž trase nasipa i na predvidivim nalazištima

• Klimatska analiza radi izbora završne obrade pokosa

• Gospodarska studija radi dobre procjene troškova gradnje, uređenja okoliša i naknadnog održavanja

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 13

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

PROJEKT TEHNIČKIH OPAŽANJA ( PRAĆENJE PRI KORIŠTENJU )

• Praćenje slijeganja (obično geodetski) • Praćenje razina vode (piezometri - u nasipu i

nizvodno) • Redovite vizualne inspekcije • Program uzbunjivanja i evakuacije stanovništva

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 14

Hidrotehnički nasipi

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 15

Hidrotehnički nasipi

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 16

Hidrotehnički nasipi

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 17

Hidrotehnički nasipi

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 18

Hidrotehnički nasipi

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 19

Hidrotehnički nasipi

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 20

Hidrotehnički nasipi

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 21

Hidrotehnički nasipi

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 22

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

• Položaj trase – na temelju hidroloških studija i hidrauličkih proračuna, projekta melioracionih zahvata, u obzir se uzima planovi razvoja i prostornog uređenja naselja ili regije (“gospodarenje vodama”)

• Za geotehničara je polazna osnova trasa nasipa i razina najvišeg vodostaja u vodotoku

• Geotehnički projekt obuhvaća:- planiranje i izvedbu geotehničkih istraživanja- projektna rješenja (Idejni, Glavni i Izvedbeni projekt)- Izvedba nasipa, nadzor na izvedbom (kontrola kakvoće)- Promatranja (praćenje) nasipa i pojava uz nasip- Održavanje nasipa

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 23

Geotehnički istražni radovi

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 24

Karakterizacija temeljnog tla

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 25

Karakterizacija temeljnog tlaRV -2

128.82m n.m.

100

105

110

115

120

125

130

nadm

orsk

a vi

sina

(m n

.m.)

0.00.1

0.9

3.84.5

5.56.0

8.0

8.9

11.1

13.0

14.0

14.8

19.5

23.0

24.0

25.0

humusCL

CI

CHCICH

CI

CL

CI

CH

CICH

CI

CH

CI

SC

RPV

0 20 40 60 80wP - w0 - wL ( % )

0 10 20 30 40 50 60I p ( % )

0 0.5 1I c

0 100 200 300S u ( kPa )

0 20 40 60N ( SPT )

0 20 40 60 80 100

C - M - S - G ( % )

69

58.5

93.5

30

53.542.5

171

74

79.5130

179

205.4

132.6

161.4

152.4

44

30

37

50

35

CLCI

CI

CICICH

CICHCICICI

CL

CI

CHCHCHCI

CH

CI

CI

CI

CICH

CHCI

SC

CL

granicapijeska i praha

qa / 2

krilna sonda

RNK

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 26

Karakterizacija temeljnog tlaRV -5

129.25m n.m.

100

105

110

115

120

125

130

nadm

orsk

a vi

sina

(m n

.m.)

0.00.10.6

1.5

3.5

5.0

7.3

10.8

11.7

12.7

14.2

15.7

18.9

21.0

22.2

23.0

25.0

humusCLML

CI/MI

CI

CH

CI

CLCH

CI

CH

CI

CH

CI

CL

CH

PPV 1

PPV 2

RPV

0 20 40 60 80wP - w0 - wL ( % )

0 10 20 30 40 50 60I p ( % )

0 0.5 1I c

0 100 200 300S u ( kPa )

0 20 40 60N ( SPT )

0 20 40 60 80 100

C - M - S - G ( % )

73

104.5

71

97

125

133

154

144

87.9

92.5

108

26

23

30

29

46

CL

ML

CI/MI

CI

CH

CICI

CICL

CH

CI

CHCH

CI

CICH

CH

CI

CLCH

CHCH

granicapijeska i praha

qa / 2

krilna sonda

RNK

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 27

Karakterizacija temeljnog tlaGEOTEHNICKI

MODELRV 2-5 (RNK)

15

10

5

0

-5

-10

-15

rela

tivna

dub

ina

0 20 40 60 80 wL ( % )

0 10 20 30 40 50 60I p ( % )

0 0.5 1I c

0 100 200 300S u ( kPa )

0 20 40 60N ( SPT )

0 20 40 60 80 100

C - M - S - G ( % )

-10.75

-8.20

-5.67

-1.40

1.75

4.00

7.00

granicapijeska i praha

qa / 2

krilna sonda

35 50

SLOJ 1CL/ML ili zamjena

SLOJ 2 CI

SLOJ 3 CH

SLOJ 4 CI

SLOJ 5 CH

SLOJ 6 CI

SLOJ 7 CI

SLOJ 8CL / CH / SC

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 28

Karakterizacija temeljnog tla

250 300 350 400 450 500 550 600 650STACIONAZA

100

105

110

115

120

125

130

nadm

orsk

a vi

sina

(m n

.m.)

