Zásady navrhování v geotechnice

Zásady navrhování v geotechnice

Základní pravidlo: Pro každou geotechnickou návrhovou situaci ověřit relevantní mezní stav

Faktory pro definici mezního stavu

Podmínky staveniště

Druh, velikost, trvanlivost (životnost) kce

Podmínky okolí (doprava, sítě, vegetace, chemikálie)

Základové poměry

Podzemní voda

Seismicita

Vliv okolního prostředí (poklesy, hydrologie, klima)

Mezní stavy v geotechnických kcích ověřujeme

Ve vlastní konstrukci základového prvku

V základové půdě – prvek zůstane neporušený, ale dojde k porušení prostředí => pokles kce aj.

Kombinované porušení kce a půdy – nejobvyklejší případ. Dojde k porušení půdy => nerovnoměrné deformace => porušení základového prvku.

Ověření mezních stavů – návrhové postupy

Experimentální modely a zatežovací zkoušky – nejpřesnější, ale obtížně se provádějí. Ve výjimečných případech velkopokusy 1:1. Zatěžovací zkouška se dělá buď už na zhotoveném prvku kce (ne až do porušení) nebo na kontrolním prvku.

Výpočtem – pro 2. a 3. geotechnickou kategorii vždy

Přijetím předepsaných opatření – pokud dodržíme nějaké zásady, lze se spolehnout na hodnoty z tabulek (pro jednodušší stavby)

Observační metoda – pozorování. Základ je navržen, po provedení se sleduje, zda se chová podle předpokladu.

Návrhové situace

Krátkodobé – nastanou během výstavby (otevření jámy) nebo při krátkodobém jevu (seismicita, průtok velkého množství vody základovým prostředím)

Dlouhodobé – piloty by měly mít plnou únosnost po celou dobu životnosti kce apod.

Specifikace návrhových situací v geotechnickém návrhu má obsahovat:

Zatížení, kombinace, zatěžovací případy

Vhodnost základových poměrů – musíme navrhnout takové základy, které budou vyhovovat základovým podmínkách

Dispozice a klasifikace zón zeminy, horniny a prvků kce vstupujících do výpočetního modelu

Sklon vrstev

Nejdůležitější jsou kvalitní data z geotechnického průzkumu – při nesprávných vstupech je i sebelepší výpočet k ničemu.

Atd (není nutné umět)

Základní mezní stavy

Mezní stav porušení (únosnosti, Ultimate Limit State, ULS) – jeho splnění zajistí bezpečnost lidí a konstrukcí. EC7 nám ukládá ověřit tyto „podstavy“:

Ztráta rovnováhy geotechnické kce nebo zeminového a horninového prostředí jako celku – aby nedošlo k posunutí nebo překlopení kce

Vnitřní porušení nebo deformace prvků – dosažení pevnosti materiálu. Například aby nedošlo k potrhání opěrné zdi, když ji zatížím na koruně.

Porušení nebo deformace zeminového prostředí – nejčastější problém. Kce se nepřeklopí ani neporuší, ale zaboří se. Např. u pilot nejčastěji dochází k porušení smykové únosnosti na plášti => zaboření.

Ztráta rovnováhy v důsledku vztlaku – důležité hlavně v montážním stadiu. Děláme tenkou desku, dosud není zatížena vrchní stavbou => mohlo by dojít k jejímu nadzvednutí a porušení.

Porušení hydraulickým gradientem – týká se zeminového prostředí, jde hlavně o vyplavování částeček zeminy (sufoze)

Mezní stav použitelnosti (Limit State of Serviceability, SLS) – jeho splnění zaručuje po dobu trvanlivosti konstrukce plnou funkčnost a komfortnost

Soubory dílčích součinitelů

Charakteristická hodnota => dílčí součinitel => návrhová hodnota

Součinitele pro zatížení

Součinitele pro parametry zeminy

Součinitele pro únosnost

Mezní stav použitelnosti

Např. se posuzuje sedání

Limitní deformace – požaduje se splnění požadavku mobilizace dostatečně malé části pevnosti (nepřekročí se určité malé deformace)

Sedání = změna pórovitosti půdy. Celkové sedání je součtem tří vlivů:

s  – počáteční sedání způsobené zatížením. V praktických případech proběhne v průběhu stavby.

s – primární konsolidace – probíhá, dokud se nedostaneme do stavu, kdy je změna pórového tlaku nulová (Du = 0, nemění se pórové tlaky)

s – sekundární konsolidace (creep) – dochází k drcení zrn, tím se vytváří další póry a může docházet k dalšímu sedání