TEMELJI-Izvedba

-Proračun

-Armiranje

NAPOMENA: Podaci i slike od Slide 1 do 13 preuzeti su iz skripte: Tanja Roje-Bonacci : Posebna poglavlja iz temeljenja, 2007.

TEMELJ je dio građevine kojim se opterećenja iz KONTROLIRANE građevineprenose u PRIRODNU sredinu, tlo, na način da građevina bude trajno upotrebljiva

Postupak projektiranja temelja (Collin, 2002)

PLITKO TEMELJENJE - svako ono temeljenje koje zadire u dubinu, dovoljnu da se zadovolje zadani uvjeti slijeganja i nosivosti, a temeljna stopa se nalazi neposredno ispod najniže kote građevine koju na sebi nosi.

Osnovni smisao plitkog temeljenja je da se opterećenje s građevine na tlo prenosi isključivo pritiskom temeljne plohe na tlo

Podjela plitkog temeljenja po obliku temeljne stope

-temelji samci, jedan temelj- jedan stup;

- temeljne trake nose zidove - opterećene su po cijeloj svojoj dužini

- temeljni roštilji, nose zidove i stupove istovremeno (ne treba ih miješati skonstrukcijama koje imaju vezne grede između elemenata temeljenja izdrugih razloga, npr. seizmika)

- temeljni roštilji, nose zidove i stupove istovremeno (ne treba ih miješati skonstrukcijama koje imaju vezne grede između elemenata temeljenja izdrugih razloga, npr. seizmika)

- temeljne ploče, rasprostiru opterećenje od zidova i stupova građevine naveliku površinu te smanjuju njegov intenzitet

- temeljni nosači, predstavljaju neprekinute temelje, točkasto opterećenestupovima građevine koju nose ili su podloga kolosjecima raznih šinskihvozila (kranske staze, kada nosači leže na tlu) kada su opterećeni pokretnimopterećenjem

Podjela plitkih temelja po krutosti- kruti plitki temelji (samci, trake, ponekad roštilji i ploče)- savitljivi plitki temelji (temeljni nosači, roštilji, ploče)

TEMELJENJE NA POBOLJŠANOM TLU

Prema današnjem stanju tehnologije to su:- zamjena materijala sa ili bez upotrebe geotekstila;- dinamičko zbijanje tla s površine;- dubinsko vibriranje tla;- ubrzavanje procesa konsolidacija uspravnim drenovima;- povećanje gustoće tla ugradnjom šljunčanih pilota;- poboljšanje svojstava tla ugradnjom šljunčanih pilota uz vibriranje;- poboljšanje svojstava tla mlaznim injektiranjem;- poboljšanje svojstava tla sustavom mikropilota

Ovdje spadaju najrazličitiji zahvati za poboljšanje podtemeljnog tla u smislu njegovih svojstava prvenstveno stišljivosti, a naravno i nosivosti.

DUBOKO TEMELJENJEsvako ono temeljenje pri kojem se opterećenje na tlo osim preko dodirnog pritiska temeljne plohe na tlo, prenosi i trenjem po plaštu tijela ugrađenog u tlo ispod najniže kote građevine koju temelj nosi - iznimku čine jedino piloti koji opterećenje predaju izravno na čvrstu stijensku podlogu.

Duboko temeljenje primjenjuje se kod složenijih građevinskih zahvata, kadatemeljno tlo, na dohvatljivoj dubini koja odgovara plitkom ili produbljenomtemeljenju, nema svojstva koje mogu zadovoljiti traženu kakvoću s obzirom na dozvoljena slijeganja i /ili dozvoljenu nosivost

Podjela dubokih temeljaOsnovni oblici dubokih temelja mogu se prikazati kako slijedi:- duboki masivni temelji; pojedinačni temelji velikih tlocrtnih dimenzija (kesoni,bunari i sanduci), građevine koje s temeljem čine jedinstvenu cjelinu, kao naprimjer priobalne građevine

DUBOKO TEMELJENJEduboki masivni temelji –prelazni tip ka pilotima, izvedeni metodom mlaznog injektiranja - metoda omogućava izvedbu ojačanog masivnog bloka ispod površine koju je potrebno temeljiti, nosivost ovakvog bloka računa se kao nosivost dubokog masivnog temelja koji nosi na trenje i na dodirnu plohu temelj-tlo. Ako su stupnjaci dovoljno daleko pretvaraju se u grupu pilota ili u niz pojedinačnih pilota

DUBOKO TEMELJENJEpiloti ili raščlanjeni duboki temelji - mogu opterećenje prenositi po principu jedan pilot jedan stup (pilon) ili mogu biti s naglavnom konstrukcijom spojeni u grupe koje prenose opterećenje s građevine preko naglavne konstrukcije na pilote pa u tlo

DUBOKO TEMELJENJEDuboki temelji mogu se izvesti od panela tehnologijom dijafragmi ili mixed in place (MIP) tehnologijom

HIBRIDNO TEMELJENJEHibridno temeljenje nastaje kada ploča temeljena na pilotima ne leži isključivo na glavama pilota već preostalom površinom leži i oslanja se na tlo. Javlja se kod temeljenja nebodera.

