Hlubinné zakládání

Hlubinné zakládání

Způsoby hlubinného založení:

Na pilotách (svislých nebo šikmých)

Na základových studních

Většinou prefabrikáty kruhového tvaru (ale mohou být i monolitické a nepravidelné)

Spodní část studny je uzpůsobena k tomu, aby se studna lépe osazovala – břity

Důležité je rovnoměrné osazování – kdybychom studnu osadili šikmo, těžko bychom ji nějak narovnávali

Větší průměr, aby se uvnitř dalo pracovat. Po osazení se vnitřek studny vybetonuje => dostaneme velmi masivní a únosný základ.

Pomocí kesonů – studna propojená s okolím pouze manipulačním prostorem. Slouží zejména k zakládání pod vodou – přetlaková komora, ve které mohou pracovat lidé.

Stěnové lamely

Pilotové základy

Pilota se někdy definuje jako sloup vetknutý do zeminového prostředí. Části piloty:

Při návrhu musíme uvažovat řadu faktorů – materiál, způsob provádění, průřez, typ piloty…

Materiály

Dřevo – nejlepší je dub, ale je moc drahý => používají se spíše kvalitní jehličnany. Osazení beraněním nebo vibrováním, špička ocelová.

Ocel, litina

Beton, ŽB, trysková injektáž

Štěrkové a vápenné piloty – provádějí se například v nepropustném jílovém prostředí, aby se urychlila konsolidace. Když zeminové prostředí zatížíme, začne se z pórů vytlačovat voda. V původním jílovém prostředí by to probíhalo velmi pomalu, ale takhle se voda dostává do štěrkových prvků, odkud ji můžeme odčerpávat => může se vytlačovat stále další a další voda a konsolidace probíhá mnohem rychleji.

Způsob provádění

Zhotovené in situ

Vrtané – jsou nejčastější. Patří mezi ně i prefabrikované piloty osazené do vrtaných otvorů (otvor a prefabrikát se přesně nekopírují => aktivaci jejich povrchu provádíme injektáží nebo doberaněním)

Drapáková technologie – viz dříve. Jáma se dočasně paží pomocí bentonitové suspenze.

Předrážené – předrazíme si otvor, pak klasickou technologií vybetonujeme pilotu. Např. technologie FRANKI – ve výpažnici je zátka, tu zatlučeme do země. Vytvoříme tím otvor, aniž bychom museli těžit zeminu. Nakonec větším úderem zátku roztlučeme, vybetonujeme pilotu a případně vytáhneme výpažnici (někdy ji necháme jako výztuhu).

Injektované – viz dříve (výpažnice, obturátor)

CFA kontinuálně plněné vrtané piloty, zhotovené nekonečným vrtákovým šnekem

Osazované (vyrobené mimo stavbu)

Beraněné – beraní se vlastním tělem piloty => musíme zvolit správné zatížení, abychom pilotu zarazili, ale nepoškodili

Vibrované – vibrace se dostávají i do okolí, může dojít k rozvolnění okolního zeminového prostředí, což může mít nepříjemný dopad na únosnost => alespoň konec doberanit

Šroubované – ocelová pilota, na kterou navaříme nekonečný šnek. Vhodné do měkkých zemin.

Zatlačované – zatlačuje se plynulým tlakem, ne rázem jako u beranění. Vhodné do měkkých zemin.

Typické průřezy pilot

Průměr piloty (pamatovat)

Mikropiloty – do 250 mm

Maloprůměrové piloty – do 650 mm

Velkoprůměrové piloty – nad 650 mm

Tvar dříku

Konstantní průměr po výšce – nejčastější

Proměnlivý průřez – vhodné pro zatlačování

Rozšířená (vějířovitá) pata – nejprve vyvrtáme výpažnicí pilotu konstantního průměru, pak použijeme vějířovitý vrták, kterým rozšíříme patu. Výhoda: rozšířením paty se zvětší dosedací plocha => menší napětí => pilotu můžeme použít v méně únosných zeminách. Je také vhodná pro tahové namáhání. Pata piloty s průměrem d by neměla být rozšířena na více než 2 – 3 d.

Pilota zhotovená z nižší pracovní úrovně – má nahoře hlavici

Podle pozice dříku rozeznáváme piloty svislé a šikmé

Způsob zatížení

Piloty mohou být namáhány tlakem (a vzpěrem), tahem, ohybem

V jednom základu mohou být různě namáhané piloty => musíme posuzovat každou pilotu samostatně i základ jako celek

Nakonec návrh optimalizujeme tak, aby nebyla každá pilota jiná

Piloty podle přenosu zatížení

Opřené – v patě opřeny o nestlačitelné podloží, hrozí namáhání vzpěrem. Přenos zatížení probíhá patou. Na plášti nedochází k žádnému přenosu zatížení, protože nedochází k poklesu a plášť tedy není aktivován.