RV -5129.25m n.m.RV -4

127.80m n.m.

RV -2128.82m n.m.

CLCICICICICH

CICHCICICICLCI

CHCHCHCICHCICICI

CICH

CHCI

SC

CL

CLML

CI/MI

CI

CH

CICI

CICL

CH

CI

CHCH

CI

CICH

CH

CICLCH

CHCH

CI

MLCL

CICI

CH

CI

CICI

CI

CH

CICI

CI

CH

CI

CI

ZAMJENAsloj 1

sloj 2CI

sloj 3CH

sloj 4CI

sloj 5CH

sloj 6CI

sloj 7CI

sloj 8CL / CH / SC

klasifikacijski simboli iz laboratorija

kruna brane 131.85 m n.m.ZAPAD ISTOK

RETENCIJA VIRPROJEKTNI GEOTEHNICKI PROFIL

TEMELJNOG TLA

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 29

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

FAZE PROJEKTIRANJA 1• Idejno rješenje: moguće varijante trase, uklapanje

u regionalne planove, zaštita i očuvanje okoliša, prenamjena postojećih prostora, nalazišta i namjena iskopa

• Idejni projekt: definira se trasa nasipa, prethodni istražni radovi manjeg opsega, utvrđivanje vidljivih i zatrpanih rukavaca, IG prospekcija, varijante karakt. profila nasipa, veze s prometnicama, ulaz u inundaciju (rampe za prijelaz lokalnog prometa)

• Studije utjecaja na okoliš, lokacijska dozvolaT.Ivsic NP 2 2009 / 2010 30

Idejni projekt male retencijske branePregled terena – lokacija budućeg pregradnog profila

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 31

Idejni projekt male retencijske branePregled terena –pogled na desni bok retencije

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 32

Idejni projekt male retencijske branePregled terena

Potok“Pozicioniranje” krune brane

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 33

Idejni projekt male retencijske branePregled terena – obilazak zaplavnog prostora, moguća prostorna ograničenja

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 34

Idejni projekt male retencijske branePregled terena – obilazak zaplavnog prostora, moguća prostorna ograničenja

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 35

Idejni projekt male retencijske brane

Varijante poprečnog profila

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 36

Idejni projekt male retencijske brane

Varijante poprečnog profila

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 37

Idejni projekt male retencijske brane

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 38

Idejni projekt male retencijske brane

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 39

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

FAZE PROJEKTIRANJA 2

• Glavni projekt : detaljni geotehnički istražni radovi duž trase nasipa i na mogućim nalazištima, konačna koncepcija rješenja + zadovoljenje uvjeta iz lokacijske dozvole, utvrđuje se projektni profil nasipa, prometnica, geotehnički proračuni, količine gradiva u nasipu i nalazištima, projekt jamstva/kontrole kakvoće i opažanja

• Građevna dozvola

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 40

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

FAZE PROJEKTIRANJA 3

• Izvedbeni projekt : dopunski- ciljani istražni radovi za određena područja, definitivni profili nasipa po dionicama, projekt uređenja krune nasipa, oblikovanje i uređenje, te zaštita pokosa nasipa, detaljna rješenja drenažnih sustava

• Izrada detaljnih planova otvaranja nalazišta, priprema gradiva za transport i ugradnju; rješenja završnog uređenja okoliša; detaljni projekti postavljanja repera i piezometara; detalji otješnjenja podzemlja i odušnih bunara (ako se provodi); opis pokusnih polja za tehnologiju ugradnje; opis nadzorne službe nad radovima, vrste, učestalost i količina kontrolnih pokusa u nalazištu i na mjestu ugradnje

• Rješenja zaštite gradilišta od predvidivog poplavnog vala, gradilišni pristupi, izvedba kanala za uzdužnu odvodnju procjednih i oborinskih voda

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 41

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

PROJEKTNA RJEŠENJA ZA DIJELOVE NASIPA 1

• Detaljni poprečni profil nasipa po dionicama – razne visine nasipa, promjene sastava tla u podlozi, promjene gradiva u nalazištima; prilazne i prijelazne rampe; količine gradiva u nasipu i iskopima (balans masa); npr. kod iskopa kanala s viškom materijala u odnosu na nasip nizvodni pokosi mogu biti u vrlo blagom nagibu – moguće iskorištenje za poljoprivredu (strojevi – neefikasni na strmim pokosima)

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 42

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

PROJEKTNA RJEŠENJA ZA DIJELOVE NASIPA 2

• Čišćenje terena od drveća i šiblja, panjevi i korijenje – prodaja, ustupanje; projektom se predviđa/procjenjuje broje većeg drveća (šumari !)

• Skidanje humusa duž trase i u nalazištima; projektom predvidjeti debljinu skidanja humusa po dionicama i njegovu namjenu (trajno ili privremeno odlaganje –oblaganje pokosa)

• Zatrpavanje iskopa u nalazištima; uređenje terena uz nasipe devastiranog gradnjom – povrat poljoprivredi ili drugoj planiranoj namjeni

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 43

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

PROJEKTNA RJEŠENJA ZA DIJELOVE NASIPA 3

• Izvedba privremenih ili trajnih objekata za zaštitu gradilišta od oborinskih i poplavnih voda; privremeni zaštitni nasipi na uzvodnoj strani; privremeni ili trajni sabirni kanali za prihvat voda, odnosno za sniženje razine podzemne vode kako bi se podloga mogla dobro uvaljati

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 44

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

PROJEKTNA RJEŠENJA ZA DIJELOVE NASIPA 4

• Temeljni klin – za presijecanje kanalića (rovova) životinja u površinskom dijelu tla (krtice, štakori, rovci, lisice, voluharice….) ili za presijecanje propusnih slojeva pijeska ili šljunka manje debljine i na manjoj dubini

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 45

Hidrotehnički nasipi - projektiranje

PROJEKTNA RJEŠENJA ZA DIJELOVE NASIPA 5

• Otješnjenje podzemlja glinobetonskom dijafragmom ili zavjesom npr. jet-grouting (mlazno injektiranje) u slučaju velike debljine propusnih slojeva i veće visine nasipa

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 46

Hidrotehnički nasipi - projektiranjePROJEKTNA RJEŠENJA ZA DIJELOVE NASIPA 6

• Projekt organizacije i korištenje nalazišta gradiva za izgradnju nasipa- otkrivanje nalazišta i odlaganje neuporabivog pokrovnog materijala- oblikovanje radnih i trajnih pokosa iskopa u skladu s budućom namjenom lokacije nalazišta

- tehnologija pripreme gradiva (gline ili miješanih materijala) za ugradnju ako prirodna vlažnost nije optimalna ili blizu nje ( +3%)…Izoravanje plugovima te sušenje ili vlaženje, naguravanje na hrpu radi homogenizacije vlažnosti i sastava

- Organizacija prometa kružnim tokovima –- Kontrolna ispitivanja vlažnosti na nalazištu prije izoravanja i nakon

homogenizacije

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 47

Hidrotehnički nasipi - projektiranjePROJEKTNA RJEŠENJA ZA DIJELOVE NASIPA 7

• Izgradnja tijela nasipa (ugradnja zemljanih materijala)- dovoz na mjesto ugradnje- razastiranje dozerima u uzdužnom smjeru nasipa- zbijanje (valjanje, kompaktiranje) odgovarajućom mehanizacijom u slojevima – vrsta stroja, debljina slojeva, broj prijelaza- zaštita izvedenih radova za vrijeme prekida - kiše, smrzavice ili poplave (.. skidanje zadnjeg nasutog sloja, odvoz sušenje, ponovna ugradnja); u slučaju planiranog prekida – izvedba tanjeg zaštitnog sloja u padu 2%

• Oblikovanje profila nasipa – nasipavanje preko profila, skodanje viška buldozerima, oblaganje humusom, valjanje po kosini

T.Ivsic NP 2 2009 / 2010 48

Hidrotehnički nasipi - projektiranjePROJEKTNA RJEŠENJA ZA DIJELOVE NASIPA 8

• Zaštite pokosa nasipa- Uzvodni – zatravnjenje (klasično ili hidrosjetva); obloga kamenom; obloga betonskim pločama- Nizvodni - zatravnjenje

• Berme na pokosima- usporavaju tok vode po pokosu- vodu odvode uzdužno koja se mjestimično ispušta poprečno do nožice nasipa

• Kruna nasipa – samo zatravnjena ili cesta (makadam ili asfalt)

• KONTROLNA ISPITIVANJA – propisuju se projektom