ODABIR NAČINA I DUBINE TEMELJENJAMinimalna dubina temeljenja određena je propisima -uvjet da temeljna ploha bude ispod dubine smrzavanja - za Hrvatsku je to 0,8 m ispod površine terena.ODABIR PREMA ZAHTJEVIMA GRAĐEVINE

KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI

1.) KARAKTERISTIKE TEMELJNOG TLA- KRUTOST I DEBLJINA POJEDINIH SLOJEVA TLA ISPOD GRAĐEVINE- HOMOGENOST TEMELJNOG TLA- NIVO PODZEMNE VODE (UZGON)

2.) OPTEREĆENJE GRAĐEVINE I KONCENTRACIJA OPTEREĆENJA NA GRAĐEVINI

3.) TIP KONSTRUKCIJE

- RAVNOMJERNO ILI NERAVNOMJERNO OPTEREĆENJE NA TEMELJNO TLO- TORNJEVI ILI GRAĐEVINE VELIKE TLOCRTNE POVRŠINE I MALE VISINE

KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI

PLITKO TEMELJENJE – primjenjuje se kod homogenog tla dostatne nosivosti

- TRAKASTI TEMELJI- kod linijskog opterećenja tla

- TEMELJI SAMCI- kod koncentriranog opterećenja tla

- TEMELJNA PLOČA ISPOD ČITAVOG TLOCRTA GRAĐEVINE- kod zgrada sa ujednačenim koncentriranim silama na mjestu

oslanjana stupova

- kod velikog uzgona

- TEMELJNA PLOČA PODEBLJANA NA POJEDINIM DIJELOVIMA- kod zgrada sa LOKALNO VELIKIM koncentriranim silama na mjestu oslanjana stupova i / ili VELIKIM LINIJSKIM SILAMA na mjestu oslanjanja pojedinih zidova

KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI

TEMELJI SAMCI-Prvi izbor pri temeljenju stupova zbog jednostavnosti i malih troškova izvedbe

-Primjena temelja samaca kod malih zgradaa)Svaki stup preuzima opterećenje sa cca 25 m2 tlocrtne površine zgradeb)Opterećenje svake etaže iznosi cca 10 kN/m2c)Temelji prekrivaju manje od 50 % tloctne površine zgraded)Kontaktno naprezanje na tlo iznosi 100 do 300 kPa

Temelji samci se ne primjenjuju kod temeljenja na mekim glinama i pijesku nosivosti manje od 100 kPa

Temelji samci se mogu koristiti samo ako u blizini nema drugih temelja ili lošijeg tla unutar anvelope naprezanja koju uzrokuje promatrani temelj

Diferencijalna slijeganja između susjednih temelja samaca mogu se eliminirati povezivanjem temelja samaca armiranobetonskim gredama Povezivanje gredama povećava stabilnost konstrukcije na heterogenim tlima

KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI

TEMELJNE PLOČE-Primjena temeljnih ploča, a ne temelja samacaa)Temelji samci prekrivaju više od 50 % tloctne površine zgradeb)Zgrada ima nekoliko podzemnih etaža ispod razine podzemne vodec)Temeljno tlo ima nekoliko područja sa vrlo lošim tlom te je potrebno izvesti kompenzaciju čime se smanjuju naprezanja na tlo

Temeljne ploče se izvode kod zgrada sa 8 ili više etaža i kada je nosivost tla manja od 150 kPaRijetko se izvode kod zgrada nižih od 7 katova jer su skupi kao i duboki temelji

Kod pijesaka nosivosti cca 75 kPa moguće je slom temeljne ploče uslijed savijanja ili diferencijalnih slijeganja

KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI

DOKAZ NOSIVOSTI TEMELJNE PLOČE ISPOD ZGRADE-Nije potrebno dokazivati slom tla, klizanje i prevrtanje građevine

-Debljina ploče određuje se iz statičkog proračuna – U PRAVILU JE MJERODAVAN PROBOJ TEMELJNE PLOČE

-Kod “BIJELE KADE” mjerodavan je statički proračun prema UPORABLJIVOSTI (vodonepropusnost + širina pukotina)

-UZGON – ponekad se izvodi deblja temeljna ploča kako bi se osigurala dovoljna sigurnost protiv isplivavanja građevine

-Omogućuje ujednačavanje slijeganja

- U PRAVILU BOLJE RJEŠENJE OD TEMELJA SAMACA ILI TRAKASTIH TEMELJA (ali zahtjeva veći utrošak materijala)

KRITERIJI ODABIRA TEMELJENJA U VISOKOGRADNJI

KRITERIJ ZA TEMELJNU PLOČU SA LOKALNIM OJAČANJEM

-Ujednačavanje naprezanja na tlo kod velikih koncentriranih ili linijskih sila

-Ojačanje se mora imati dovoljno veliku tlocrtnu površinu kako bi se postiglo izjednačavanje naprezanja i deformacija

-Debljina ploče izvan područja ojačanja određuje se po kriteriju nosivosti na pritisak tla i uzgon

- U PRAVILU BOLJE RJEŠENJE OD TEMELJA SAMACA ILI TRAKASTIH TEMELJA

PREDNOSTI I NEDOSTACI PLITKOG TEMELJENJA

PREDNOST:-Ekonomično temeljenje kod tla dostatne nosivosti

NEDOSTATAK:-U pravilu postoje znatna diferencijalna slijeganja kod temeljenja na trakastim temeljima i temeljima samcima – UNOSE SE PRISILNE DEFORMACIJE U KONSTRUKCIJU – primjena temeljnih ploča ili drugačije temeljenje

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

STATIČKI DOKAZ NOSIVOSTI I UPORABLJIVOSTI PLITKOG TEMELJA

-DOKAZ NAPREZANJA NA TLO

-DOKAZ EKSCENTRIČNOSTI OPTEREĆENJA NA TEMELJ

-DOKAZ NA KLIZANJE I PREVRTANJE TEMELJA

-DOKAZ NA SLOM TLA (kao alternativa dokazu naprezanja na tlo)

-DIMENZIONIRANJE TEMELJA ( Granično stanje nosivosti i uporabljivosti)

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

DOKAZ EKSCENTRIČNOSTI OPTEREĆENJA

-Potrebno je dokazati da za osnovna opterećenja se rezultantna sila nalazi u 1. jezgri poprečnog presjeka temelja

-Za ostala opterećenja rezultantna sila se mora nalaziti u 2. jezgri poprečnog presjeka

Mx – moment savijanja oko osi xMy – moment savijanja oko osi yV – vertikalna sila na temelj

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

DOKAZ EKSCENTRIČNOSTI OPTEREĆENJA

-Potrebno je dokazati da za osnovna opterećenja se rezultantna sila nalazi u 1. jezgri poprečnog presjeka temelja – CIJELA POVRŠINA TEMELJA JE U TLAKU, NEMA ODIZANJA TEMELJA OD TLA

-Za ostala opterećenja dopušta se odizanje temelja, ali se rezultanta mora nalazitiu drugoj jezgri poprečnog presjeka

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

DOKAZ NAPREZANJA NA TLO

-Naprezanja na tlo moraju biti manja ili jednaka maksimalno dopuštenom naprezanju

- JEDNOOSNO SAVIJANJE : ex = 0 ili ey = 0

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

DOKAZ NAPREZANJA NA TLO

-Naprezanja na tlo moraju biti manja ili jednaka maksimalno dopuštenom naprezanju

-DVOOSNO SAVIJANJE : -c) čitav presjek je u TLAKU

-d) presjek se dijelom odiže od tla

- Iz tablica prema Hülsdünker-u

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

DIMENZIONIRANJE TEMELJA

-PRIMJER : TEMELJ OPTEREĆEN VERTIKALNOM CENTRIČNOM SILOM

PRITISAK NA TLO:ps = N / A

PROVODI SE DOKAZ NA SAVIJANJE, POSMIK I PROBOJ U PRESJEKU UDALJENOM (c + h ) /2 OD VERTIKALNE OSI STUPA ZA SILU QR

ZA EKSCENTRIČNO OPTEREĆENJEPOTREBNO ODREDITI VERTIKALNU SILU QR INTEGRACIJOM NAPREZANJA PO POVRŠINI TEMELJA

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

DIMENZIONIRANJE TEMELJA

-PRIMJER : TEMELJ OPTEREĆEN VERTIKALNOM CENTRIČNOM SILOM

ARMIRANJE TEMELJA:

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

DIMENZIONIRANJE TEMELJA

PROBOJ TEMELJNE PLOČE – najčešće mjerodavan pri dimenzioniranju temelja samaca

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

DIMENZIONIRANJE TEMELJA

PROBOJ TEMELJNE PLOČE – ARMIRANJE POVIJENIM ŠIPKAMA

TEMELJENJE U VISOKOGRADNJI

DIMENZIONIRANJE TEMELJA

PROBOJ TEMELJNE PLOČE – ARMIRANJE SPONAMA

TRAKASTI TEMELJITrakasti temelji se izvode ispod zidova ili ispod niza stupova

Temelji imaju oblik obrnutog T-presjekaU poprečnom smjeru temelj ima konzolne istake koje se proračunavaju na reaktivno opterećenjeDebljina ploče na kraju iznosi barem 20 cm.Za male konzolne istake temelja zadržava se konstantna debljina ploče.

U uzdužnom smjeru trakasti temelj nosi kao kontinuirani nosač na savijanje pod djelovanjem koncentriranih sila od stupova i od raspodijeljenih reaktivnih napona na temeljnoj plohi. Visina rebra – iz uvjeta osiguranja dovoljne krutosti trakastog temelja

Krutost na savijanje trakastog temelja i cijele konstrukcije nad temeljem:-mora biti takva da ne nastane koncentracija napona pod stupovima- nejednoliko slijeganje mora biti manje od 1/1000 razmaka stupova

TRAKASTI TEMELJI

PRORAČUNSKI MODEL

Proračunski model – greda na elastično popustljivim osloncimaHorizontalno pridržanje potrebno zbog stabilnosti numeričkog proračunaWinklerov model temeljnog tla – niz diskretnih opruga odgovarajuće krutosti

TRAKASTI TEMELJI

ARMIRANJE TRAKASTOG TEMELJA ISPOD 2 STUPA

TRAKASTI TEMELJI

ARMIRANJE TRAKASTOG TEMELJA ISPOD VIŠE STUPOVA – SREDNJE POLJE

Donja uzdužna armatura raspoređuje se po cijeloj širini temelja pri čemu se 2/3 armature raspoređuje u širini rebara

Ako je proračunska poprečna sila VSd veća od otpornosti neraspucalog betonskog presjeka VRd1

proračunava armatura za preuzimanje glavnih vlačnih napona – kose šipke ili spone

TRAKASTI TEMELJI

ARMIRANJE TRAKASTOG TEMELJA

TEMELJNE PLOČE

Temeljne ploče ispod zgrada mogu biti: a)PUNE, b)REBRASTE c)ŠUPLJE

Izbor tipa temeljne ploče ovisi o:-konstrukcijskoj shemi građevine-veličini i rasporedu opterećenja u

tlocrtu- nosivosti i deformabilnosti tla

PUNA PLOČA – najjednostavniji oblik glede izvedbe, ali je veći utrošak materijalaDebljina ploče 1/6 razmaka stupova

REBRASTA TEMELJNA PLOČA – za veće opterećenje i veće razmake stupovaRebra se projektiraju po osima stupova

ŠUPLJI SANDUČASTI TEMELJI – imaju najveću krutost, ali zahtijevaju veliki utrošakmaterijala i komplicirani su za izvedbu

TEMELJNE PLOČE

PRORAČUNSKI MODELPovršinski nosačIli dijeljenjem utrake paralelne uzdužnim i poprečnim osimastupova aproksimiraštapnim sustavom

TEMELJNE PLOČE

NAGLAVNICA PILOTA

PRORAČUNSKI MODEL NAGLAVNICE

Ploče pilota se izvode debele kako bi se sile iz stupa pod odgovarajućim kutom rasporedile u pilotePritom dolazi do skretanja vertikalne sile te se pojavljuju horizontalne sile koje se preuzimaju armaturom u donjoj zoni ploče

NAGLAVNICA PILOTA

ARMATURA PILOTA

NAGLAVNICA PILOTA

ARMATURA PILOTA

NAGLAVNICA PILOTA

ARMATURA PILOTA

DUBOKO TEMELJENJE VIJADUKTA MIRNA

STATIČKI PRORAČUNDONJI USTROJ

Sprezanje pilota i naglavne ploče

STATIČKI PRORAČUN Armatura naglavne ploče

OBNOVA STUPA S6 MOSTA JASENOVAC

OBNOVA STUPA S6