Třecí (plovoucí) – celá leží v homogenním prostředí, nedosedá na únosnou vrstvu. Plocha pláště je mnohem větší, než plocha paty => pata skoro nic nenese, zatížení se přenáší třením na plášti.

Vetknuté – kombinace předchozích. Pilotu protáhneme skrz neúnosnou vrstvu do únosnější zeminy (v té je pak pilota vetknuta), ale ne až na skálu => dochází k poklesu => pilota je v únosném prostředí aktivována na plášti, přenáší zatížení i patou.

Podle počtu pilot

Osamělé – nedochází k vzájemnému statickému ovlivnění pilot (nepřekrývají se ovlivněné oblasti pilot). Jako osamělé můžeme brát piloty s osovou vzdáleností větší, než 6d

Skupinové – piloty, u kterých dochází ke vzájemnému statickému ovlivnění

Skupina pilot – soubor několika skupinových pilot. Pod patkou by měla mít skupina max. 9 pilot, více může mít jedině pod základovou deskou. Počet pilot se stanoví ze vztahu (U_d je únosnost piloty):

Minimální osové vzdálenosti pilot ve skupině: Pro pilotu do 0,6 m – 2,5d, nad 0,6 m – 1,5 d. Pro výpočet únosnosti skupiny pilot na patě můžeme brát náhradní plochu B.l (viz obrázek) => je větší, než kdybychom brali jen samotné paty.

Mikropiloty

Klasická technologie – vyvrtání vrtu => vyplnění cementovou zálivkou, do té se osadí výztuž (většinou tenkostěnná ocelová trubka, může být plná nebo perforovaná s gumovými manžetami) => tlakem protrhneme vrstvu cementové zálivky => provedeme pilotu s rozšířenou patou (kořenová pilota). Širší kořen by měl mít min. 3 m, aby se to vyplatilo. Typické rozměry: průměr vrtu 125 mm, trubka 80x8, okolo trubky cementová zálivka.

Zpětný chod – zavrtám vrták až dolů. Místo, abych ho vytáhl a vytrhl zeminu, zpětně ho šroubuji ven a přitom odspodu betonuji. Výztuž můžeme zatlačit nebo zašroubovat (nikoliv zavibrovat!!!) ihned po betonování. Piloty prováděné touto metodou nemohou být moc dlouhé.

Geotermální piloty – nová technologie, piloty se využívají k jímání tepla (jdou do velkých hloubek, kde je i v zimě relativně teplo)

Únosnost pilotových základů

Metody stanovení únosnosti – experimentální, výpočtové

Zatěžovací zkouška piloty – dělá se nejčastěji přímo v terénu. Zemina pod patou piloty se stlačuje, stlačuje se i pilota. Postupným zvětšováním zatížení na hlavu piloty zkoumám, k jakému dochází posunu. Když vznikne smyková plocha, pilota se zaboří. Břemeno musí být takové, aby neporušilo samotnou pilotu Zkoumáme únosnost základové půdy i tělesa a sedání.

Q_CON – konvenční zatížení, takové, které vyvolá stlačení 25 mm. Typické stlačení pilot je v řádu mm => většinou bychom se měli pohybovat do této hranice.

Q_def – síla, která odpovídá zaboření o 0,1d. Měla by být menší, než Q_y – síla na mezi zaboření (porušení).

Sedání plošného základu

Pro výpočet se používá tzv. sumační vzorec – říká, že celkové sednutí je suma stlačení jednotlivých vrstev:

K jednotlivým členům vzorce:

Hodnoty veličin stanovujeme uprostřed vrstvy (napětí se po výšce mění)

h_i – tloušťka i-té vrstvy

Napětí v i-té vrstvě je:

První člen vyjadřuje napětí v základové spáře (bere se v charakteristickém bodě základu – viz MEZE), f je roznášecí součinitel (klesá s hloubkou). Napětí v základové spáře se spočte jako:

kde s_d představuje zatížení základové spáry od stavby a gd reprezentuje tíhu odtěžené zeminy.

E_oed,i je edometrický modul i-té vrstvy (tj. modul získaný z jednoosé deformace v edometru)

Součin ms_or je strukturní pevnost. Čím je materiál zvyklejší na vnější zatížení, tím lépe zatížení odolává => pokud už vrstva byla v minulosti zatížena, deformuje se méně, což musíme zohlednit. Opravný součinitel m zohledňuje typ materiálu, je experimentálně stanoven. s_or je původní („originální“) napětí v daném místě (tj. napětí, jaké tam bylo, když byl materiál zatížen).

Vzorec vychází z Hookeova zákona: