1-3 Projektovanje objekata na cestama.pdf

Bosna i Hercegovina

DIREKCIJA CESTA Javno preduzeće FEDERACIJE BiH “PUTEVI REPUBLIKE SRPSKE” Sarajevo Banja Luka

SMJERNICE ZA PROJEKTOVANJE, GRAĐENJE, ODRŽAVANJE I NADZOR NA PUTEVIMA

Knjiga I: PROJEKTOVANJE

Dio 3: PROJEKTOVANJE KONSTRUKCIJA NA PUTEVIMA

Sarajevo/Banja Luka 2005

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima

RS-FB&H/3CS – DDC 433/94 Knjiga 1 - dio 3

S A D R Ž A J 1.3.1 TEMELJENJE NA ŠIPOVIMA I BUNARIMA 1.3.2 PROPUSTI 1.3.3 GRAVITACIONI POTPORNI ZIDOVI 1.3.4 SIDRENI POTPORNI ZIDOVI I KONSTRUKCIJE 1.3.5 OBJEKTI U POKRIVENIM USJECIMA I GALERIJE




PROJEKTANTSKA SMJERNICA (PS 1.3.1) Poglavlje 1: TEMELJENJE NA ŠIPOVIMA I BUNARIMA

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Temeljenje na šipovima i bunarima

RS-FB&H/3CS – DDC 433/94 Knjiga 1 - dio 3 - poglavlje 1 Strana 3 od 43

U V O D

U teškim geološko morfološkim uslovima, u kojima se nosivo tlo – stjenovita geološka osnova nalazi na većim dubinama od cca 6,0 m, upotrebljava se duboko temeljenje. U savremenoj praksi za temeljenje mostova i inžinjerskih konstrukcija najviše se primjenjuju bušeni šipovi i bunari sa kojima se dosežu dubine i do 40 m. Temeljenje na bušenim šipovima je najrašireniji način dubokog temeljenja. Mogućnost efikasnog uključivanja u nosive sisteme konstrukcija i geomorfološkim osobinama temeljnoga tla su osobine koje se koriste pri izgradnji mostova i inžinjerskih konstrukcija. Brza i pouzdana izvedba, koju omogućava savremena mehanizacija, uključuje temeljenje na bušenim šipovima u tehnologije koje zadovoljavaju zahtjevima ekonomične gradnje. Isto tako ovo temeljenje omogućava visoke standarde u zaštiti radnika na izvođenju ima male uticaje na okolinu radi čega se može uvrstiti u grupu koja zadovoljava ekološke zahtjeve. Temeljenje na bunarima spada u grupu dubokog temeljenja pošto se iskop vertikalnog šahta izvodi na sličan način kao i kod bunara koji ne služe za temeljenje. Kao značajni elementi nosive konstrukcije mostova utiću na koncept objekta, troškove i brzinu građenja, stabilnost i trajnost objekta kao i sa stanovišta zaščite okoline. PS 1.3.1 daje osnovne smjernice za projektovanje i izvođenje dubokog temeljenja na šipovima i bunarima kod mostova i inžinjerskih konstrukcija. Sadržaj smjernice je pravilno raspoređen u više cjelina. Kod izrade PS 1.3.1 korištena su savremena teoretska znanja i iskustva, projektanata, geomehaničara, izvođača, važeći propisi i standardi te evropske norme za geotehničko projektovanje.

Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima

Strana 4 od 43 Knjiga 1 - dio 3 - poglavlje 1 RS-FB&H/3CS – DDC 433/94

S A D R Ž A J 1. PREDMET PROJEKTANTSKE SMJERNICE ..............................................................................5 2. REFERENTNI NORMATIVI ..........................................................................................................5 3. TUMAČENJE IZRAZA ..................................................................................................................5 4. UVODNI DIO.................................................................................................................................7

4.1 Podloge za projektovanje dubokog temeljenja ...................................................................7 4.2 Uslovi po kojima se objekat temelji na bušenim šipovima ..................................................7 4.3 Uslovi pod kojima se objekat temelji na bunarima ..............................................................9

5. PROJEKTOVANJE I KONSTRUIRANJE TEMELJENJA NA BUŠENIM ŠIPOVIMA .................11 5.1 Izbor promjena, dužine, broja i rasporeda bušenih šipova ...............................................11 5.2 Konstruisanje armature za bušene šipove........................................................................13 5.3 Bušeni šipovi u vodi i mekom tlu .......................................................................................16 5.4 Konstruisanje spoja šipa sa potpornim konstrukcijama mosta .........................................18

6. PROJEKTOVANJE I KONSTRUISANJE TEMELJA NA BUNARIMA ........................................21 6.1 Opšti principi koncepta......................................................................................................21 6.2 Konstrukcijski elementi zaštite kod izvođenja iskopa........................................................25 6.3 Temeljna ploča i oblikovanje kontakta pete bunara i temeljnog tla...................................27 6.4 Način povezivanja stuba i bunara .....................................................................................27 6.5 Sidrenje bunara u nestabilnu podlogu ..............................................................................28 6.6 Posebnosti konstrukcije bunara koji se izvode sa spuštanjem .........................................31

7. GEOSTATIČKA ANALIZA BUŠENIH ŠIPOVA...........................................................................33 7.1 Ulazni podaci.....................................................................................................................33 7.2 Nosivost šipova opterećenih sa osnom silom ...................................................................33 7.3 Nosivost šipova opterećenih sa horizontalnom silom .......................................................35 7.4 Nosivost šipova u grupi .....................................................................................................36

8. GEOSTATIČKA ANALIZA BUNARA ..........................................................................................36 8.1 Računski modeli ................................................................................................................36 8.2 Određivanje uticaja na bunar ............................................................................................38 8.3 Opterećenje od pritiska zemlje..........................................................................................38 8.4 Granična stanja nosivosti i upotrebljivosti .........................................................................39

9. IZVOĐENJE TEMELJENJA NA BUŠENIM ŠIPOVIMA..............................................................39 10. IZVOĐENJE TEMELJENJA NA BUNARIMA..............................................................................40

10.1 Izrada bunara sa postepenim odkopavanjem ...................................................................40 10.2 Izrada bunara sa spuštanjem............................................................................................42 10.3 Posebnosti izrade bunara u nestabilnoj - plazovitoj padini ...............................................42 10.4 Nadzor pri građenju, monitoring i održavanje ...................................................................43



1. PREDMET PROJEKTANTSKE

SMJERNICE Smjernica je namijenjena svim učesnicima u procesu planiranja, projektovanja, građenja i održavanja mostova i inžinjerskih konstrukcija. Cilj smjernice je analiza opštih geomehaničkih, konstruktorskih, tehnoloških i organizacionih saznanja koja se duboko temeljenje mostova. Izbor načina temeljenja utiče na koncept konstrukcije, građenje i održavnaje mostova. Sadržaj projektantske smjernice obezbjeđuje povezivanje teoretskih i stručnih saznanja, podataka iz literature sa praktičnim iskustvima struke, tehničkim propisima i standardima. Smjernica je uglavnom namijenjena gradnji novih mostova ali je istovremeno koncipirana tako da se može primijeniti i kod rekonstrukcije postojećih mostova kao i kod građenja inžinjerksih konstrukcija (podporni zidovi, galerije, pokriveni ukopi, tuneli). Bušeni šipovi su šipovi sa ugrađenim betonom i armaturom u prethodno izbušene ili iskopane kružne otvore od 80 – 150 cm u prostoru za temeljenje. Minimalna dužina šipova u nosivom sloju tla iznosi 6,0 m. Smjernica obrađuje bušene šipove koji služe za temeljenje odnosno koji prenose sile iz objekta u temeljno tlo. Djelomično obrađuje i bušene šipove na koje djeluju opterećenja okomito na os šipa, a istovremeno služe i drugim namjenama, prije svega podpiranju zemljanih masa, obezbjeđenju iskopa i dr. (npr. pilotne stijene). Bunar je nosivi element za prenos potpornih sila objekta u nosiva tla kroz manje nosive i nenosive slojeve temeljnog poluprostora. Izvodi se sa postepenim iskopom vertikalnog šahta uz primjenu svih zaštitnih mjera. Obrađeni su bunari koji se izvode sa postepenim iskopom po etapana sa istovremenim izvođenjem zaštite te bunari koji se izvode sa postepenim spuštanjem prethodno izrađenog segmenta bunara. Obično bunari imaju presjek u obliku kruga ili elipse sa minimalnim promjerom do D = 2,5 m. Maksimalni promjer zavisi od osnove stuba, veličine opterećenja i dubine temeljenja. Bunari, koji se izvode sa

postepenim podkopavanjem obično su pravougaonog ili kružnog presjeka. Kesonski način temeljenja se više ne upotrebljava u savremenom građevinarstvu i nije predmet ove smjernice. 2. REFERENTNI NORMATIVI Pravilnik o tehničkim normativima za temeljenje konstrukcija, Sl. List SFRJ br. 15-295/90. Pravilnik o tehničkim normativima za beton i armirani beton (Sl. List SFRJ, br. 11/1987, RS, br. 52/2000). - EN 1990:2002 Eurocode 0 - Basis of

design, - prEN 1991 Eurocode 1 – Actions on

structures, - prEN 1992 Eurocode 2 – Design of

concrete structures, - prEN 1997 Eurocode 7 – Geotechnical

design, - prEN 1998 Eurocode 8 – Design of

structures for earthquale resistance EN 1537:1999 Execution of special geotehnical work - Ground anchors EN 1536: 2002, izvođenje posebnih geoteh-ničkih radova – Bušenji šipovi DIN 4014, Bušeni šipovi, izvođenje, dimen-zioniranje, nosivost SIA 192, Fundiranje na šipovima EN 206-1: 2003 Beton – 1. dio – Specifikacija, osobine, proizvodnja i skladnost. 3. TUMAČENJE IZRAZA Duboko temeljenje je temeljenje na bušenim šipovima ili bunarima na dubinama većim od 6,0 m. Plitko temeljenje je temeljenje na pojedinačnim ili trakastim temeljima ili pločama koji se upotrebljavaju u slučajevima kod kojih se na (dubini do 6,0 m) nalazi nosivi sloj. Šip je nosivi element za prenos potpornih sila objekta u nosiva tla kroz manje nosive ali nenosive slojeve.



Bušeni šip je “ in situ ” izrađeni šip sa ugrađivanjem betona i armature u prethodno izbušeni ili iskopani otvor u temeljnom poluprostoru. Glava šipa je gornji dio šipa koji je povezan sa elementom potprone konstrukcije. Noga šipa je donja osnovna ploha cilindričnog tijela šipa preko koje se prenosi opterećenje u tla sa aktiviranjem normalnih kontaktnih napona. Plašt šipa je plašt cilindričnog tijela šipa preko koga se prenosi opterećenje u tla sa aktiviranjem kontaktnih napona na smicanje. Stojeći šip je šip koji svu ili veći dio potporne sile prenese u tlo sa aktiviranjem napona na pritisak ispod noge šipa. Trenjski šip je šip koji veći dio potporne sile prenese u tla sa aktiviranjem napona na smicanje po plaštu šipa. Tlačni šip je šip koji preuzima opterećenja na pritisak – tlačnu osnu silu. Zatezni šip je šip koji preuzima silu zatezanja. Nosivost šipa je fizikalna količina izražena sa simbolom građevinske mehanike za osnu silu (N), momenat savijanja (M) i poprečnu silu (N) i prestavlja graničnu vrijednost kod koje je još uvijek obezbjeđena sigurnost po kriteriju loma i upotrebljivosti. Osna nosivost šipa je nosivost šipa na osnu silu koju obezbjeđuje unutrašnja nosivost šipa (materijali u šipu) i vanjska nosivost temeljnog tla koja se sastoji iz nosivosti tla pod nogom šipa i tla po plaštu šipa. Nosivost šipa na savijanje je nosivost šipa na momente savijanja kojeg obezbjeđuje unutrašnja nosivost šipa (materijal u šipu) i vanjska nosivost tla dostignuta sa bočnim otporom zemlje uz plašt šipa. Zaštitna cijev – kolona je čelična cijev koja služi kao zaštitna oplata iskopanog otvora šipa radi sprečavanja obrušavanja u iskopani otvor. Isplaka je disperzija u tekućem stanju, obično mješavina koloidnih glinenih zrna i vode (ili samo vode) koja sa svojim hidrostatičkim pritiskom na zidove iskopanog otvora šipa služi kao potporni medij koji sprečava zarušavanje u iskopani otvor.

Greda šipa je nosivi gredni element potporne konstrukcije iz armiranog betona koja spaja glave šipova i stubove i za unos potporne sile u više šipova. Naglavna ploča je nosivi element potporne konstrukcije iz armiranog betona koja povezuje glave šipova u prostorske nosive sklopove. Bunar je nosivi element za prenos potpornih sila objekta u nosiva temeljna tla. Puni bunar je bunar kod koga je vertikalni šaht ispunjen betonom ili šljunkovitim materijalom. Mjesto uklještenja stuba je na vrhu bunara. Šuplji bunar je bunar sa praznim – neispunjenim prostorom između stuba i plašta bunara. Uklještenje stuba je u peti bunara. Zaštita iskopa su sve zaštitne intervencije koje se izvode u toku iskopa bunara. Obruč – prsten je nosivi armiranobetonski element u obliku zida koji preuzima pritiske zemlje u fazi izvođenja iskopa bunara. Brizgani beton (torkret) je smjesa agregata, cementa, vode i dodataka koji se sa brizganjem nanosi u/ili na konstrukciju. Može obrazovati konstrukcijski beton, a može biti samo fasadna navlaka. Plašt bunara je plašt cilindričnog tijela bunara preko koga se prenose opterećenja u temeljni poluprostor sa aktiviranjem kontaktnih napona na smicanje. Zid plašta bunara je armiranobetonski zid po obodu šupljeg bunara ili bunara ispunjenog sa šljunkovitim materijalom. Peta bunara je donji dio bunara preko koga se opterećenja prenose u tla sa aktiviranjem normalnih kontaktnih napona. Temeljni poluprostor je prostor pod terenom sastavljen iz slojeva zemlje različitih osobina koja su odlučujuća za određivanje nosivosti tla. Radni plato je prostor ili zasjecanje kosine terena radi izvođenja bunara.



4. UVODNI DIO 4.1 Podloge za projektovanje dubokog

temeljenja Bušeni šipovi i bunari su sastavni dijelovi konstrukcije mosta ili inžinjerske konstrukcije kod kojih se, kao osnova za projektovanje, koriste geodetski, prometni, prostorsko-urbanistički, hidrološko-hidrotehnički, meteoro-loško-klimatski, seizmološki i geološko-geomehanički podaci za područje na kome se očekuje utjecaj objekta. Ulazni projektni podaci moraju se obezbijediti, dokumentovati i intrepetirati uz poštivanje važećih propisa i PS 1.2.1 Opšte smjernice za mostove. Temeljni dokument iz koga se preuzimaju podaci za projektovanje dubokog temeljenja je geološko-geomehanički izvještaj o sastavu tla i uslovima temeljenja. Obim izvještaja zavisi od faze projektovanja. Obično mora da sadrži sledeće geomehaničke podatke: • geografsko geomorfološki opis područja

trase • inžinjersko-geološke i strukturno geološke

prilike područja trase • podatke o seizmičnosti ispitanoga područja • opredjeljenje geotehničkih uslova

temeljenja i građenja objekta • preglednu situaciju trase AC u području

objekta • inžinjersko geološku kartu područja objekta

sa ucrtanim bušotinama • hidro-geološku kartu područja objekta • strukturno-geološku kartu područja objekta • podužni inženjersko-geološki-geotehnički

profil • poprečne geotehničke profile na lokaciji

pojedinih stubova sa ucrtanim slojevima i podacima o sastavu tla, lokaciji plitkih i dubokih klizišta i nivoa podzemne vode.

Geološke bušotine se izvode na lokaciji svake podupore do minimalne dubine 7,0 m ispod predviđene kote dna šipa ili bunara; geomehanički uslovi temeljenja moraju prezentirati sledeće podatke: • podjela kamenog masiva na slojeve po

karakteristikama čvrstoće i deformacija. Za svaki pojedinačni sloj treba navesti: zapreminsku težinu γ , ugao smicanja φ, koheziju c, elastični i deformacijski modul, Poissonov koeficient (za analizu po konačnim elementima), modul stišljivosti Mv te vertikalni i horizontalni koeficijent reakcije tla Kv i Kn,

• dozvoljeno opterećenje i slijeganje

temeljnog tla • analize stabilnosti sa proračunom pritiska

zemlje na obod bunara (aktivni, pasivni, mirni pritisak te pritisak u momentu klizanja)

• opšta stabilnost područja za duboko temeljenje podpore.

Vrsta podataka koji su neophodni projektantu zavise od računskog modela odnosno interakcije temelj -tlo. 4.2 Uslovi po kojima se objekat temelji na

bušenim šipovima 4.2.1 Uvod U savramenoj praksi najviše se upotrebljavaju šipovi velikih promjera radi čega i ova smjernica obrađuje projektovanje i izvođenje šipova velikih promjera. Temeljenje na šipovima spada u najrašireniji tip dubokog temeljenja. Upotrebljava se u slučajevima kod kojih plitko temeljenje nije moguće radi slabo nosivog tla, i prekomjernog slijeganja. Uzimajući u obzir sve prednosti, ovo temeljenje se primjenjuje prvenstveno tamo gdje je potrebno velike koncentrične sile unijeti u nosiva tla. Izrada temelja na šipovima može se izvesti i u slabo nosivom tlu, čvrstom tlu, u podzemnim i površinskim vodama. Temeljenje na šipovima je ekonomično, sigurno i sa ekološkog stanovišta opravdano. Savremena građevinska mehanizacija za izradu šipova omogućava brzu, efikasnu i ekonomičnu gradnju, ali zahtijeva odgovarajuće prilazne puteve i radne platoje. 4.2.2 Geološko-geomehaničke prilike kao

uslov za temeljenje na šipovima Osnovni uslov za temeljenje na šipovima je slabo nosivo tlo u gornjem dijelu temeljnog poluprostora na dubinama večih od 6,0 m. Sile podupiranja se preko vertikalnih potpornih elemenata – šipova prenose na veću dubinu.Temeljenje na šipovima je opravdano i u slučajevima kod kojih tlo u nivou temeljenja ima dovoljnu nosivost za preuzimanje podpornih sila, ali se ne može obezbjediti sigurno temeljenje zbog nedovoljne stabilnosti. Ovakvi slučajevi se obično pojavljuju na kosim terenima i padinama.



Uslovi koje diktira temeljenje na šipovima često nastupe i u području na kome se plitko temeljenje može upotrijebiti, ali nije sigurno radi drugih uticaja kao što su erozija rijeke i moguće promjene u profilu terena u budućnosti. Temeljenje na šipovima često diktira i nivo podzemne vode i njen režim pri iskopu građevinske jame (prejak dotok, problem hidrauličkog loma temeljnog tla, uticaji na susjedne objekte i dr.) za slučaj da se objekat plitko temtelji. Temeljenje na šipovima se takođe upotrebljava u slučajevima u kojima bi građevinska jama plitkog temeljenja narušila stabilnost slojeva zemlje uz građevinsku jamu i zahtijevala dodatne intervencije za obezbjeđenje sigurnosti okolnog terena. 4.2.3 Statički koncept kao uslov za

temeljenje na šipovima Temeljenje na bušenim šipovima je posebno opravdano za objekte kod kojih je usvojeni koncept osjetljiv na veća slijeganja podpora. U ovu grupu posebno spadaju objekti koji su umetnuti odmah pod kolovozom ceste i kod kojih slijeganja direktno utiću na pojavu opasnih deformacija kolovoza. Za statički neodređene i okvirne konstrukcije mogu nejednaka slijeganja prouzrokovati dodatna opterećenja. Kod ovakvih konstrukcija je temeljenje na šipovima potpuno opravdano pošto obezbjeđuje neposredan unos potpornih sila u dobro nosive slojeve. U težnji ka objektima bez dilatacija i ležišta (integralne konstrukcije) odnosno objektima sa minimalnim brojem ovih elemenata, postaju statički koncepti sa temeljenjem na šipovima u pravilu najugodniji pošto su donji dijelovi stubova i upornjaka fleksibilniji i dozvoljavaju veća pomjeranja pri relativno malim unutrašnjim opterećenjima. 4.2.4 Lokacija objekta kao uslov za

temeljenje na šipovima Po pravilu temeljenje na šipovima manje ovisi od prilika na lokaciji gradnje i terenu pod objektom pošto su uticaji građenja mnogo manji od uticaja koji bi se pojavili kod plitvog temeljenja.

Temeljenje na šipovima može se primijeniti bez većih problema kada objekat treba temeljiti u vodi (rijeka, more) pošto je izvođenje sa radnih platoa na pontonima već provjereno. Tehnologija podvodnog produžetka šipova u stubove ne prestavlja nikakav problem za osposobljene izvođače. U većim koritima kod kojih je povećana opasnost od erozijskih promjena u koritu, prije svega produbljivanje korita, temeljenje na šipovima prestavlja sigurniji način. Temeljenje na bušenim šipovima ne odgovara kod temeljenja podupora na strmim terenima, posebno na nestabilnim kosinama u kojima je izvođenje prilaznih puteva i radnih platformi problematično i može izazvati nestabilnost padine. 4.2.5 Uslovi izvodljivosti bušenih šipova Kod izbora koncepta konstrukcije treba uzeti u obzir uslove izvodljivosti šipova i upozorenja izvođača ispitivanja temeljnog tla i to: - kod izrade šipova u koherentnoj zemlji sa

malom plastičnošću, vibracije kod izvođenja mogu pretvoriti materijal u žitko konzistentno stanje,

- pri bušenju se može naići na neočekivane prepreke (sakriveni stari objekti, temelji itd.),

- kod iskopa u mekoj koherentnoj zemlji, koja se lijepi na radnu kolonu, kod betoniranja se može pojaviti upadanje betona sa strane radi nedovoljnog podpornog učinka okolne zemlje za svježi beton,

- kod izvođenja u šljunku sa pretežno velikim zrnima, gdje je radi velike propusnosti upitno pridržavanje svježega betona u profilu iskopa, može doći do pretakanja betona među zrna,

- susret sa velikim kamenjem (samci) u koherentnom i nekoherentnom tlu. Ovi samci se pri udaranju sa sjekačem – grajferom ponašaju kao opruge kada sjekač ostaje bez učinka,

- kod iskopa u lisnatim-slojevitim stijenama sjekač nema učinka,

- kod nagnjenih slojeva može doći do iskliznuća – pomjeranja dna radne kolone,

- u kosinama nasipa i kod različitih debljina slojeva može nastupiti tedencija naginjanja kolone iskopa,



- posebno je opasno izvođenje u slojevima

sa podzemnom vodom koja je pod pritiskom (arteška voda), može nastupiti opasnost od loma tla u radnoj koloni i nastanka arteškog bunara u bušotini sa posledicama doticanja vode iz arteških slojeva,

- kod izvođenja u tlu sa agresivnim osobinama ili agresivnom podzemnom vodom, potrebno je uzeti u obzir agresivne uticaje na izveden šip,

- uzeti u obzir sve ostale moguće specifičnosti tla.

Izvodljivost šipova treba provjeriti i sa stanovišta lokacije gradnje. Često se pojavljaju slijedeća ograničenja: - pristup garniture za bušenje (dimenzije

stroja) i potrebna veličina radnog platoa, - nedovoljan radni prostor (uzak) za izradu

šipova, - nedovoljna slobodna visina za izradu

šipova (npr. ispod vodova visokog napona),

- visinski položaj platoa za izradu koji ograničava moguće varijante izrade,

- nosivost planuma radi pristupa strojeva (zelo slaba nosiva tla),

- komunalne instalacije u tlu i zraku, prije svega plinovodi i visokonapetosni vodovi kada je potrebno uzeti u obzir sigurnosne udaljenosti,

- ograničenje buke radi bezbijednosti stanovništva u okolini, sprečavanja emisije buke,

- ograničenje radnog vremena radi zabrane buke u naseljima.

Iz navedenih uslova može se zaključiti da postoji veliki broj ulaznih parametara koji su za svaku lokaciju građenja specifični. Radi toga projektovanju treba pristupiti sa velikom pažnjom uzimajući u obzir navedene specifičnosti. 4.2.6 Tehnologija građenja kao uslov za

temeljenje na šipovima Temeljenje na šipovima ne zahtijeva veliki utrošak vremena niti prouzrokuje nepredviđene situacije koje bi produžile rok izvođenja (osipavanje građevinske jame, nepredviđena pojava podzemne ili površinske vode i dr.). Temeljenje na šipovima ne zavisi od vremenskih uslova, kao što su niske i visoke temperature, od dugotrajne kiše i raskvašenog terena, od povećanog vodostaja

(ako su blagovremeno izvršene intervencije) i dr. Objekat temeljen na šipovima obično se ne ukopava duboko pošto se može temeljiti na površini terena sa čime se smanjuje količina iskopa i ugrađenog materijala te smanjiti učešće rada za izgradnju. Kod dubokog temeljenja mostova i vijadukata velikih raspona, kod kojih treba prenijeti na temelje velike oslonačke sile koje zahtijevaju veliki broj šipova, temeljenje na bušenim šipovima ne daje najbolje rješenje pošto zahtijeva izradu naglavnih ploča velikih dimenzija sa svim pripadajućim problemima. Povoljna je izgradnja upornjaka na visokim nasipima pošto se bušenje šipova izvodi kroz izvedeni nasip. Slijeganje upornjaka ne zavisi od slijeganja nasipa koji se nalazi između betoniranih šipova. Kod temeljenja na bušenim šipovima smanjuje se mogućnost zagađenja podzemnih voda u poređenju sa temeljenjem u otvorenoj jami pod uslovom da se pravilno izvodi održavanje mehanizacije. Specijalizirana preduzeća za izvođenje geomehaničkih radova i druga građevinska preduzeća raspolagaju sa dovoljnim brojem savremenih bušaćih garnitura za izradu bušenih šipova. Ova mehanizacija se ne može upotrebljavati za druge građevinske radove zbog čega je treba smišljeno upotrebljavati. 4.3 Uslovi pod kojima se objekat temelji

na bunarima Temeljenje na bunarima kao način dubokog temeljenja upotrebljava se naročito u slijedećim slučajevima: • kod temeljenja podupora objekata za

premošćavanje na kosinama kod takozvanih padinskih vijadukata, koji se protežu po dužini padine ili kod premošćavanja dolina kada to zahtijevaju geološki sastav tla, nagib padine i gdje je pristup teške mehanizacije (garniture za bušenje šipova) otežan ili nije moguć,

• kod temeljenja objekata za premošćavanje sa velikim rasponima kod kojih bi veliki broj šipova za pojedinačne podupore, zahtijevao neekonomične i velike naglavnice – ploče,

• u slučaju kada je temeljenje na bunarima jeftinije,



• temeljenje na bunarima u poređenju sa

temeljenjem na bušenim šipovima omogućava neposredniji prenos sile iz stuba u temeljna tla.

Način dubokog temeljenja sa bunarima usvaja se u slijedećim primjerima: • kod očuvanja prirodne stabilnosti kosine –

padine (rastresita i razmočena tla), • kod obezbijeđenja stabilnosti temelja i

podupora u slučajevima kada dođe do klizanja preperinskog – površinskog dijela terena u području objekta,

• kod prenosa velikih opterećenja sa malim deformacijama u stabilna temeljna tla na većim dubinama gdje gornji slojevi iskazuju malu nosivost odnosno kada nisu ispunjeni uslovi za plitko temeljenje zbog nestabilnog terena,

• kada tla u fazi iskopa u kratkom vremenu izgube odpornost odnosno postanu nestabilna,

• gdje je potrebna veća visina stubova odnosno smanjenje njihove krutosti (upotrebljava se rješenje sa šupljim bunarima),

• kada bi izgradnja pristupnih puteva ili radnih platoa za mehanizaciju prouzrokovala nestabilnost padine.

Prednosti temeljenja na bunarima su sledeće: • omogućen je direktni prenos opterećenja

od stuba do nosivog temeljnog tla, • temeljna tla su po čitavoj dubini vidna i pod

kontrolom, • stvarna pravilna dubina temeljnog tla može

se odrediti u toku izvođenja iskopa u pogledu stvarnih osobina tla,

• bunar je istovremeno i zaštita građevinske jame i ne prouzrokuje pomjeranje tla,

• intervencija u okolinu je minimalna. Temeljenje na bunarima je opravdano u relativno kohezivnim materijalima i u primjerima kada je nivo podzemne vode niži od kote temeljenja. U nekohezivnim materijalima može se izvesti zaštita po obodu šahta (injekcijske zavjese, torkret). U slučaju da su tla relativno slabo propusna, nivo podzemne vode se može spustiti ispod nivoa temeljenja sa ispunjavanjem vode. U ručevitim područjima moraju se uzeti u obzir morfološki i geološki uslovi te ispuniti slijedeći zahtjevi: • plašt bunara mora primarno štititi stub od

djelovanja pritiska zemlje, • pri gradnji oboda (plašta) bunara potrebno

je obezbijediti odvodnjavanje površinske

vode sa čime se izbjegava dodatna destabilizacija klizne padine,

• plašt bunara mora obezbijediti zaštitu pri izvođenju iskopa bunara u fazi građenja, a kasnije zaštitu stuba u fazi upotrebe objekta,

• plašt bunara mora opterećenja pritiska zemlje i pomjeranja padine, koji se mogu očekivati, prenijeti bez oštećenja na nosiva tla.

Za bunare važe tehnička i ekonomska ograničenja, koji su međusobno tijesno povezana. S tehničkog aspekta su ta ograničenja data, ako tla u kratkom vremenu postaju nestabilna i kada se radi o malim dubinama. Ovo važi prije svega za fini pijesak i mulj koji su izloženi prodoru vode i za raspadnute stijene ispod nivoa podzemne vode odnosno u prisutnosti porne vode. Kod temeljenja podupora u vodi (rijekama, jezerima itd.) upotrebljavaju se bunari koji se izvode po segmentima na privremeno nasutim poluotocima ili otocima i postepeno spuštaju sa potkopavanjem. Razumna dubina temeljenja u vodi je 6 – 8 m u poređenju na radni nivo vode. Na suhom ravnom terenu je upotreba dubokog temeljenja na vodnjacima opravdana pri većim dubinama od 6,0 m, u protivnom se izvede plitko temeljenje sa širokim iskopom.



5. PROJEKTOVANJE I

KONSTRUIRANJE TEMELJENJA NA BUŠENIM ŠIPOVIMA

5.1 Izbor promjena, dužine, broja i

rasporeda bušenih šipova 5.1.1 Općenito Kod izbora šipova potrebno je uzeti u obzir sve parametre koji su navedeni u prethodnoj tački (poglavlje 4.2): - osnova za određivanje promjera šipa je

prije svega zahtijevana nosivost (osna i na savijanje), izvodljivost i raspoloživa tehnologija,

- za manje mostove i sa tim manje uticaje usvajaju se šipovi manjih promjera (∅ 80 i

- ∅ 100 cm), za veće mostove sa većim uticajima šipovi većih promjera (∅ 125 i ∅ 150 cm),

- dužinu šipa po pravilu diktiraju geomehanički uslovi, prije svega dubinu nosivog tla, dok se vrh šipa određuje na osnovu izabranog koncepta, geometrije objekta, profila terena i drugih specifičnosti koje diktira lokacija građenja,

- raspored šipova prilagođava se konceptu podupora. Treba težiti ka manjem broju šipova većeg promjera jer je neugodni međusobni uticaj manji sa čime je model preuzimanja opterećenja jasniji i lakše praćenje toka sile.

- po mogućnosti treba šipove rasporediti tako, da nije potrebna gradnja velikih naglavnih greda i ploča.

5.1.2 Izbor promjera šipa Promjer šipa određuje projektant na osnovu proračuna nosivosti po jednoj od metoda a na osnovu: - rezultata statičkog probnog ispitivanja, - rezultata empirijskih ili analitičkih metoda

proračuna, - rezultata dinamičkog probnog ispitivanja, - na osnovu praćenja ponašanja sličnog

temeljenja na šipovima. Pri usvajanju pojedinih parametara mora se voditi računa, da su rezultati u skladu sa mjerodavnim iskustvima stečenim na sličnim temeljenjima.

Kod aproksimativnog određivanja nosivosti šipa na osnovu koga se radi koncept konstrukcije, uključujući i temeljenje, mogu se upotrijebiti informativne vrijednosti koje navode različiti izvori za uobičajene vrste zemljanih i stjenovitih materijala. U poglavlju 7 navedene su informativne karakteristike po DIN V 1054-100 i pojednostavljene jednačine za određivanje nosivosti šipa. Pored proračunate vanjske nosivosti treba provjeriti i unutrašnju nosivost šipa po metodama dimenzioniranja za kružni presjek sa ili bez armature. Izvijanje se po pravilu ne uzima u obzir sa izuzetkom dugih šipova u temeljnom poluprostoru sa izrazito mekim ili žitkim slojevima tla po dužini šipa ili kod šipova koji se produžavaju u vodi ili zraku. Sile strujanja vode, opterećenja od udara plovnih predmeta i leda te udari vozila u stubove povećavaju početne geometrijske imperfekcije, a sa tim i opasnost izvijanja šipa zajedno sa stubom. Na izbor promjera šipa utiče i način izrade (sa kolonama ili ispiranjem) i dubina bušenja. Omjer promjera i dužine bušenog šipa prikazan je u tabeli 1. Tabela 1: Dužine šipova u zavisnosti od načina zaštite

Šip u zaštitnoj koloni promjer ∅ 0,8 m ∅ 1,2 m ∅ 1,5 m dužina max 20 m do 25 m 35 m

Šip u bušotini sa ispiranjem

promjer ∅ 0,8 m ∅ 1,2 m ∅ 1,5 m dužina max 20 m do 30 m 40 m

Sa izborom šipova većeg promjera postiže se ekonomičnije građenje pošto nosivost raste približno sa kvadratom promjera, lakše se obezbijeđuje bezprijekornost i bolji uslovi za ugrađivanje betona, bolja zaštita armature, smanjuje se opasnost od nehomogenosti šipa itd. 5.1.3 Izbor dužine šipa Izbor dužine šipa diktiraju geomehaničke karakteristike u temeljnom poluprostoru, dubina sloja zemlje povoljne za temeljenje, odnosno dubina kompaktne stijene. Po pravilu se usvaja dubina koju predloži stručnjak za geomehaniku, a određena je na osnovu geomehaničkih ispitivanja i navedena u elaboratu.



Kod određivanja konačne dužine (dubine) šipa, često se projektant služi i podacima o sastavu tla koje prikupi u toku izvođenja iskopa za prvi šip tako, da slijedeće šipove može produbiti ili skratiti prema potrebama. U ovakvim slučajevima moraju se uzeti u obzir opasnosti navedene u slijedećem stavku. Kod određivanja dužine (dubine) treba posebno paziti na kontrolu debljine sloja u koga se ukopava noga šipa, pošto može nastupiti probijanje sloja u koliko je njegova debljina premala. Kod izbora većih dužina šipova važna je predviđena primjena tehnologije građenja sa ograničenjima koje prouzrokuje trenje pri utiskivanju zaštitne kolone i pri ugrađivanju dugih i teških armaturnih koševa. Raspoloživa oprema omogućava sigurno izvođenje šipova do 35 m dubine. 5.1.4 Raspored bušenih šipova Kod rasporeda šipova ispod podupore objekta mogu se primijeniti dvije osnovne raspodjele: - raspored pojedinačnih šipova ispod

podporne konstrukcije pri čemu geotehički uslovi i razmak šipova obezbijeđuju pojedinačno djelovanje šipova,

- raspored šipova ispod podupora konstrukcije u broju i sa razmakom uz poštivanje geotehničkih uslova u kojima se govori o grupi šipova.

U praksi se obično podupore mostova temelje na više šipova. Kod manjih objekata mogu se srednje podupore temeljiti na jednom samom šipu većeg promjera (∅150 cm), koji se nastavlja u stub. Uticaje susjednih šipova ne treba uzimati u obzir (redukcija nosivosti) u koliko osovinski razmak iznosi najmanje 3 d (tri promjere šipa). Ovo prestavlja grubu procjenu pošto geomehanički uslovi i uslovi prenosa opterećenja iz šipa u temeljna tla (normalna sila ispod noge šipa, sila trenja po obodu šipa) bistveno utiču na nosivost. Na osnovu analize mehanizma unosa sile šipova u tla, uz poštivanje geomehaničkih prilika, mogu se međusobni uticaji detaljnije analizirati.

Pravilnik o tehničkim normativima za temeljenje objekata određuje najmanje dozvoljene razmake između šipova (gledaj tab. 2), apsolutni minimalni razmak određuju izvodljivost i karakteristike temeljnog tla. Tabela 2: Minimalni razmak između šipova

Kod šipova koji prenose opterećenja u tla uglavnom samo preko noge šipa. 2,5d

Kod šipova u nekoherentnom tlu veće gustoće, koji prenose opterećenje u tla uglavnom sa trenjem.

3 d

Kod šipova u nekoherentnom tlu male gustoće i u koherentnom tlu, koji prenose opterećenja u tlo uglavnom sa trenjem.

5 d

Posebno je važno da se uzmu u obzir uticaji medusobnog djelovanja kod dugih šipova koji prenose opterećenje sa trenjem, dok su međusobni uticaji kod stojećih šipova na tvrdoj kamenoj podlozi bistveno smanjeni. Tačniji postupak određivanja nosivosti grupe šipova kod preuzimanja vertiklanih i horizontalnih sila je naveden u poglavlju 7. Pored usvajanja uticaja rasporeda šipova na nosivost jako je važan i raspored šipova radi unosa oslonačkih sila iz konstrukcije u šipove. Treba težiti ka rasporedu šipova koji obezbijeđuje optimalan model unosa sila u temeljna tla i ekonomični koncept elemenata poduporne konstrukcije. U nastavku je navedeno nekoliko primjera sa konceptom naglavnih greda, koji proizilaze iz rasporeda šipova i usmjerenja oslonačkih sila (slika 5.1). Kod potpora veći objekata sa velikim oslonačkim silama, potpore se temelje na grupi šipova sa velikim, masivnim naglavnicama – pločama ili se temeljenje izvodi na bunarima.


Slika 5.1: Mogući rasporedi bušenih šipova za potpore mostova 5.2 Konstruisanje armature za bušene

šipove 5.2.1 Opšta upustva Količina potrebne armature po dužini šipa određuje se na osnovu dimenzioniranja presjeka šipa za izračunate unutrašnje statičke količine u šipu. Kod oblikovanja armature šipa treba uzeti u obzir: - računski određenu količinu podužne

(glavne) armature i armature uzengija, - tehničke propise za područje armirano-

betonskih konstrukcija, - principe konstruisanja armature koji važe

za okrugle presjeke, - fizikalno tehnološke karakteristike

armature, - specifične zahtjeve koje diktiraju

tehnološki uslovi građenja. Prve tri odredbe se ispunjavaju kroz uobičajeno poznavanje analize i dimenzioniranja konstrukcija, koji važe za okrugle presjeke opterećene na pritisak i savijanje sa velikim ili malim ekcentricitetom osne sile.

Fizikalno tehnološke osobine armature, koja se ugrađuje u šipove su važne radi određivanja potrebnih dužina za sidrenje i dužina za nastavljanje – preklopi, te radi pravilne obrade (sposobnost krivljenja, zavarivanja). Osobine mora dostaviti isporučilac u obliku odgovarajućih certifikacijskih dokumenata – atesta. Brojne specifične zahtjeve za konstruisanje armature šipova diktiraju tehnološki uslovi ugrađivanja armature, koji zavise od tehnologije građenja šipova, od geotehničkih uslova, hidrologije i niza drugih posebnih zahtjeva čije neprihvatanje stvara posledice za slabu izradu, odnosno postaju neizvodljivi. Iz gore navedenog proizilazi potreba za neophodno sudjelovanje projektanta i osposobljenog izvođača izrade šipova, odnosno ovlaštenog tehnologa. Tehnologija građenja šipova diktira ugrađivanje armature za čitavu dužinu šipa u jednom komadu ili sa produžavanjem koša u toku građenja. Armatura se oblikuje u samonosive armaturne koše, koji moraju biti dovoljno čvrsti i kruti da se ne deformiraju zbog vlastite težine prilikom transporta,


Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima dizanja sa tla i ugrađivanja. Sledeće opterećenje nastaje od kinematičke sile tečnog betona pri betoniranju šipa (obično sa lijakom – kontraforom). Armaturni koševi su istovremeno i potporne konstrukcije za oplatu iz čeličnih cijevi (kolone) za slučaj da se šipovi betoniraju u vodi. Uz poštovanje svih navedenih uslova za izvođenje, mogu nastupiti dva osnovna načina izrade armaturnih koševa: - vezani armaturni koševi na zavarenoj

nosivoj konstrukciji, - zavareni nosivi koševi. 5.2.2 Vezani armaturni koševi Vezane armaturne koševe sačinjavaju nosiva konstrukcija koja se priprema iz čelika dovoljne žilavosti i sposobnosti za zavarivanje, i nosiva armatura koja se sa paljenom žicom priveže na nosivu konstrukciju. Nosiva konstrukcija se sastoji iz podužnih nosivih palica i nosivih obručeva i podpornog obruča na dnu konstrukcije i kuka za ugrađivanje na vrhu koša. Podužne nosive palice konstrukcije mogu se zavariti sa nosivim obručima sa unutrašnje ili vanjske strane obruča. Za izradu nosive konstrukcije dozvoljena je upotreba neatestiranog konstrukcijskog čelika i armature te izrada varova bez atestiranja.


Podužne palice nosive konstrukcije (slika 5.2) obično se ugrađuju sa istim promjerom kao palice podužne nosive armature – tabela 6. U slučaju da su palice konstrukcije većeg promjera onda se privare sa unutrašnje strane obručeva. Podužne palice moraju biti iz čelika koji se može variti. Obruči nosive konstrukcije obično se izrađuju iz konstrukcijskega čelika okruglog ili pravougaonog presjeka ili armaturnog čelika koji se može variti. Kod izrade treba poštovati tehnološke zahtjeve, prije svega vanjske promjere obruča, pošto oni određuju vanjski promjer ukupnog koša, a sa tim i njegovo odgovarajuće ugrađivanje. U tabeli 3 navedeni su razmaci između obruča iz pločastog ili okruglog čelika u zavisnosti od promjera podužnih palica. U slučaju da se obruči iz okruglog ili armaturnog čelika udvostruče sa razmakom 10 – 20 cm, onda važe ostojanje za obruče iz pločastog čelika.

Slika 5.2: Sastav armaturnog koša šipa Tabela 3: Razmak nosivih obruča

Promjer podužnih palica

konstrukcije

Obruči iz pločastog čelika

Obruči iz okruglog čelika

∅ ≤ 20 mm 2,5 m 1,75 m ∅ > 20 mm 3,0 m 2,00 m Tabela 4: Presjek pločastog čelika nosivih obruča

Promjer šipa Presjek pločastog čelika obruča

∅ 80 cm 60 x 8 mm ∅ 120 cm 80 x 8 mm ∅ 150 cm 100 x 10 mm

Kod ugrađivanja koša u iskopanu bušotinu te kod ugrađivanja betona u tijelo šipa, koš preuzima velika opterećenja radi čega odpornost nosivih obruča, kod šipova većeg promjera, često nije dovoljna. Radi toga se ugrađuje armatura koja dodatno obezbjeđuje sigurnost na pojavu deformacija. Obično se ugrađuju križevi iz armaturnog čelika, koji kod šipova većeg promjera ne prestavljaju bistvene smetnje za prolaz cijevi kroz koje se ugrađuje beton (slika 5.3). Kod teških koševa se preporučuje ugrađivanje kosih palica – dijagonala, koje sprečavaju transverzalnu deformaciju koša.

Slika 5.3: Križ za razopiranje

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Temeljenje na šipovima i bunarima Distanceri su vrlo važni elementi armaturnog koša pošto obezbjeđuju potrebna ostojanja koša od kolone i konačnog ostojanja koša od vanjskog plašta šipa odnosno iskopa, te osiguravaju debljinu zaštitnog sloja betona iznad armature. U tabeli 5 su navedene minimalne debljine zaštitnih slojeva betona u zavisnosti od tehnologije izvođenja šipova. Kod izvođenja šipova u zaštitnim kolonama upotrebljavaju se distanceri napravljeni iz armature i zavare na nosivu konstrukciju koša ili distanceri iz vlaknastog betona. Kod izvođenja šipova bez zaštitne kolone preporučuje se upotreba distancera iz pločastog čelika koji se naslanjaju sa većom površinom na stijene iskopane bušotine. Na slici 5.4 prikazane su provjerene izrade distancera. Tabela 5: Najmanja debljina zaštitnog sloja betona iznad armature

Tehnologija izvođenja Debljina zaštitnog sloja

betona Za šipove ∅ ≥ 80 cm koji se izvode u zaštitnoj koloni

c = 6 cm

Za šipove koji se izvode bez zaštitne kolone Za šipove iz podvodnog betona i betona sa najvećim zrnom do 32 mm. Za šipove sa većim neravninama po obodu iskopane bušotine.

c = 7,5 cm


Slika 5.4: Ugrađivanje distancera Noga koša mora se izvesti tako, da omogućava pristup cijevi za ugrađivanje betona, posebno na dnu iskopane bušotine, da spriječi dizanje koša kod izvlačenja bušaće kolone ili cijevi za betoniranje te da spriječi prodiranje koša u dno iskopa bušotine. U upotrebi su izrada sa savijenim palicama podužne armature ili sa privarenim distancerima u obliku križa u kombinaciji sa nosivim obručima koji se zavare na dnu podužnih palica. Slika 5.5 prikazuje najčešće upotrebljivane izrade.

Slika 5.5: Izrada noge koša Podužna nosiva armatura ugrađuje se simetrično ili asimetrično u zavisnosti od statičkih opterećenja. Radi moguće pojave grešaka kod ugrađivanja asimetrične armature obično se preporučuje ugrađivanje simetrične armature. Obično se upotrebljava standardna rebrasta armatura. Podužna armatura koša se određuje sa dimenzioniranjem okruglog presjeka za statička opterećenja koja se odrede sa analizom konstrukcije. Često se događa da je proračunata armatura (ili minimalna armatura) previše elastična i ne obezbijeđuje dovoljnu krutost armaturnog koša. U ovakvim slučajevima treba primijeniti preporuke o minimalnim promjerima i razmacima armaturnih palica podužne armature, koje su navedene u tabeli 6. Tabela 6: Promjer i razmak nosivih podužnih palica armaturnog koša

Promjer šipa Promjer podužne armature

Razmak podužne armature

∅ ≤ 100 mm ≥ 16 mm ≤ 20 cm ∅ ≥120 cm ≥ 18 mm ∅ ≥ 150 cm ≥ 20 cm

≤ 20 cm

U primjeru dugih koševa koji se ugrađuju po dijelovima, podužna se armatura produžava sa preklopom ili na neki drugi način prema uslovima koji su određeni propisima i standardima. Poprečnu nosivu armaturu šipova prestavljaju uzengije izrađene prema pravilima koja važe za uzengije. Promjer armature uzengija ne smije biti manji od jedne četvrtine najmanjeg promjera podužne armature. Radi specifičnosti armiranja šipova u tabeli 7 su navedene preporuke za izbor promjera armature uzengija u zavisnosti od promjera podužne armature.

Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Tabela 7: Promjer armature uzengija šipova

Promjer podužne armature

Promjer uzengija

16 mm 8 – 10 mm 20 mm 12 – 14 mm 25 mm 12 – 16 mm 28 mm 16 mm


Do promjera ∅ ≤ 12 mm armatura uzengija se oblikuje kao spirala. Za spiralnu armaturu može se upotrebiti obična glatka armatura. Razmak uzengija ili hod spirale ne smije biti veći od 12 najmanjih promjera podužne armature. Za spiralu se preporučuje da hod spirale ne prelazi 1/5 promjera šipa, dok se kao maksimalna vrijednost preporučuje do 25 cm. U području unošenja sila u bušeni šip treba gore preporučene razmake uzengija i hoda spirala smanjiti na polovicu. Preklopi spiralne armature koje se izvode sa kukama ili bez njih moraju se izvesti sa dovoljnom preklopnom dužinom. Ugrađivanje uzengija treba produžiti u elemente poduporne konstrukcije (npr. u naglavnu gredu) ako to uslovi kontinuitete prenosa sila zahtijevaju. Cjelokupan koš se prikazuje u nacrtu kroz crtež armaturnog koša sa detaljnim prikazom pozicija i detalja. Slika 5.6 prikazuje uzorak armaturnog nacrta koša bušenog šipa. 5.2.3 Zavareni armaturni koši Zavareni armaturni koši izgrađuju se od podužne armature i uzengija (spirale). Armatura mora posjedovati certifikat o varljivosti pošto se svi međusobni spojevi izvode zavarivanjem.

Slika 5.6: Armaturni nacrt šipa

Podužna i poprečna armatura obrazuju strukturu u obliku mreže koja ima dovoljnu krutost zbog zavarenih čvorova tako da odpada potreba za izradu nosive konstrukcije koša. Spojevi između podužne i poprečne armature mogu se variti ručno ili u stroju za varenje. Izrada koša sa ručnim varenjem dozvoljena je uz uslov upotrebe prenosnih aparata za varenje koji garantuju standardizovanu izradu uporednog tačkastog varenja sa provjerenim električnim tokom i naponom, tačno određenom silom pritiska i vremenom varenja. Kod poznate strukture čelika podužne armature i uzengija, koja se može variti, mora se postupak varenja programirati na način koji ne mijenja strukturu čelika pošto bi ta promjena prouzrokovala promjene fizikalno-tehnoloških osobina čelika. Geometrijski oblik koša, izvođač mora obezbijediti uz pomoć odgovarajućih šablona. Izrada zavarenih koševa obično se obavlja uz pomoć strojeva za varenje gdje je postupak varenja u potpunosti automatizovan, proizvodnja pod stalnom kontrolom i atestirana. Sa upotrebom automatizovanog postupka isključuje se ljudski faktor, koševi su kvalitetno izrađeni sa malim odstupanjima od projektovane geometrije i drugih zahtjeva koji su određeni u projektu. Kod planiranja varenih koševa, projektant mora poštovati tehnološke specifičnosti strojne opreme za izradu koševa, dok je izvođač pri nabavljanju strojne opreme dužan provjeriti da li proizvedeni koševi odgovaraju zahtjevima tehničkih propisa i standarda. Izvođač je takođe dužan obezbijediti materijal koji po tehnološkim osobinama odgovara za proizvodnju koševa te organizovati stalnu kontrolu proizvodnje koševa od strane ovlaštene institucije. 5.3 Bušeni šipovi u vodi i mekom tlu 5.3.1 Uslovi u kojima se izvode šipovi u

zaštitnoj cijevi Kada se izvode bušeni šipovi sa zaštitnom kolonom za bušenje koja se po završenom iskopu izvlači (uobičajena izrada), onda se u ovakvim primjerima šipovi izrade uz pomoć zaštitne cijevi – košuljice koja u nastavku procesa izvođenja služi kao oplata. Ovakvi slučajevi nastupaju: - kada se bušeni šipovi produžavaju do

spoja sa stubovima ili upornjacima kroz vodu (slika 5.7),


- kada kroz temeljna tla struji voda ili podzemna voda sa brzinom koja može isprati beton po izvlaćenju zaštitne kolone za bušenje (slika 5.8),

- kada se šipovi izvode u jako mekom ili žitkom tlu (Cu ≤ 0,015 MN/m2) ili u tlu sa malom zapreminskom gustoćom u kojima efekat otpora po zidu iskopane bušotine šipa ne obezbijeđuje ravnotežu između hidrostatičkog pritiska svježeg betona i okolne zemlje uz šip. U ovakvim primjerima može nastupiti bočno izvijanje okolnog materijala u slučaju nastanka večeg nadpritiska betona prema površini (slika 5.9).

5.3.2 Konstrukcija čeličnih cijevi za oplatu

(košuljica) Radi tehnologije izrade šipa treba uvijek košuljicu pričvrstiti na armaturni koš. Čelične cijevi koje u procesu izrade šipa služe kod oplata, u nastavku teksta »košuljice«, ugrađuju se kao zaštitni (pomoćni) ili trajni elementi konstrukcije. Kada košuljice služe kao oplate koja štiti beton od ispiranja ili izrivanja (slika 5.8 i 5.9) onda košuljice imaju privremenu ulogu. U ovakvim slučajevima vremenom košuljice »nestanu«, radi čega se mora obezbijediti zaštitni sloj betona nad armaturnim košem. Za vanjski promjer košuljice važe isti zahtjevi kao i za vanjski promjer armaturnog koša.

Slika 5.7 Slika 5.8 Slika 5.9 U ovakvim slučajevima promjer koša treba smanjiti za debljinu zida košuljice i zaštitnog sloja betona. Isto tako treba uzeti u obzir »mostove« korozije odnosno elemente za pričvršćenje košuljica na armaturni koš. U ovim primjerima košuljice nije potrebno trajno štititi na uticaj korozije (samo radionički za vrijeme ugrađivanja), radi čega je potrebno izabrati trajnije materijale za košuljice. U tabeli 8 navedene su debljine zida košuljice koje se preporučuju za upotrebu za različite promjere šipova.


Košuljice se izvode kao stalni elementi konstrukcije u naprijed navedenim primjerima, naročito kada je šip u cjelosti izrađen u vodi ili je ispod nivoa niske vode neposredno produžen u riječni stub. U ovakvim slučajevima treba u projektu predvidjeti upotrebu jačih košuljica (gledaj

tabelu 9) sa kvalitetnom zaštitom na uticaj korozije. Tabela 8: Minimalna debljina zida privremene košuljice i konstruktivnog čelika

Promjer šipa Minimalna debljina zida privremene

košuljice ∅ 80 cm 4 mm ∅ 100 cm 5 mm ∅ 150 cm 6 mm

Tabela 9: Minimalne debljine zida trajne košuljice iz kostrukcijskog čelika

Promjer šipa Minimalna debljina zida trajne košuljice

∅ 80 cm 6 mm ∅ 100 cm 8 mm ∅ 150 cm 8 mm

Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Ako se šipovi ili stubovi nalaze u rijeci pod uticajem riječne abrazije, onda protivkorozijska zaštita mora biti otporna na uticaj abrazije. Za izvođenje protivkorozijske zaštite najviše se upotrebljavaju premazi bazirani na epoksidne smole koji se po potrebi premažu još sa ukrasnim završnim premazom. Minimalna ukupna debljina svih premaza zaštitnog sloja na osnovu epoksidne smole mora iznositi 200 μm. Preporučuje se i protivkorozijska zaštita sa vrućom galvanizacijom sa cinkom za slučajeve kod kojih se ne očekuje intenzivnije djelovanje abrazije. Kod određivanja dužine i visine ugrađivanja košuljice, projektant mora uzeti u obzir sve tehnološke i eksploatacione vidike, po potrebi sarađivati sa izvođačem, geomehaničarom i hidrometeorološkom službom koja će dostaviti podatke o visini vodostaja rijeke u času izvođenja. Gornja ivica privremene košuljice obično se namjesti na nivo radnog platoa za izradu šipa. Dubinu donjeg ruba uslovljava uslov ravnoteže između hidrostatičkog pritiska svježeg betona u košuljici sa pasivnim odporom zemlje koja obkružuje šip te dinamika betoniranja šipa. Košuljicu treba dobro pričvrstiti na armaturni koš. Sa odgovarajućim distancerima se zavari na nosivu konstrukciju armaturnog koša. Najveći dozvoljeni vanjski promjer košuljice dostavlja izvođač u zavisnosti od kolone za bušenje. Za potrebe centriranja koša na košuljicu se privare distanceri koji se, u slučajevima trajne izrade, naknadno uklone sa brušenjem. Na ovim mjestima se naknadno mora popraviti protivkorozijska zaštita, radi čega je bolja upotreba patentiranih priljepljenih distancera iz korozijsko otpornog sintetičkog materijala. 5.4 Konstruisanje spoja šipa sa

potpornim konstrukcijama mosta 5.4.1 Spoj šipa sa naglavnom gredom ili

pločom Zbog obezbjeđenja regularnog unosa opterećenja (osne sile, momenti savijanja i prečne sile) iz elemenata potpornih konstrukcija mostova u šipove potrebno je iznad vrha šipova uraditi naglavnu gredu (temeljna greda) kada su šipovi razvrstani u jednoj ravnini, odnosno naglavnice (ploče, blokovi) kada su šipovi razvrstani u dvije ili više ravnina.

Naglavne grede i naglavnice elementi većih dimenzija i nosivosti koje obezbjeđuju kontinuiran unos potpornih sila iz konstrukcije u šipove. Naglavne grede i blokovi moraju se koncipirati tako, da omogućavaju ugrađivanje pravilno oblikovane armature za preuzimanje svih opterećenja koji nastaju u osnovnom modelu podupora i sve lokalne uticaje (npr. rascjepne sile). Naglavne grede se izvode šire od vanjskog promjera šipa sa prepustima od 15 cm na obe strane, odnosno toliko široke da jezgro armature grede premašuje promjer šipa. U slučaju izvođenja šipova u teškim uslovima koji ne garantuju pravilan položaj šipova (npr. rad sa nestabilnih platoa, sa pontona i dr.) onda treba naglavnu gredu raširiti u srazmjeru sa očekivanim odklonom od projektovanog položaja. Minimalna visina grede se usvaja na osnovu zahtjeva za obezbjeđenje sidrene ili preklopne dužine armature iz šipova i priključnih elemenata potpornih konstrukcija. U koliko se šipovi priključuju na gredu u tlu koji sadrži agresivne medije, preporučuje se da glava šipa bude iznad dna grede za 20 cm (slika 5.10). Dužinu armature za sidranje iz šipa u naglavnu gredu određuje se na osnovu propisa i standarda navedenih u poglavlju 2. Slika 5.11 prikazuje osnovne principe pri konceptu naglavne grede.

Slika 5.10: »Potopljena« glava šipa u naglavnu gredu Armaturu naglavne grede treba konstruisati tako, da u cjelosti obuhvati armaturu šipa. Najmanje jedna ugaona palica objekta sa armaturom uzengija mora prolaziti izvan linije unosa sile iz šipa u gredu uz poštovanje ugla unosa 45°. Isto važi i za unošenja sile iz elementa potporne konstrukcije u naglavnu gredu.


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Temeljenje na šipovima i bunarima U primjeru unosa velikih sila u gredu mogu se u gredi pojaviti sile cijepanja koje treba preuzeti sa dodavanjem rascjepne armature u obliku zatvorenih uzengija, a preporučuje se i produžavanje spiralne armature šipa u gredu. Kod određivanja rascjepnih sila treba uzeti u obzir eventualne ekscentričnosti osne sile u šipu i priključnom elementu potporne konstrukcije. Rascepna sila zavisi od omjera veličine kontaktnih površina stubova stub/greda i greda/šip. Za račun rascjepne sile postoje empirički obrasci i MKE kompjuterski programi. Posebnu pažnju treba posvetiti kod određivanja potrebne armature u naglavnim gredama i pločama kada se pojedinačne (stubovi) ili linijske podupore (zidovi) oslanjaju izvan osi šipova. U tom slučaju smislena je kontrola proračuna armature uz upotrebu jednostavnijih modela u kojima se primjenjuje analogija rešetke (slika 5.13). Isto tako treba brinuti za pravilno sidranje armaturne opterećene na zatezanje, pošto se naglavne grede i ploča često ojačavaju sa velikim presjecima armature sa ograničenim mogućnostima za pravilno sidranje. U ovakvim slučajevima armaturu treba oblikovati u obliku omče ili se na krajevima palica namjeste patentirane matice za sidranje odnosno zavare ploče za sidranje (slika 5.13).

Slika 5.11: Principi armiranja naglavne grede

Slika 5.12: Rascepna sila u gredi Zbog nesigurnog usidrenja potrebno je u tim područjima predvidjeti dovoljnu količinu poprečne armature (uzengije, omče) (slika 5.13). Upustva za naglavne grede treba primjenjivati i kod naglavnih ploča, s tim da treba uzeti u obzir prostorsko usmjerenje vektora statičkih količina sa prikazanom glavnom zateznom armaturom iznad šipova (slika 5.14).

Slika 5.13: Tok tlačnih i zateznih »palica« u naglavnoj gredi, sidrišta armature

Slika 5.14: Primarna zatezna armatura u uobičajenim naglavnicama


Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Kod konstruisanja armature treba uzeti u obzir i unos sile iz stuba u naglavnu ploču te na odgovarajući način armirati trake ispod stuba. Slika 5.14a prikazuje produženje šipa samca sa stubom. Ovakva izrada obezbjeđuje mogućnost namještanja podupora za montažu skele, podupiranje oplate stuba i podupiranje skele gornje konstrukcije. Kod ugrađivanja armature u velike naglavne grede potrebno je obezbjediti pravilan položaj armature. U tom slučaju se ugrađuju nosači za armaturu koji se, zajedno sa armaturom, ubetoniraju u gredu. Naglavne grede i ploče mogu se, po potrebi, izvoditi u podzemnoj ili površinskoj vodi uz upotrebu zagatnica. 5.4.2 Neposredno povezivanje šipova sa

poduporama Kada su podupore mosta zasnovane kao samostalni stojeći stubovi, onda se može upotrebiti neposredno povezivanje šipova sa stubovima. Ako se produženje izvodi na suhom, onda se šip nastavlja u stub neposredno. Nakon izvlačenja bušaće kolone i nakon nekoliko sati odstrani se gornji sloj slabog betona, pripremi se površina radnog spoja poslije ćega se šip nadobetonira sa stubom istog promjera uz poštivanje odredbi za preklopne dužine armature (slika 5.15a). U koliko se šip produžava u stub različitog presjeka, onda se prethodno izvede produžetak šipa radi ugrađivanja priključne armature stuba ili se priključna armatura prethodno spoji na armaturni koš šipa (slika 5.15b).

Slika 5.15: Produžavanje šipa na suhom

Slika 5.16: Izrada podvodnog spoja uz pomoć košuljice Produžavanje šipova u vodi po pravilu se izvodi sa stubovima manjeg promjera. U tom slučaju se podvodni dio stuba zabetonira u čeličnoj košuljici. Gornji kraj košuljice mora biti iznad nivoa vode, donji rub mora ići u šip toliko duboko da nakon izvlačenja radne kolone ne dođe do istiskivanja materijala uz iskop bušotine ili isticanja betona iz bušotine. U slučaju da viskoznost betona u prostoru između oboda iskopane bušotine i vanjskim obodom košuljice ne obezbjeđuje potrebnu ravnotežu između svježeg betona u košuljici stuba i viskoznim odporom isticanja betona, onda se i šip u gornjem dijelu izvede u košuljici koja se privari na košuljicu stuba uz pomoć čeličnog pločastog prstena. Ovaj prsten se može zamijeniti sa različitim elementima za zaptivanje (slika 5.17).

Slika 5.17: Izrada podvodnog spoja pomoću košuljice stuba i šipa




6. PROJEKTOVANJE I

KONSTRUISANJE TEMELJA NA BUNARIMA

6.1 Opšti principi koncepta Pri izboru koncepta i projektovanju temeljenja na bunarima treba obezbjediti slijedeće osnovne kriterije za sigurnu upotrebu konstrukcije: • odpornost, stabilnost, upotrebljivost i

trajnost konstrukcije; • kod projektovanja treba upotrebljavati

evropske (EUROCODE) i nacionalne propise i standarde koji se odnose na materijale, temeljenje objekata, određivanje uticaja na konstrukcije, za armirani beton i sigurno projektovanje na potres;

• kod analize uticaja potrebno je, u što većoj mjeri, upotrebljavati međunarodne važeće računske metode, računske modele i računske programe.

Kod izbora dubine temeljenja, dimenzija bunara i načina građenja bunara potrebno je, kod izbora koncepta i projektovanja objekata, uzeti u obzir sledeće faktore: • vrstu i veličinu konstrukcije objekta, • uslove lokacije gradilišta, koji se odnose na

globalnu stabilnost i pomjeranja tla, • uslove okoline (uticaji na susjedne objekte,

na saobraćaj, na komunalne objekte i instalacije),

• uslove poluprostora tla, • dozvoljenja slijeganja poduprte konstrukcije • uslove koje nalažu uticaji podzemne vode, • potresne prilike na užem području objekta, • uticaji okoline (hidrologija, površinske vode,

sezonske promjene, vlažnost, slijeganje), • ekonomičnost građenja. Kod temeljenja u kompaktnom tlu (stjenovita tla) potrebno je uzeti u obzir: • deformabilnost i čvrstoću stijenske mase • prisutnost slabijih slojeva, pojavu

raspadanja, područja prelomnice ispod bunara,

• prisutnost kontaktnih ploha ili drugih diskontinuiteta i njihovih karakteristika (npr. zapunjenje, širina, razmak, povezanost),

• stanje razpadnje, dekom-pozicije i prelomi stijena,

• oštećenja kamenog masiva u blizini bunara.

Bunari koji se temelje u čvrstom tlu obično se projektuju na osnovu pretpostavljenih kontaktnih tlačnih napona. Za tvrde intaktne eruptivne stijene, gnajse, krečnjake i konglomerate, pretpostavljeni tlačni naponi

su ograničeni sa tlačnim odporom betona temelja. Kod projektovanja bunara obrađuju se slijedeće projektne situacije: • projektna situacija početnog stanja padine,

postojećih objekata i infrastrukture u uticajnom področju prije izvođenja radova

• tehnološke projektne situacije koji sadrže izgradnju pristupnih puteva, radnih platoa, iskopa za šahtove bunara i druge radne faze građenja, kao što su: prednaprezanje geotehničnih sidara, održavanje i eventualne popravke, intervencije u padinama radi održavanja drenažnih sistema;

• projektne situacije trajne eksploatacije objekta,

• nezgodne i seizmičke projektne situacije. Temeljenje na bunarima je način dubokog temeljenja u kome se iskop vertikalnog šahta izvodi na način koji se primjenjuje pri izradi klasičnih bunara. Radi se o postepenom iskopu po fazama uz istovremeno obezbjeđenje oboda iskopanog šahta. Između dubokog temeljenja na bunarima i šipovima ne postoje bistvene razlike u pogledu nosivosti i deformabilnosti. Kod dubokog temeljenja na bunarima kao i na šipovima u poređenu sa plitkim temeljenjem, postoji mnogo veća interakcija između tla i temelja. Razlika između ova dva načina dubokog temeljenja je u načinu izvođenja. Pod dubokim temeljenjem se smatra temeljenje na većim dubinama od 6,0 m od nivoa ravnoga terena odnosno kosog terena - padine na nižoj strani. Za izvođenje radova na iskopu bunara postoje dva načina: • sa postepenim iskopom uz istovremenu

zaštitu oboda šahta (slika 6.1), • Sa postepenim spuštanjem (potapljanjem)

prethodno zabetoniranog bunara iznad terena (slika 6.2).

Kod prvog načina iskop se izvodi postepeno po etapama visine 0,8 do 1,5 m uz zaštitu oboda iskopa armiranobetonskim obručima ili čeličnim obručima u zavisnosti od kvaliteta tla i veličine pritiska zemlje. Kod drugog načina bunari se izvode na mjestu iskopa iznad terena u visini 2,0 do 4,0 m. Izvođenje može biti sa betoniranjem na licu mjesta ili sa montažnim prefabrikovanim elementima. Mehanizovani iskop u bunaru i spuštanje bunara izvodi se jednovremeno.

Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Nakon spuštanja prvog dijela bunara betonira se slijedeći segment bunara na gornjoj strani i ponovi postupak spuštanja sa potkopavanjem.

U smislu geotehničkog projektovanja EC 7 bunari su uvršteni u geotehničku kategoriju 2 i 3, a tu nisu eksplicitno navedeni bunari kao primjeri konstrukcija nego samo kao njihovi dijelovi.

1 – početna faza iskopa 2 – iskop bunara po etapama uz izvođenje zaštite sa AB djelimičnim ili punim obručima (u slabom tlu) 3 – zaštita iskopa sa oblogom iz brizganog – tokret betona (u raspucaloj stijeni) 4 – izvođenje iskopa sa bagerom i transport iskopanog materijala sa kranom ili autodizalicom 5 – izveden bunar i stub (primjer šupljeg bunara) Slika 6.1: Izrada bunara sa postepenim iskopomu uz jednovremenu zaštitu oboda šahta

1 – radni plato (privremeni nasip) 2 – početni segment bunara sa čeličnim sjekačem 3 – spuštanje bunara sa potkopavanjem i izradom novih segmenta bunara 4 – podbeton (podvodni beton) 5 – izrada temelja i stuba 6 – izrada plašta bunara u dijelu iznad terena

Slika 6.2: Izrada bunara sa postepenim spuštanjem i prethodnim zabertoniranjem bunara


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Temeljenje na šipovima i bunarima Geotehnička kategorija 2 uključuje slijedeće elemente, odnosno dijelove konstrukcije bunara: • temeljna ploča, • zidovi i ostale konstrukcije koje podupiru

zemlju ili vodu, • iskopi, • upornjaci i stubovi mosta, • geomehanička sidra i ostali sistemi

sidranja. Geotehnička kategorija 3 uključuje konstrukcije ili dijelove konstrukcija koji nisu obuhvaćeni kategorijama 1 i 2. U konteksu bunara u kategoriju 3 su uvršteni: • jako duboki bunari velikih dimenzija, • bunari kod kojih postoji veliki rizik ili

neuobičajene i vrlo teške prilike u tlu, • konstrukcije u području velike potresne

ugroženosti, • bunari u področju mogućih nestabilnih

lokacija građenja ili stalnih pomjeranja, na kojima treba izvesti odvojena ispitivanja ili primijeniti posebne mjere.

U pogledu načina unosa opterećenja podupore u temeljna tla bunari se mogu podijeliti na stojeće (slika 6.3) i plivajuće bunare (slika 6.4). Kod prvih se cjelokupno opterećenje prenosi u tlo preko temeljne ploče odnosno pete bunara. Plašt ima funkciju zaštite iskopa, eventualno štiti stub na klizanje padine, oblikuje prostor oko stuba i posredno smanjuje opterećenja. Kod plivajućih bunara se dio opterećenja prenese u temeljni prostor sa trenjem preko oboda plašta. U tom slučaju se izvodi masivna temeljna ploča na gornjoj strani šahta bunara ili se stub po cijeloj visini šahta čvrsto poveže sa plaštem. Temeljenje sa bunarima može se izvesti sa pojedinačnim bunarima okruglog ili elipsastog presjeka ili iz grupe bunara, obično iz dva ili četiri bunara koji se čvrsto povežu sa poprečnim nosačem ili pločom. Bunari koji se izvode sa postepenim iskopom i odmah zaštite, obično imaju kružni ili elipsasti presjek. Oblik i dimenzije bunara, prije svega, zavise od dimenzije i oblika stuba, reda veličine statičkih uticaja, stabilnosnih prilika terena i visine odnosno dubine bunara.

Slika 6.3: Stojeći bunar

Slika 6.4: Plivajući bunar



1 - zaštita kod izvođenja iskopa 1a - AB poluobruči sa ili bez pasivnih sidara 1b - AB obruči (prstenovi) kod etapne izrade iskopa 1c - zaštita iskopa sa brizganim betonom 2 - peta bunara – kontakt između dna bunara sa nosivim tlom 3a - ispuna sa djelomično armiranim betonom 3b - ispuna sa šljunkom

4 - temeljna ploča – uklještenje stuba u bunar 5 - stub 6 - zid plašta bunara 6a - dilatirani elementi plašta 6b - trapezni elementi plašta 6c - nageti klizni obruči plašta

Slika 6.5: Opšti principi zasnivanja bunara za stubove vijadukta


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Temeljenje na šipovima i bunarima Kod bunara koji se izvode sa postepenim spuštanjem mogu se upotrebiti i presjeci pravougaonog ili kvadratnog oblika. U pogledu dimenzija bunara ne postoje fiksna ograničenja. U slučajevima kada se zaštita iskopa izvodi sa brizganim – torkret betonom, promjer bunara se ograničava na 2,0 do 2,5 m. Promjer bunara uslovljava radni prostor potreban za izvođenje iskopa kao i za ugrađivanje brizganog betona. U građevinskoj praksi su poznati primjeri izvedenih bunara promjera D = 2,0 m. Ograničenja maksimalnih dimenzija presjeka bunara praktično nema. Poznati su primjeri bunara u obliku elipse sa dimenzijama 21,0 x 15,0 m. Kod zasnivanja bunara mogu se upotrijebiti principi idealno čvrste ili idealno gipke (deformabilne) konstrukcije (slika 6.5). Čvrstoj konstrukciji odgovara monolitni neprekinuti armiranobetonski na savijanje čvrsti cilindar, dok se elastična – gipka konstrukcija bunara postiže sa elementima plašta (obruča) bunara koji su međusobno klizno dilatirani. Prednosti čvrste konstrukcije su velika stabilnost i relativno mala osjetljivost na lokalne diskontinuitete i nehomogenost u poluprostoru tla, dok je prednost elastične-gipke konstrukcije manje opterećenje od pritiska zemlje koji djeluje na bunar, a sa tim i manje debljine zidova plašta. Kod relativno velikih pomjeranja koja nastaju od puzanja tla i povremenih jakih diskontinuiranih klizanja je koncept čvrstog bunara ekonomičan od 15 – 20 m dubine. Često se upotrebljavaju miješani princip, koji uzima u obzir ekonomičnost te statiku i kinematiku plašta bunara. Dubina (visina) bunara zavisi naročito od dubine na kojoj se nalaze nosiva tla pri čemu je značajno da se bunar uklješti u relativno zdravu nosivu stijenu. Takozvani »plivajući« bunari rijetko se upotrebljavaju i to samo u slučajevima kada se nosiva tla – stijene ne mogu doseći. Obično dubine od 15 – 18 m daju znatno veću cijenu zbog otežanog vertikalnog transporta odkopanog materijala. Do ovih dubina i odgovarajućem presjeku bunara, iskopani materijal se vertikalno transportuje pomoću hidrauličnog bagera sa produženom rukom. Kod većih dubina prenos odkopanog materijala se obavlja uz pomoć mehaničnog bagera. Maksimalne dubine bunara iznose od 30,0 do 35,0 m.

6.2 Konstrukcijski elementi zaštite kod izvođenja iskopa

Debljina plašta iz brizganog-torkret betona (slika 6.6) koji se izvodi za zaštitu pri postepenom iskopu bunara, zavisi od stanja temeljnog tla i izabranog presjeka bunara. Kod uobičajenih dimenzija iznosi od 10 do 15 cm. Plašt djelomično može biti bez armature a obično se armira sa dvojnom armaturnom mrežom. Kod većih obima upotrebljavaju se čelične razupore. Na vrhu bunara izvodi se ojačan plašt – obruč iz armiranog betona, koji povećava stabilnost pri djelovanju pritisaka tla. U najnižim slojevima iskopa u području kompaktne stijene, zaštita oboda iskopa sa brizganim betonom nije neophodna (slika 6.6) u koliko se nakon ručnog čišćenja temeljne plohe odmah betonira peta bunara. Zaštita iskopa bunara sa armiranobetonskim obručima (slika 6.7) koji se izvede na licu mjesta, upotrebljava se kod bunara većih promjera u slabom tlu, a prije svega kada se bunar kasnije ne popunjava sa betonom. Dubina iskopa pojedinačne kampade iznosi od 1,0 do 1,5 m, a zavisi od stvarnih karakteristika tla, presjeka bunara, radno-tehničkih uslova. U tlu sa slabom kohezijom treba često dubinu iskopa pojedinih kampada smanjivati 20 do 30 cm kako bi se izbjeglo obrušavanje materijala.

Slika 6.6: Zaštita iskopa bunara sa oblogom iz armiranog brizganog-torkret betona Kod šupljih bunara izvode se zidovi plašta bunara debljine 30 – 60 cm nakon izvedenog betoniranja pete bunara u zavisnosti od veličine pritiska zemlje.



Slika 6.7: Osiguranje iskopa sa obručima (prstenovima)

Slika 6.8: Primjeri oblikovanja pete bunara


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Temeljenje na šipovima i bunarima 6.3 Temeljna ploča i oblikovanje kontakta

pete bunara i temeljnog tla Uklještenje bunara u nosiva tla treba izvesti u minimalnoj debljini 1,5 – 2,5 m. Izvođenje raširene pete bunara je opravdano u slučaju kada bunar okružuje nevezani materijal, te slaba stijena, a manje gdje se bunar uklješčuje u kompaktnu stijenu. U ovim primjerima raširenje presjeka treba početi u području nevezanog materijala s tim da je unaprijed poznata konačna dubina bunara. Kod većih uklještenja bunara u stijenu postiče se raširenje opterećenja u temeljna tla sa trenjem između nazubljenog plašta i stijenske mase. Pri većim nagibima osnove stijenske mase može se temeljna peta bunara, na kontaktu sa stijenskom masom, izvesti stepenasto. Bolje povezivanje između pete bunara i tla može se postići i sa vertikalnim sidrima.

6.4 Način povezivanja stuba i bunara U primjeru uklještenja stuba u bunar tada se na vrhu izvede t.k.z. puni bunar (slika 6.5 – a, b i 6.9). Ovakvo rješenje se primjenjuje u slijedećim slučajevima: • kod bunara manjih promjera (∅4,5 – 5,0 m), • kod bunara većeg promjera i visine od 6,0

– 10,0 m, • kada je mali prostor između stuba i plašta

bunara kada bi to povećanje prouzrokovalo povećanje promjera bunara,

• kada to dozvoljava visina stuba u pogledu preuzimanja horizontalnih opterećenja,

• kod većeg prisustva vode.

1a – obruči za zaštitu pri iskopu 2 – uklještenje stuba u bunar temeljne ploče 4 - stub 1b – obloga iz brizganog betona 3 – djelomično armiran beton ispune Slika 6.9: Konstruktivne karakteristike punog bunara


Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Punjenje bunara izvodi se djelomično armiranim betonom za punjenje ili armiranobetonskim valjkom sa plaštom koji se popuni sa šljunkom. Punjenje sa šljunkom izvodi se kod većih dubina i većih presjeka bunara kada punjenje sa betonom nije ekonomično. Na vrhu bunara u području bunara treba urediti odvodnjavanje. Kot šupljih bunara (slika 6.5 – c, d i 6.10) stub se uklješćuje u temeljnu ploču pete bunara u slijedećim slučajevima: • kada treba smanjiti krutost stuba sa

povećanjem njegove visine, • u nestabilnom području kada plašt bunara

služi kao zaštitna konstrukcija. Kod mostova i viadukta mogu se pojedinačne potpore temeljiti na pojedinačnim bunarima koji se među sobom povežu sa krutom gredom ili pločom. Prednost temeljenja na više bunara je bolja iskorištenost učinka okvira. Naredna prednost se ogleda u lakšem obezbjeđenju stabilnosti u toku izvođenja iskopa u odnosu na pojedinačni bunar većeg promjera. Sa stanovišta izvođenja radova varijanta sa više manjih bunara je neugodnija od varijante sa jednim većim bunarom.

Temeljenje potpore na više bunara manjeg promjera je ekonomično za dubine do 10,0 m. U strmim padinama mogu se bunari dvije susjedne podupore međusobno povezati sa krutom poprečnom gredom, tako da opterećenja od pritiska zemlje preuzimaju kao okvirna konstrukcija (slika 6.11). Za temeljenje podupora u strmim padinama sa većim debljinama nenosivih slojeva ekonomično je rješenje sa zajedničkim bunarem u obliku elipse većeg promjera za dva stuba dvije paralelne rasponske konstrukcije. Na vrhu bunara se izvede kruta poprečna greda koja međusobno povezuje stubove (slika 6.12). 6.5 Sidrenje bunara u nestabilnu podlogu Sidrenje bunara izvodi se kod temeljenja u strmoj nestabilnoj padini. Kod izvođenja iskopa često treba sidrati poluobručeve u početnoj fazi iskopa u toku zasijecanja padine, kada se ne može izvesti osiguranje sa punim prstenima. U tom dijelu se izvode poluobručevi u kombinaciji sa pasivnim sidrima ili prednapetim sidrima što zavisi od veličine pritiska zemlje (slika 6.13).

Slika 6.10: Konstruktivne karakteristike šupljeg bunara



Slika 6.11: Poprečno povezivanje bunara na nestabilnoj padini

Slika 6.12: Zajednički bunar za stubove vijadukta na strmoj padini sa čvrstom osnovom na veći dubini

Slika 6.13: Sidranje poluobruča u početnoj fazi iskopa bunara


Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima U nestabilnim padinama gdje su prisutna klizišta, u nekim slučajevima, može se stabilnost bunara obezbijediti sa trajnim geomehaničkim sidrima. U strmim klizovitim padinama u kojima postoji mogućnost pojave iznenadnih klizanja često puta nije ekonomski opravdano obezbjeđivati stabilnost čitave padine u cilju potpunog sprečavanja pomjeranja. U takvim slučajevima treba izabrati rješenje sa pojedinačnim poduporama i obezbijediti lokalnu sigurnost do željene mjere. Pri tome treba uzeti u obzir, da u slučaju pomjeranja prema podnožju padine dolazi do koncentracije opterećenja u nepomično područje potpore. Općenito postoje dvije mogućnosti za preuzimanje tih koncentričnih opterećenja i to da se u cjelosti preuzmu sa masivnim podpornim zidovima ili sa sidranjem bunara. Sidranje se može izvesti na prednjoj strani bunara prema padini, ili se namjeste na dolinsku stranu stuba. Moguća je izrada sidranja samog bunara. Sa prednapregnutim sidrima, na vrhu bunara, efikasno se preuzima dio horizontalnih sila i smanjuju momenti savijanja u bunaru.

U jako ugroženim područjima sidra se ugrađuju još u donjim nivojima bunara (slika 6.14). Ovaj način se upotrebljava u izuzetnim primjerima radi negativnih činilaca kao što su: • usporavanje toka izgradnje; • zapleteni statički sistemi radi faznosti

građenja i mogućnosti približnog uzimanja u obzir preraspodjele pritisaka zemlje (koncentrisani unos opterećenja);

• otežana mogućnost kontrole funkcionalne sposobnosti prednapregnutog sidra npr. pomoću ekstenziometra ili mjerača sile u sidru u glavi bunara;

• nemogućnost zamjene prednapregnutog sidra oštećenog od korozije ili prekida, dodatno sidro se može ugraditi samo uz bunar ili njegovoj glavi;

• smanjenje reakcije tla na dolinskoj strani.

Slika 6.14: Primjer sidranja bunara sa sidranjem na više nivoa


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Temeljenje na šipovima i bunarima Prednost imaju geomehanička sidra sa sidranjem na vrhu bunara odnosno grede za povezivanje bunara kod temeljenja podupore na dva ili više bunara koji su ugrađeni na padinskoj ili dolinskoj strani temelja. U ovim primjerima sidra se mogu kontrolisati i u slučaju odkazivanja zamijeniti. U ovakvim slučajevima treba predvidjeti prostor za rezervna sidra. Osiguranje krajnjeg upornjaka može se izvesti sa sidranjem padine (zemljanog dijela temelja) na dolinskoj strani (slika 6.15). Sidra se prednapnu na 2/3 korisnog opterećenja i zainjektiraju sa cementnom emulzijom sa kojom istovremeno poboljšamo ispucalu stijensku masu.

Slika 6.15: Sidranje bunara i krajnega

upornjaka u strmoj padini Bolje rješenje od osiguravanja nestabilne padine sa sidrima je produbljivanje bunara. U poređenju sa sidranjem po nivojih stuba i bunara, sidra raspoređena na dolinskoj strani izvan bunara imaju slijedeće prednosti: • smanjenje reaktivnih sila (napona) u tlu i

sprečavanje rastresitosti i klizanja zemlje na dolinskoj strani bunara;

• smanjenje opterećenja i bunaru gdje nema koncentrisanog unosa sile po nivou sidranja.

6.6 Posebnosti konstrukcije bunara koji

se izvode sa spuštanjem Zasnivanje konstrukcije bunara, koji se izvodi sa postepenim spuštanjem, uslovljena je sa načinom izrade i sa osobinama nenosivih slojeva temeljnog tla, kroz koja se izvodi spuštanje bunara. Bunar šupljeg presjeka kvadratnog, pravougaonog, kružnog ili elipsastog oblika sa ili bez unutrašnjih

pregrada (slika 6.16) izvodi se na licu mjesta iznad radnog platoa u pojedinačnim segmentima ili u jednom komadu. Segmenti mogu biti i u montažnoj izradi. Kod pravilno izvedenog vještačkog nasipa u vodi, veliki priliv vode moguć je samo kroz dno bunara. U takvim slučajevima se obavlja crpljenje vode sa pumpama većih kapaciteta ili se izvede zatvaranje pomoću injektiranja pod pritiskom. Bunar se, u toku spuštanja, izvodi po fazama u slijedećim primjerima: • kod velikih dubina i manjih širina (promjera)

bunara kada je H/B > 1.3, • kod ograničene visine ruke bagera ili krana: Δh/h' < 2 / Δh = visina etape, h' = visina ručice bagera ili krana),

• kada se ispod radnog platoa nalazi meka glina.

Bunar se izvodi u punoj visini iznad radnog platoa u slijedećim primjerima: • kod malih dubina i velikih širina (promjera)

bunara kada je H /B < 1.3, • kod ograničene visine ruke bagera ili krana

h< 2/3 h' (h = visina bunara, h' = visina ručice bagera ili krana),

• kada se ispod radnog platoa nalazi tvrda glina ili pijesak,

• kod teških bunara koji se ne mogu umiriti sa mehanizmima zaustavljanja.

Konstrukcija bunara, koji se izvodi sa spuštanjem, sastoji se iz: sjekač-nož, vijenac i zidovi bunara. Nož sa vijencem (slika 6.17) na unutrašnjoj strani bunara omogućava: • neposredni prenos pritiska od težine

bunara na tlo u procesu spuštanja, • zaštitu bunara kod nesimetričnog

opterećenja koja nastaju zbog prepreka pri spuštanju,

• lakši iskop tla. Nož je potreban pri spuštanju bunara kroz čvrsta tla i slojeve sa preprekama. Mora imati dovoljnu krutost, u suprotnom može prestavljati prepreku kod spuštanja bunara.



Slika 6.16: Mogući oblici bunara, koji se izvode sa spuštanjem

Slika 6.17: Oblikovanje donjeg dijela bunara sa sjekaćem




Vijenac mora imati slijedeće osobine: • mora obezbjediti dobar oslonac za nož, koji

se neposredno oslanja na tla radi čega je ispostavljen uticaju lokalnih opterećenja, koja nastaju radi prepreka kod spuštanja bunara,

• u poprečnom presjeku mora imati oblik trapeza u kome se nagib unutrašnje stranice prema vertikali smanjuje kod kompaktnijeg tla,

• na vijenac se pričvrsti nož u obliku sjekača sa kojim se povećava učinak zasijecanja u tlo.

Zidovi bunara imaju slijedeće funkcije: • prestavljaju zaštitu u toku spuštanja

bunara, • preuzimaju sva opterećenja, koja se

pojavljuju u toku spuštanja ili transporta, • sa svojom masom omogućavaju da bunar

samostalno prodire savlađujući trenje u tlu ispod noža na donjoj strani bunara.

U zidove bunara treba ugraditi sve cijevi za instalacije koje su potrebne za sprovođenje mjera za korekciju u toku spuštanja. U području sjekača ugrađuju se cijevi za ispiranje sjekača. 7. GEOSTATIČKA ANALIZA BUŠENIH

ŠIPOVA 7.1 Ulazni podaci 7.1.1 Općenito Namjena geostatičke analize, kao sastavnog dijela analize čitave nosive konstrukcije objekta, je dokazivanje pouzdanosti konstrukcije objekta koja uključuje sigurnost, upotrebljivost i trajnost konstrukcije temeljenja na bušenim šipovima. Ova analiza je obavezni sastavni dio građevinskog projekta za dobivanje građevinske dozvole. Kod zasnivanja i projektovanja konstrukcija temeljenih na bušenim šipovima upotrebljavaju se oprobane i primjenjivane metode analiza konstrucija i temeljnog tla sa uzimanjem u obzir interakcije. Statička analiza uključuje: - podatke o geometriji konstrukcije i

temeljnog tla, - podatke o materijalima iz kojih su

napravljeni elementi temelja i konstrukcija

- podatci o osobinama zemlje i stijene temeljnog poluprostora,

- uticaje od opterećenja, pomjeranja i ubrzanja u različitim pravcima,

- računske modele i (ili) rezultate terenskih ispitivanja za opterećenja,

- granične vrijednosti deformacija, širine pukotina, njihanja (vibracije) i dr.

U analizi treba uzeti u obzir karakteristične i projektovane vrijednosti za uticaje. 7.1.2 Granična stanja U analizi konstrukcije, uključujući i temelje, projektant ima obavezu, da provjeri slijedeća granična stanja: Granična stanja nosivosti (upotrebljene oznake iz prEN 1990): - STR: unutrašnje rušenje ili prekomjerne

deformacije konstrukcije u cjelosti, konstruktivnog elementa uključujući i elemente temeljenja zbog iskorištene odpornosti materijala konstrukcije.

- GEO: rušenje ili prekomjerne deformacije tla kod kojih je važna čvrstoća zemlje i stijenske mase

- STA: gubitak globalne stabilnosti ili prekomjerna deformacija tla cijeloga sklopa konstrukcije i tla

- UPL: rušenje od podizanja tla zbog djelovanja vertikalnih sila koja se pojavljuju radi vertikalne montaže konstrukcije ili zemljanih masa

- HYD: rušenje u tlu koja nastaje radi hidrostatičkih gradienata.

Granične vrijednosti pomjeranja temelja: - u analizi se određuju granične vrijednosti

pomjeranja temelja na bušenim šipovima, koji prestavljaju one vrijednosti pomjeranja koje još uvijek garantuju potrebnu sigurnost prije aktiviranja graničnih stanja konstrukcije koja se podupire.

7.2 Nosivost šipova opterećenih sa

osnom silom 7.2.1 Općenito Geostatička analiza temeljenja na bušenim šipovima ograničava se na određivanje »vanjske« i »unutrašnje« nosivosti šipa. Unutrašnja nosivost šipa može se tačno odrediti sa jednačinama koje važe za određivanje nosivosti kružnih presjeka, dok određivanje »vanjske« nosivosti šipa, t.j. nosivosti koju obezbjeđuje temeljno tlo u kontaktu sa šipom, zahtijeva dobro poznavanje stvarnih karakteristika temeljnog tla i mehanizama unosa opterećenja u

Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima temeljna tla. Nosivost zavisi od tačnosti terenskih i laboratorijskih ispitivanja te od više iskustvenih parametara. Radi svega navedenog može računski određena nosivost bistveno odstupati od stvarne nosivosti. Najsigurnije podatke o nosivosti dobivaju se sa ispitivanjem nosivosti probnog šipa ili iz drugih in-situ ispitivanja čije izvođenje je opravdano zbog velikih troškova, ako se radi o temeljenju na većem broju šipova ili temeljenju zahtjevnih objekata. U ovakvim slučajevima troškovi ispitivanja ostvaruju uštede pri temeljenju zbog primjene manjih faktora sigurnosti.


Kod empirijski određene nosivosti šipova uzima se u obzir manja pouzdanost računskih rezultata kroz određivanje faktora sigurnosti na određeni način. Vertikalnu nosivost šipa obično određuje geomehaničar koji navodi (ili je provjeri kroz već poznatu reakcijsku silu) u prijedlogu temeljenja u geomehaničkom izvještaju. Zbog moguće nepouzdanosti ulaznih podataka, kod izvođenja radova obavezno je prisustvo geomehaničkog nadzora, gdje geomehaničar za svaki šip određuje skladnost parametara, uzetih u proračunu sa stvarnim stanjem i po potrebi odredi nove mjere u saglasnosti sa projektantom. 7.2.2 Granična nosivost određena na

osnovu ispitivanja temeljnog tla

Računsku nosivost šipa (Rcd) sačinjava nosivost osnovne plohe (noge) (Rbd) i nosivost plašta (Rsd). Po EC7 određuje se po sledećim izrazima:

sdbdcd RRR +=

bbkbd RR γ/=

ssksd RR γ/= Za bušene šipove je γb = || 1.6 || i γs = || 1.3 ||, pri čemu je:

bbkbk AqR ⋅= i

si

n

lsiksk AqR ⋅= ∑

=1

Gornji simboli znače: Ab nominalna površina osnovne plohe šipa Asi nominalna površina plašta kola u i-tom

sloju

qbk karakteristična vrijednost nosivosti na

jedinicu površine noge šipa qsik karakteristična vrijednost nosivosti na

jedinicu površine plašta šipa u i-tom sloju

Vrijednost qbk i qsik određuju se sa probnim opterećenjem šipa te terenskih i laboratorijskih ispitivanja. U nastavku su navedene informativne vrijednosti, preuzeto po DIN V 1054-100. Tabela 1: Porušna vrijednost qsk, po plaštu za nekoherentne materijale

Trenja uz plašt qsk za nekoherentne materijale Čvrstoća pri srednjoj vrednosti otpora vrha qck u MN/m2

Porušna vrijednost trenja o plaštu qsk u MN/m2

0 0 5 0,04

10 0,08 ≥ 15 0,12

Tabela 2: Porušna vrijednost qsk po plaštu za koherentne materijale

Trenja uz plašt qsk za koherentne materijale Čvrstoća pri srednjoj vrednosti otpora vrha qck u MN/m2

Porušna vrijednost trenja o plaštu qsk u MN/m2

0,025 0,025 0,1 0,04 ≥ 0,2 0,06

Za aktiviranje trenja po plaštu potrebno je pomjeranje: ssg = 0.5 ⋅ Rsk (ssg) + 0.5 ≤ 3 cm, sa Rsk (ssg) [MN] = sila trenja po plaštu šipa u toku rušenja = Σqsik ⋅ Asi Tabela 3: Naponi na pritisak ispod noge šipa qbk za nekoherentne materijale

Napon na pritisak ispod noge šipa qbk za nekoherentne materijale Preuzeto slijeganje glave šipa s/D od s/Df

Napon na pritisak ispod noge šipa qbk u MN/m2 pri srednjem odporu utiskivanja šilja qck u MN/m2

10 15 20 25 0,02 0,7 1,05 1,4 1,75 0,03 0,9 1,35 1,8 2,25 0,1 / = Sq) 2,0 3,00 3,5 4,0

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Temeljenje na šipovima i bunarima Tabela 4: Naponi na pritisak ispod noge šipa qbk za koherentne materijale Naponi na pritisak ispod noge šipa qbk za koherentne materijale


Preuzeto slijeganje glave šipa s/D od s/Df

Napon na pritisak ispod noge šipa qbk u MN/m2 pri koheziji u nedreniranom stanju Cu u MN/m2

0,1 0,2 0,02 0,35 0,9 0,03 0,45 1,1 0,10 / = Sq) 0,80 1,5 Za otpor šiljka važi približna relacija: qc [MN/m2] ≈ N10, gdje je N10 broj udaraca za utiskivanje teške sonde za 10 cm u temeljna tla. 7.3 Nosivost šipova opterećenih sa

horizontalnom silom

7.3.1 Općenito Sa horizontalnom silom odnosno silom koja djeluje okomito na os šipa opterećavaju se, po pravilu, samo šipovi velikih promjera koji su sposobni preuzeti srazmjerno velike momente savijanja. U ovim slučajevima se aktivira bočni elastični odpor zemlje. Tada nastupa model palice koja ima krutost na savijanje pošto je poduprta sa okolnom zemljanom masom. Za proračun opterećenja na savijanje, koja nastaju u šipovima zbog djelovanja horizontalnih sila, postoje empirijske jednačine različitih autora, izvedene iz diferencijalnog proračuna za elasitčno tijelo poduprto sa elastičnim poluprostorom. Jednačine služe za grubu kontrolu, prije svega u fazi zasnivanja. U zadnjih 20. godina upotrebljavaju se prihvaćeni modeli za analizu opterećenja sa upotrebom relativno jednostavne kompjuterske opreme koja se oslanja na uvođenje elastičnih opruga koje simuliraju slojeve temeljnog poluprostora. Svi savremeni programi za analizu konstrukcija imaju već ugrađene module za analizu elastičnog odazivanja tla za bilo koju smjer u prostoru koji automatski isključuju zatezne reakcijske sile u tlu. 7.3.2 Analiza uticaja horizontalnog

opterećenja Obzirom na činjenicu, da savremeno projektovanje mostova, koji se temelje na šipovima velikog promjera, zahtijeva upotrebu sigurne i certificirane kompjuterske

opreme u nastavku su navedeni podaci i zahtjevi za pripremu računskih modela i kontrolu izračunatih rezultata MKE analize. U svakom slučaju se preporučuje upotreba računskih modela koji obrađuju cjelokupan nosivi slop konstrukcije kao integralnu cjelinu, sa čime se obezbjeđuje neposredna interakcija između nosive konstrukcije i temeljenjem. Kod pripremanja modela za analizu uticaja horizontalnih opterećenja, projektant je dužan da sa svom ozbiljnošču ocijeni skladnost modela sa stvarnim stanjem koje nastaje u toku građenja i eksploatacije i da predvidi moguće promjene na lokaciji terena koje mogu uticati na promjenu računskog modela.

Slika 7.1: Shema mosta sa modelom za analizu uticaja u smjeru osi mosta Tu se, prije svega misli na greške i brze promjene u uslovima elastičnog uklještenja šipova u gornjim slojevima temeljnog poluprostora. Kod pripreme modela moraju se uzeti u obzir uticaji susjednih šipova u grupi (slika 7.1). Važno je oblikovanje pokosa nasipa uz upornjak gdje se obično ne može mobilizirati elastični otpor u gornjim dijelovima šipova (slika 7.1 i 7.2). Isto važi i za kasnije promjene kosina ili poluprostora uz šipove (riječna erozija, iskopi radi građenja drugih objekata, raskvašenje i osipanje itd.), pošto utiču na uslove uklještenja. Ovi uticaji su posebno kritični kod šipova malih dužina.


Slika 7.2: Iznad crte mobiliziranog odpora ne mogu se očekivati elastična uklještenja šipova. Navedeni mogući uzroci za promjenu uslova uklještenja šipova upornjaka prestavljaju samo mali fragment kompleksne problematike, koju projektant mora uzeti u obzir. Kod zasnivanja temeljenja na bušenim šipovima na lokacijama koje su teške za temeljenje moraju se uzeti u obzir, kao ulazni podaci, stvarna stanja na terenu i sve moguće promjene koje mogu nastati u toku građenja i eksploatacije. 7.3.3 Analiza rezultata Kontrola rezultata kompjuterskih proračuna je neophodan element analize konstrukcije. U kontroli se provjeravaju pretpostavke i granični uslovi uvedeni u proračun te da li se konstrukcija ponaša u granicama dozvoljenih parametara. Najvažniji koraci su: - kontrola toka momenata savijanja, - kontrola oblika linija deformacija i

absolutnih vrijednosti pomjeranja (velika pomjeranja znače, da je pretpostavka o elastičnom ponašanju modela odkazala),

- kontrola potpornih sila u tlu (ili kontaktnih pritisaka uz plašt šipa) koje su, uslijed porušenog mehanizma smicanja u tlu, ograničene. Isto tako treba posvetiti pažnju i mogućim silama zatezanja u tlu.

Prema potrebi, projektant izvodi analizu u više iteracija, pri čemu se mora naznačiti težnja traženja situacija na »manje sigurnoj strani«. Sa promjenom ulaznih podataka (mijenjanje dubine uklještenja šipa, i elastičnih osobina slojeva tla) provjeravaju se sva granična područja naših pretpostavki, koje imaju u teškim uslovima temeljenja jako velike razlike.

7.4 Nosivost šipova u grupi Za temeljenje na bušenim šipovima je uobičajeno, da se podupore objekata obično temelje na više šipova, postavlljenih u grupu i povezanih sa naglavnom gredom ili naglavnicom – pločom. Konstrukcijski razlozi kod zasnivanja elemenata podupora ograničavaju razmake između šipova zbog čega se međusobni uticajine mogu izbjeći. Kod stojećih šipova, kod kojih je vertikalna nosivost osigurana sa odporom ispod noge šipa, je uticaj grupe relativno mali. Kod šipova kod kojih se nosivost djelomično ili u cjelosti osigurava sa trenjem po plaštu, postaje uticaj grupe znatan. Isto važi i za horizontalnu nosivost šipova. Kod zasnivanja i analize temeljenja projektant mora uzeti u obzir uticaj grupe i kod jednostavnih uslova temeljenja, te provjeriti red veličina uticaja (uz upotrebu kompjuterske opreme ili sa empirijskim jednačinama), dok u primjerima zahtjevnijih temeljenja treba da se uključi i ekspertiza analize stabilnosti. 8. GEOSTATIČKA ANALIZA BUNARA Dokaz stabilnosti (pouzdanosti) bunara sastavni je dio dokaza stabilnosti konstrukcije objekta, pri čemu treba uzeti u obzir principe geotehničkog projektovanja u skladu sa propisom EC 7. Pojam pouzdanosti uključuje sigurnost, upotrebljivost i trajnost konstrukcije. 8.1 Računski modeli Kod modeliranja konstrukcije i primjene pravilnih opterećenja dolazi do nepouzdanosti pri modeliranju temelja odnosno dijelova konstrukcije ispod donjeg ruba stubova naročito kod okvirnih konstrukcija. Uzrok tome leži u nepouzdanoj ocjeni ponašanja tla, posebno u alpskim i brdovitim predjelima gdje se karakteristike tla mijenjaju na kratkim razdaljama. Kod statički neodređenih sistema svaka promjena ivičnih uslova podupora utiče na promjenu unutrašnjih statičkih količina, tako da se nepouzdanost ocjene karakteristika temeljnog tla prenosi na cijeli sistem. Savremeni kompjuterski programi omogu-ćavaju tačno modeliranje konstrukcije, pri čemu je pravilnost interakcije između konstrukcije i tla ovisna od ulaznih podataka koji odražavaju stvarne prilike.


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Temeljenje na šipovima i bunarima U praksi su u upotrebi slijedeći načini modeliranja: • odvojeno modeliranje nosive konstrukcije

i bunara • zajednički modeli nosive konstrukcije i

temelja - bunara

Najjednostavniji model bunara i poluprostora tla prestavlja kruto-plastični model (slika 8.1) sa projektom izabranim otporom tla na smicanje (sa parametrom C i ϕ) i krutim modelom bunara.

Slika 8.1: Kruti plastični model bunara

Osnova za taj model je unaprijed propisana kinematika bunara i granično, odnosno projektom propisano naponsko stanje u tlu. Model omogućava srazmjerno tačno određivanje graničnih vrijednosti uticaja i odpora (aktivne i pasivne pritiske zemlje i nosivost temeljnog tla), međutim aktivirane dijelove tih vrijednosti potrebno je ocijeniti u pogledu očekivane, odnosno dozvoljene deformacije potporne konstrukcije i tla u uticajnom području. Upotreba ovog modela ne omogućava proračun stvarnih pomjeranja. U praksi se najviše upotrebljava model na osnovu modula reakcije tla. Bunar modeliramo kao nosivi element (linijski, ljuskasti ili volumenski) koji je, od tačke u kojoj je predviđena nulta razlika između aktivnog i pasivnog pritiska (slika 8.2), poduprt sa oprugama čije se konstante određuju na osnovu modula reakcije tla. Modul reakcije tla »k« (kN/m3) određuje se na osnovu ispitivanja (horizontalno ispitivanje sa pločom, presiometrijsko ispitivanje i dr.), a često se njegova vrijednost ocijeni. Definiran je kao sorazmjerni faktor između normalnih napona i pomjeranja te tačke (σ = k ∗ w). U jednostavnijem obliku uz poštovanje teorije elastičnog izotropnog poluprostora, modul reakcije tla okamito na bunar jednak je (po Terzaghi-ju);

kh = χ ⋅ Ms / b , gdje je

χ faktor korekcije (0,6 – 1,4; obično 1,0) Ms modul stišljivosti tla b širina bunara

Slika 8.2: Model bunara u padini na osnovu modula reakcije tla Za analizu graničnog stanja plašta bunara može se upotrijebiti pojednostavljen linijski model elastično poduprtog obruča (slika 8.3), koji se koristi u statici tunela. Najtačniji su elasto-plastični modeli koji omogućavaju analizu projektnih situacija u kome se uzima cjelokupno uticajno područje temeljnog poluprostora. U ovakvom modelu se osobine temeljnog tla uzimaju sa elasto-plastičnim konstruktivnim modelima. Bunar se modelira sa elastičnim, odnosno elastoplastičnim ili volumenskim modelima.

Slika 8.3: Linijski model plašta bunara


Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima 8.2 Određivanje uticaja na bunar Za pravilnu analizu graničnih stanja potrebno je odrediti i rasporediti stvarne uticaje, pri čemu treba uzeti u obzir interakcije između konstrukcije bunara i tla. Ti uticaji su sledeći: • Opterećenja i kombinacije opterećenja na

nosivu konstrukciju objekta koje se preko stubova i krajnjih upornjaka prenose na bunare: stalno opterećenje, uticaji prednaprezanja, reologija betona, saobraćajno opterećenje, ravnomjerna i neravnomjerna promjena temperature, opterećenje vjetrom, sile kočenja, trenje u pokretnim ležištima, opterećenje od potresa.

• Opterećenja na bunar: vlastita težina bunara, pritisak zemlje, pomjeranja i ubrzanja radi potresa, pritisci podzemne vode, filtracijski pritisci.

• Reakcijske sile na bunar: trenja između zemlje i plašta bunara, pritisci na temeljnu ploču bunara, trenje između temeljne ploče i tla, reakcijske sile na ploču bunara, odpor zemlje, uzgon.

• Sile od sidara. • Pomjeranja radi raspadanja tla prirodnog

slijeganja i rastresitosti zemlje. • Pomjeranje radi klizanja tla. • Pomjeranja radi drugih iskopa ili građenja

susjednih bunara.

8.3 Opterećenje od pritiska zemlje U stabilnom tlu u stanju mirovanja, horizontalni pritisak na padinskoj strani jednak je mirnom pritisku zemlje: σh = K0 ⋅ σv ; σv = γ ⋅ z σv vertikalni napon na dubini z z dubina bunara γ specifična težina zemlje K0 koeficient mirnog pritiska zemlje K0 = Ka [1+sin(ϕ−β)] Ka = koeficient aktivnog pritiska zemlje Na dolinskoj strani se, radi uspostavljanja ravnoteže, aktivira pasivni pritisak zemlje. Kod određivanja pritiska zemlje na obod bunara u fazi izrade iskopa može se uzeti u obzir lokalna preraspodjela pritiska. Horizontalni pritisak zemlje se, radi formiranja horizontalnog i vertikalnog svoda, u tlu preraspodjeli oko šahta. Vertiklani svod se u tlu izgubi u narednim fazama iskopa, međutim uticaj horizontalnog svoda ostane i po završetku šahta bunara:

hR A σσ ⋅=

A = faktor smanjenja, ako se ne uzme smanjenje kohezije, iznosi:

ϕ

ϕ

tan

1tan

⋅

−=

−

rzeA

rzKa

2

2

cos)sin(sin1

cos

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −⋅+

=

ββϕϕ

ϕaK

β = nagib padine ϕ = ugao unutrašnjeg trenja r = poluprečnik bunara Kot plivajućih bunara, vertikalno trenje se računa po izrazu:

ϕστ tan32

⋅⋅= RR

Kod bunara većih promjera i zaštitnih ukrivljenih zidova na padinskoj strani bunara uzima se u obzir uticajna širina pritisaka zemlje: • b' = 1,2 B do 2,0 B; B = širina bunara Računska uticajna širina (slika 8.4) zavisi od nagiba padine, karakteristika tla i geometrije bunara. Kod bunara koji se nalaze u nestabilnoj padini, pritisak zemlje postepeno raste od aktivnog pritiska do punog pritiska klizanja pri formiranju plohe klizanja.

Slika 8.4: Određivanje uticajne širine




8.4 Granična stanja nosivosti i

upotrebljivosti Analiza projektnih situacija izvodi se uz pomoć kompjuterskih modela konstrukcija i temeljnog poluprostora. Sa analizom pojedinačnih projektnih situacija treba dokazati, da u ukupnom životnom vijeku konstrukcije objekta (bunara) neće biti prekoračeno granično stanje nosivosti, upotrebljivosti i trajnosti. U pogledu geomehaničkog projektovanja potrebno je dokazati slijedeća granična stanja: • globalna stabilnost • granična stanja GEO • granična stanja STR Granično stanje globalne stabilnosti obrađuje geomehaničke uslove gubitka globalne stabilnosti ili prekomjernih deformacija tla kod kojih je, za obezbjeđenje odpora, najznačajnija odpornost tla i stijenske mase. Kod projektovanja i građenja bunara mora se dokazati globalna stabilnost uticajnog područja za sve projektom analizirane situacije. Treba dokazati i globalnu stabilnost bunara, padine iznad i ispod bunara, prilaznih puteva, iskopa, radnih platoa koje uslovljava tehnologija građenja. Kod izbora odgovarajućih metoda za dokazivanje graničnih stanja globalne stabilnosti potrebno je uzeti u obzir: slojevitost padine, pojave i smjerove diskontinuiteta, procjeđivanje podzemne vode i parnih pritisaka, uslova kratkoročnih i dugoročnih stabilnosti, deformacije radi napona smicanja i prikladnost modela analize potencijalnog rušenja. Sa graničnim stanjem GEO dokazuje se dovoljna sigurnost (geotehnička sigurnost) za granična stanja nosivosti padine i temeljnog tla u području bunara, a to su: rušenje temeljnog tla radi opterećenja na bunar, rušenje radi klizanja, rušenje zbog odkazivanja sidranja. Sa dokazivanjem graničnog stanja STR za pojedine projektne situacije dokazuje se dovoljna nosivost pojedinih konstruktivnih dijelova bunara padine iznad bunara, plašt bunara, ploča temelja, uklještenje stuba u bunar itd.). Opterećenja u zidovima bunara obično se odrede po teoriji 2. reda uz primjenu elasto-plastičnog ponašanja obruča. Kod dimenzioniranja plašta bunara potrebno je uzeti u obzir kriterij nestabilnosti (izvijanja) zida i ograničenje deformacija.

Za pojedinačne projektne primjere treba dokazati da se pri graničnom stanju može uspostaviti grančno stanje ravnoteže projektnih uticaja i odpora te da su deformacije pri grančnom stanju dovoljlno male. Kod izbora računskih graničnih vrijednosti pomjeranja treba uzeti u obzir njihov uticaj na cijelu konstrukciju objekta. Za zahtjevnije betonske elemente konstrukcije treba dokazati granična stanja pukotina sa obrazloženjem očekivanih događanja na nepristupačnim mjestima, te u području predviđenih radnih spojeva. 9. IZVOĐENJE TEMELJENJA NA

BUŠENIM ŠIPOVIMA Osnovni koraci izvođenja bušenog šipa velikog promjera su: - podupiranje zida bušotine (šahta, iskopa)

za šip, - iskop zemlje i kamena, - deponovanje iskopanog materijala. Način podupiranja zidova šahta protiv rušenju i osipavanju zavisi od osobina tla i tehnologije koju izvođač radova namjerava primijeniti pri bušenju. Postoje tri glavna načina: - ugrađivanje zaštitne kolone, - podupiranje sa tekučinom, - bez podupiranja. Iskop u bušotini izvodi se sa rezanjem i kopanjem u mekom tlu, sa kidanjem i štemanjem u polutvrdom tlu i sa udaranjem u polutvrdom i tvrdom tlu. Na tržištu postoji veliki broj različitih garnitura za bušenje koje omogućavaju primjenu oprobanih tehnologija sa visokim tehničkim pouzdanjem i optimalnim ekonomskim učincima. Kod dubokog temeljenja na šipovima, koje rijetko prelazi dubinu 30 m, temeljenje se izvodi u različitim slojevima poluprostora sa stopom koja se obično nalazi u stijenskoj osnovi ili u sloju zbijenog pijeska ili šljunka. Za takve prilike, izvođačke organizacije su se opremile, posebno za iskope u zaštitnim kolonama. Samo izvođenje bušenja spada u domen specijaliziranih izvođača koji raspolažu sa savremenom opremom i iskusnim stručnjacima za izvođenje koji znaju izabrati optimalnu tehnologiju uz poštivanje geoloških uslova na lokaciji izgradnje i specifičnosti projekta.



Kontrola izvođenja bušenih šipova je značajan činilac za ispunjavanje svih bistvenih zahtjeva koje mora ispunjavati novoizgrađeni objekat. Svi tehnološki postupci temeljenja odvijaju se u okolini koja nije dostupna radi čega se mogu primijeniti vizualne kontrole i pomoćna srestva za koje su potrebni neposredni kontakti sa elementima konstrukcije. Izvođenje je često povezano sa otežanim uslovima podvodnog betoniranja, sa strujanjem vode i teškim uslovima za sigurno postavljanje garnitura za izradu šipova. Primjena uobičajenih metoda za preuzimanje dna građevinske jame nije moguća, zbog čega se bezprijekornost šipa, uključujući i kontakt sa temeljnim tlom, može provjeriti samo sa specijalnim metodama i posebnom opremom. Struka je razvila brojne metode ispitivanja pouzdanosti šipova. Najvažniji zahtjevi koje moraju ispunjavati sve metode su sigurno dokazivanje homogenosti šipa, utvrđivanje da li noga šipa stoji na intaktnoj podlogi i da li je u toku betoniranja došlo do diskuntinuiteta ugrađenog betona i prodora vode. Većina metoda se zasniva na principu registrovanja odbijanja talasa koji se šire kroz tijelo šipa uključujući i kontakt sa tlom. Obično se upotrebljavaju ultrazvučne metode. Za projektanta, nadzor i izvođača je važno da se od kontrolnog organa dobije certifikat koji je pouzdan, te da se na osnovu njegovog nalaza može dobiti zaključak o pouzdanosti temeljenja. 10. IZVOĐENJE TEMELJENJA NA

BUNARIMA 10.1 Izrada bunara sa postepenim

odkopavanjem 10.1.1 Prethodni radovi i prateće mjere Pored tačnog poznavanja terena i prilika u temeljnom tlu, pripremni radovi sadrže i opsežne radove na zaštiti koje treba izvesti prije početka izvođenja glavnih radova u cilju obezbjeđenja stabilnost padine. U takvim slučajevima mogu biti od koristi intervencije vezane za odvodnjavanje sa ciljem odvodnjavanja površinskih i procjednih voda sa područja padine i smanjiti nivo podzemne vode. U intervenciji odvodnjavanja ubroja se skupljanje i kontrolisan odvod površinske

vode sa čime se u što većoj mjeri sprečava erozija i nekontrolisano poniranje vode. Ostale zaštitne mjere su izrada sidranja, izrada t.k.z. kontra nasipa u podnožju padine, regulacija potoka radi zaustavljanja erozije i odnošenja podnožja padine. 10.1.2 Radni plato i zaštita zasjeka u

padini Na ravnom dijelu terena ili na blago nagnutoj padini može se izgraditi radni plato za čitavu površinu bunara i simetrični iskop u bunaru po čitavom presjeku. Na strmoj padini (terenu) se iskop i zaštita padine do radnog platoa izvodi postepeno sa kampadama visine 1,0 do 1,5 m. Kod zahvata u padinu treba nastojati, da ti zahvati prestavljaju što manje intervencije u prirodnu ravnotežu padine. Za izgradnju bunara potreban je radni plato kao ishodište za postepeni iskop šahta. Obod zasjeka može se izvesti u vidu slobodne kosine, a u slučaju potrebe može se dodatno zaštititi. Zasjecanje treba oblikovati tako da se izradi svod paralelno sa nagibom padine. Sa zaštitnim mjerama zasjeka i formiranjem radnog platoa poboljšavaju se uslovi za održavanje ravnoteže sa čime se izbjegava pojava štetnog rastresanja tla. Kod nestabilne padine opravdava se primjena cjelokupnog koncepta zaštitnih mjera za obezbjeđenje radnog platoa te osiguranje bunara i padine. Zaštita se izvodi sa slijedećim konstruktorskim intervencijama: • sa armiranim ili nearmiranim brizganim

(torkret) betonom, u ovom slučaju treba predvidjeti mogućnost odvodnjavanja npr. sa izradom utora (šliceva) ili navrtavanjem zaštićene površine,

• sa brizganim betonom, armaturnim mrežama i ugrađivanjem kratkih pasivnih sidara,

• sa brizganim betonom sa sidranim rebrima ili gredama gdje se za sidra upotrebljavaju prednapregnuta geomehanička sidra,

• sa sidranim armiranobetonskim poluo-bručima deb. 20 – 30 cm,

• sa sidranim zidovima iz jednofrakcijskog (drenažnog) betona koji omogućava odvod vode (min. deb. 0,5 m),

• sa sidranim pilotnim zidom u slučaju kada je tlo nestabilno i pri manjim zasjecima u padinu, posebno u padinama sa sipkim materijalom, kod zasićenih sedimentnih plazovitih naslaga,

• sa prilaznim putevima za mehanizaciju koji ne smiju ugroziti stabilnost padine.

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Temeljenje na šipovima i bunarima Zaštita zasjeka sa upotrebom prednapregnutih sidara je povoljna u slučaju da se sa sidrima preuzimaju pritisci zemlje, odnosno pritisci koji nastaju od klizanja tla sa čime se izbjegava direktno djelovanje pritiska na bunar. Na ovaj način se obrazuje zaštitni zid odnosno svod za bunar. Preporučuje se praćenje pomjeranja zatitnog zida sa ugrađivanjem repera i ekstenziometara. Na ovaj način se dozvoljava mogućnost izvođenja naknadnih intervencija u slučaju, da dođe do dodatnih opterećenja zbog puzanja tla. 10.1.3 Izrada iskopa za bunar Kod izrade iskopa vertikalnog šahta i zaštitnih zidova bunara treba uzeti u obzir zakonitosti koje važe kod izgradnje tunela. Važno je, da se produbljivanje iskopa i izrada plašta šahta izvodi sa velikom mjerom opreza posebno, ako se temeljenje izvodi na više bunara na manjim međusobnim razmacima. Rastresitost zemlje pri iskopu neugodno utiče na reaktivne sile u tlu. Prvo se izvode niže ležeći bunari, u suprotnom može doći do neugodnog samostalnog podkopavanja prethodno izvedenog gornjeg bunara. U gornjem dijelu bunara u području nenosivih slojeva, zaštita pojedinih etapa iskopa obično se izvodi sa armiranobetonskim prstenovima koji se izvode na licu mjesta sa jednostranom oplatom sastavljenom iz više remenata (slika 10.1). U nižim slojevima zaštitna obloga se izvodi iz brizganog betona u koliko to dozvoljavaju geomehaničke prilike. Prednost ovog načina je velika fleksibilnost samog radnog postupka i zaštitnog plašta šahta. Sa torkret betonom površine zidova iskopa se zatvaraju sa čime se sprečava pojava rastresitosti i osipanja zemlje u nepovoljnim vremenskim uslovima. Ljuska iz brizganog betona dobro naliježe i prilagođava se svim neravninama površine iskopa sa čime se stvara dobra, gruba podloga za beton bunara. Iskop u polučvrstoj ili čvrstoj stijeni može se izvoditi sa miniranjem s tim, da se ne prouzrokuju oštećenja plašta bunara, opreme i prouzrukuju dodatne nestabilnosti padine. Za iskop bunara potrebna je slijedeća mehanizacija i oprema: • bager za iskop bunara koji se postavi u

sami bunar ili na vrh bunara u koliko se iskop izvodi sa kašikom,

• bager, autodizalica ili kran za transport

iskopanog materijala iz šahta bunara, za transport opreme i radnika,

• sistemska oplata za izradu zaštitnih prstenova,

• stroj za torkretiranje, • oprema za miniranje, • zaštitne i radne skele, • pumpe za vodu za slučaj prisustva

podzemne vode, • lestve za pristup u bunar, • sve potrebne instalacije (rasvjeta, po

potrebi dovod svježeg zraka itd.).

1 – remenata oplate (lim, sekundarni nosači) 2 – nastavljiva konstrukcija oplate za opiranje 3 – montažni betonski blok za opiranje 4 – mjesto za betoniranje Slika 10.1: Izrada zaštitnog prstena sa

jednostranskom oplatom 10.1.4 Kontakt između pete bunara i

temeljnog tla Način izgradnje šahta bunara omogućava dobro oblikovanje temeljnog tla. Pored toga temeljno dno se može produbljivati sa sjekačem odnosno udarnim kladivom. U nekim slučajevima npr. u područjima rastresitog tla može se poboljšati veza između pete bunara i tla sa ugrađivanjem armaturnih palica za sidranje, ali je u ovakvim slučajevima bolja varijanta produbljivanja bunara.


Temeljenje na šipovima i bunarima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Kod plivajućih bunara može se nosivost tla poboljšati sa mlaznim injektiranjem (jet-grouting) koji ide do nosive stijenske mase. Ovaj način je ekonomičan u slučajevima kada se na većim dubinama očekuju pukotine i kraške jame. U čestim primjerima opravdano je izvesti injekcijske bušotine do dubine koja iznosi polovinu promjera bunara, posebno ako to zahtjevaju opterećenja od objekta, dimenzije bunara i prilike u temeljnom tlu na dnu bunara. Veće dubine injekcijskih bušotina sa vidika geomehanike nisu opravdane pošto bistveno ne utiču na slijeganje tla ispod temelja. Prema dosadašnjim iskustvima ovakve bušotine izvode se do 5,0 m dubine. Nakon čišćenja temeljnog tla (odstranjivanje nevezanog materijala) potrebno je izvesti zaštitu sa podbetonom koji, u konačnoj fazi, prestavlja podlogu za beton pete bunara. U većini slučajeva bunar se u cjelosti zapuni betonom (nearmirani ili armirani). Za ove betone preporučuje se upotreba cementa i dodataka betonu koji smanjuju toplotu hidratacije. U nekim slučajevima bunar se zapunjava do određene visine, a stub postavi dublje od površine terena. Ovakva rješenja se upotrebljavaju za postizanje manje krutosti stuba koja omogućava jednostavnije uslove podupiranja npr. uklještenje stuba u rasponsku konstrukciju umjesto povezivanja sa kliznim ležištima. U ovakvim primjerima plašt bunara mora ostati trajno stabilan i preuzeti pritiske zemlje, koji se sa vremenom povećavaju. 10.2 Izrada bunara sa spuštanjem U slučaju da se temeljenje izvodi u rijekama sa vještačkim nasipom – poluotokom ili otokom izrada bunara, sa postepenim iskopom i istovremenom zaštitom, nije moguća. U pjeskovito-šljunkovitim materijalima sa veličinom frakcija do 200 mm upotrebljava se metoda izrade šahta sa podkopavanjem i spuštanjem (propadanjem) prethodno zabetoniranog šupljeg sanduka. Armira-nobetonski zidovi bunara zabetoniraju se po etapama iznad terena ili nivoa vode i sa iskopom unutar sanduka spušta (utapa) prema dole. Sve dok pritok vode nije veliki nema straha od hidrauličkog loma tla te se iskop obavlja na suhom. U području ispod nivoa vode iskop se izvodi sa bagerom - kašikarom. U slučaju veće zbijenosti terena ili prisutnosti samaca izvodi se podvodno miniranje. Za smanjenje trenja između zidova bunara i zemlje vanjske površine zidova bunara upotrebljavaju se suspenzije bentonita.

Ova mjera se ne primjenjuje u pjeskovitim materijalima, pošto postoji opasnost od samostalnog propadanja bunara radi malog odpora zemlje ispod sjekača koji su ugrađeni na vanjskoj strani zidova bunara. Kod izrade vještačkog nasipa treba pravilno izabrati materijal za nasip. Vanjske dijelove nasipa prema vodi treba zaštititi sa kamenim nabačajem. Dio nasipa u kome se vrši iskop u bunaru je iz šljunkovitog materijala bez većih komada. Između kamenog nabačaja i šljunkovitog nasipa izvede se barijera iz glinovitog materiajla koja sprečava odnosno smanjuje vanjski dotok vode (slika 10.2).

Slika 10.2: Izrada vještačkog nasipa u vodi Kada sanduk dosegne predviđenu kotu, dno se zatvori sa t.k.z. betonskim čepom. Ugrađivanje podvodnog betona treba izvesti neposredno po završetku iskopa sa čime se sprečava taloženje mulja na temeljno dno. U suprotnom treba natoloženi mulj prije betoniranja čepa odstraniti (usisati). Nakon očvršćenja podvodnog betona (čepa) ispumpa se voda iz bunara uz prethodnu provjeru stabilnosti na uticaj pritiska uzgona. Temeljna ploča sa nastavkom za stub podupore izvodi se u suhom šahtu. Kod riječnih stubova gornji dio šahta, iznad kote dna korita, treba odstraniti sa miniranjem. 10.3 Posebnosti izrade bunara u

nestabilnoj - plazovitoj padini Bunar u plazovitoj padini, koja se nalazi na granici ravnoteže, prestavlja prepreku koja mijenja uslove ravnoteže temeljnog poluprostora. U plazovitoj padini mogu se preduzeti sledeće mjere: • da se klizanje padine ne sprečava npr. sa

izvođenjem deformabilnog plašta bunara sa dilatiranim obručima (slika 4-d),

• da se uredi odvodnjavanje u području plaza sa ugrađivanjem drenažnih cijevi ispod površine terena i u šahtove bunara,




• da se opterećenje od plaza djelomično

preuzme sa bunarom koji se primjerno dimenzionira i po potrebi sidra ili da se područje podupore zaštiti sa sidranim pilotnim zidom,

• da se pomjeranje plaza, sa opsežnim mjerama, spriječi u cjelosti. Ova mjera je neekonomična, a primjenjuje se samo u izuzetnim slučajevima

U slučaju da se stabilna temeljna tla nalaze jako duboko, onda se stub poveže sa bunarom tako, da se predviđena pomjeranja mogu kompezirati sa regulacijom ležišta. 10.4 Nadzor pri građenju, monitoring i

održavanje Kod izrade bunara potrebna je stalna saradnja između izvođača, projektanta, geomehaničara i nadzornog inžinjera. U okviru nadzora na izgradnji bunara izvode se sledeće aktivnosti: • uspostavljanje monitoringa, sa kojim se

prate i slijede pomjeranja padine, bunara i podupora,

• sa pregledima se odmah određuje stvarna kategorija tla,

• u pogledu stvarnih prilika, odmah se određuju dodatni uslovi osiguranja iskopa kao što je dodatno razupiranje, sidranje itd.,

• na dnu bunara treba izvesti test penetracije odnosno treba odrediti dubinu na kojoj se počinje izvođenje eventualne zaštite bunara,

• određivanje skladnosti sa projektom i evidentiranje odstupanja od izvedbene dokumentacije te promjene i dopune koje nastaju u toku izgradnje.

Na ručevitim područjima potrebno je, još prije početka građenja, pregledati teren sa namjenom, da odgovorni projektant konstrukcije, odgovorni geomehaničar i odgovorni nadzor zajedno odrede potrebu i mjesta ugrađivanja inklinometara. Odmah poslije ugrađivanja izvede se mjerenje nultog stanja i odredi gustoća narednih mjerenja. Gustoća mjerenja određuje se u zavisnosti od izmjerenih rezultata. Sa završetkom građevinskih radova potrebno je uspostaviti prvobitno stanje sa planiranjem i humuziranjem terena u koliko nisu izvedene dugotrajne zaštitne mjere kod izvođenja početnih zasijecanja za radne platoe bunara.

Pažnju treba posvetiti pouzdanom odvodu oborinskih voda u cilju sprečavanja štetne erozije. Područje bunara treba stalno kontrolisati. Posebno značajni su postupci kontrole nakon topljenja snijega i nakon perioda velikih kiša kako bi se ustanovila mjesta nastanka eventualnih erozija, površinskih pomjeranja i funkcionalnost i učinkovitost drenaža. Osim toga potrebno je pratiti naprave za mjerenje: ekstenziometre, naprave za mjerenje na sidrima, inklinometre i geodetske mjerne tačke. Posebnu pažnju treba posvetiti strmim padinama koje se nalaze na granici stabilnosti sa rizičnim temeljenjem. Na taj način se može pravovremeno intervenisati u slučaju pogoršanja prilika. Obseg i način održavanja bunara mora se odrediti sa poslovnikom o održavanju objekta u kome su navedene informacije o kritičnim dijelovima konstrukcije za koje se zahtijevaju pregledi, vrste i gustoća pojedinačnih pregleda u okviru trajnog monitoringa.




PROJEKTANTSKA SMJERNICA (PS 1.3.2) Poglavlje 2: PROPUSTI

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Propusti


U V O D

Propusti su objekti koji služe za prelaz saobraćajnica preko vodenih prepreka (jaraka, potoka, kanala). Upotrebljavaju se za prelaz životinja, pješaka i manjih vozila ispod saobraćajnica u pojedinačnoj ili kombinovanoj namjeri. Po definiciji se svrstavaju u manje objekte (mostove) otvora do 5,0m. Putevi višeg ranga, posebno autoputevi, razdvajaju prirodne cjeline i urbane prostore radi čega se nameće veća upotreba propusta ispod saobraćajnica za različite namjene. Propusti prestavljaju veliku grupu objekata koji, radi velike dužine (kada su ispod avtocesta) i činjenice da prekidaju trup puta, imaju uticaj na izbor tehnologije građenja, stabilnost trupa puta i uslove upotrebe. Iz navedenih razloga treba ovim objektima posvetiti dužnu pažnju kod konstruisanja temeljenja i izgradnje. Propusti su u prošlosti građeni ispod javnih cesta kao kratki objekti sa manjim otvorima, a njihova namjena je isključivo bila za proticanje vode. Prvenstveno su se izvodili kao cjevasti, pločati ili u obliku svoda. Radili su se iz različitih materiala, drveni, kameni, betonski, čelični i armiranobetonski. Sada se propusti grade izključivo kao armiranobetonske konstrukcije u monolitnoj ili polumontažnoj izvedbi.

Propusti Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima


S A D R Ž A J 1. PREDMET PROJEKTANTSKE SMJERNICE ..............................................................................5 2. REFERENTNI NORMATIVI ..........................................................................................................5 3. TUMAČENJE IZRAZA ..................................................................................................................5 4. PODJELA PROPUSTA PREMA NAMJENI I HIDRAULIĆKIM KARAKTERISTIKAMA................6 5. HIDROLOŠKO-HIDRAULIČKO DIMENZIONIRANJE PROPUSTA.............................................6

5.1 Hidrologija-određivanje količine vode..................................................................................6 5.2 Hidrauličko dimenzioniranje propusta .................................................................................7 5.3 Smjernice za projektovanje propusta koje utiću na hidrauličke i hidrodinamičke uslove..10

6. TIPOVI I KONSTRUKCIJE PROPUSTA ....................................................................................11 6.1 Uvodni dio .........................................................................................................................11 6.2 Cjevasti propusti................................................................................................................12 6.3 Sandučasti propusti...........................................................................................................16 6.4 Zasvedeni propusti ............................................................................................................16

7. KONSTRUKTIVNA RJEŠENJA NA KONSTRUKCIJI PROPUSTA ...........................................21 7.1 Temeljenje.........................................................................................................................21 7.2 Poprečno dilatiranje ..........................................................................................................21 7.3 Armiranje ...........................................................................................................................22 7.4 Prelazne ploče...................................................................................................................23 7.5 Odvodnjavanje i izolacija...................................................................................................23 7.6 Obloga za zaštitu dna .......................................................................................................24 7.7 Ulazni i izlazni dio..............................................................................................................24

8. STATIČKI RAČUN PROPUSTA .................................................................................................25 9. USLOVI ZA IZGRADNJU PROPUSTA.......................................................................................26


RS-FB&H/3CS – DDC 433/94 Knjiga 1 - dio 3- poglavlje 2 Strana 5 od 26


SMJERNICE Propusti su značajni i često upotrebljavani elementi puteva i autoputeva. Osnovna namjena smjernice je pružanje osnovnih smjernica i detalja za izbor pravilnog koncepta, konstruisanja, projektovanja i izgradnje propusta. Sa grupisanjem po tipovima, otvorima, dimenzijama i načinom konstruisanja, smjernica pruža korisna upustva stručnjacima iz vodoprivrede, projektantima i izvođačima propusta. Sa ograničavanjem minimalnih svijetlih otvora, u zavisnosti od dužine, olakšava se pregled i održavanje propusta. Posebno je obrađen dio koji se odnosi na pravilnu pripremu podloga za projektovanje propusta. U poglavlju konstruisanja propusta obrađeni su svi detalji koji se odnose na temeljenje, poprečno dilatiranje, armiranje, odvodnjavanje i izolaciju. Data su i upustva za oblikovanje dna kao i ulaznog i izlaznog dijela propusta. Projektovanje propusta kao i projektovanje ostalih objekata na putevima oslanja se na putne, geodetske i geološko-geomehanične podloge. Sadržaj podloga koje su potrebne za kvalitetno projektovanje propusta mora biti u skladu sa zahtijevama PS 1.2.1. 2. REFERENTNI NORMATIVI Projektovanje, građenje i održavanje propusta oslanja se na većem broju propisa, standarda i smjernica. - Zakon o javnim putevima - Pravilnik o tehničkim normativima za beton

i armirani beton (sl. list SFRJ br. 11/87) - Pravilnik o tehničkim mjerama i uslovima

za projektovanje i izvođenje betonskih i armiranobetonskih konstrukcija u sredinama izloženim agresivnom dejstvu vode (Sl. list SFRJ št. 32/70)

- Pravilnik o tehničkim normativima za projektovanje i izvođenje radova kod temeljenja građevinskih objekata (Sl. list SFRJ br. 15/90).

- Pravilnik o tehničkim normativima i temeljnim uslovima koje moraju ispunjavati javni putevi i njihovi elementi izvan naselja u pogledu sigurnosti prometa (Sl. list SFRJ br. 35/81 i 45/81).

- Pravilnik o tehničkim normativima za određivanje opterećenja na mostovima (Sl. list SFRJ br. 1/91)

3. TUMAČENJE IZRAZA Propusti su objekti otvora do 5,00m (pravokutni razmak notranjih površina zidova) za protok vodenih tokova (potoka, kanala, melioracionih jaraka kroz trup ceste).

Sigurnosna visina je najmanja razdalja između najviše moguće kote nivoa vode i najniže kote donje ivice konstrukcije. Hidraulička propusnost je najveća moguća količina vode koja može proteći kroz propust u jedinici vremena. Otvor propusta – svijetla širina je horizontalni razmak između zidova propusta. Svijetla visina je vertikalni razmak između obloge dna propusta i gornje ploče ili svoda propusta. Pokrivač je debljina nasipa i gornjeg stroja kolovoza puta iznad gornje ploče ili svoda propusta. Poprečno dilatiranje znači prekid konstrukcije u poprečnom smjeru tako da se omogućavaju nezavisna pomjeranja i zaokretanja oba dijela konstrukcije. Nelinearna diferenčna slijeganja su različita slijeganja po uzdužnoj osi propusta. Prelazna ploča je armiranobetonska ploča izrađena na spoju nasipa sa objektom koja spriječava pojavu visinske razlike između kolovoza na objektu i kolovoza na nasipu. Ugao unutrašnjeg trenja prestavlja omjer napona na smicanje i efektivnih normalnih napona.



4. PODJELA PROPUSTA PREMA

NAMJENI I HIDRAULIĆKIM KARAKTERISTIKAMA

U odnosu na funkcionalnost i karakteristike razlikuju se slijedeće vrste propusta: 4.1 Propusti za proticanje meteornih voda sa

područja ceste i kosina usjeka. 4.2 Propusti za odvodnjavanje depresija sa

privremenom tekućom vodom. Veličina propusta zavisi od veličine područja koga cesta križa sa nasipom.

4.3 Propusti na kanalima za melioraciju sa privremenom stojećom ili sporo tekućom vodom u smjeru odvoda.

4.4 Propusti na poplavljenim područjima sa stajaćom vodom čija je osnovna funksija da obezbijede komunikaciju visokih voda i odvodnjavanje po završnjoj poplavi (u primjerima kada cesta prolazi preko većih plavljenih površina, u unutrašnjosti suhih bazena ili u kraškim poljima).

4.5 Propusti na plavljenim područjima sa sporom tekućom vodom (inundacijski propusti) na plavljenim područjima riječnih dolina.

4.6 Propusti na potocima manjeg nagiba kod kojih je mirniji hidraulički režim (dubina toka vode u koritu veća je od kritične dubine; hv > hcr). Podužni nagib potoka manji je od 0,5%.

4.7 Propusti na strmim potocima i bujicama kod kojih je tok vode u prelaznom ili bujičnom hidrauličkom režimu (dubina toka vode u koritu približno je jednaka ili manja od kritične dubine; hv > hcr). Podužni nagib potoka veći od 0,5%.

5. HIDROLOŠKO-HIDRAULIČKO

DIMENZIONIRANJE PROPUSTA 5.1 Hidrologija-određivanje količine vode Za hidrauličko dimenzioniranje propusta potrebno je odrediti mjerodavne količine vode (protok) koji kroz propust mora proći. Mjerodavni protok određuje se, za različite vrste propusta, po različitim metodama. Za propuste iz tačke 4.1 i 4.2 koji su prije svega namijenjeni za proticanje meteorne vode, količina protoka određuje se po metodama koje se primjenjuju u kanalizaciji gdje se uzima u obzir mjerodavni intenzitet kiše sa odgovarajućim povratnim periodom (n=1 do n=0,01). Izbor povratnog perioda kiše zavisi od izbora zaštite ceste protiv plavljenja.

Trajanje intenziteta kiše je relativno kratko (5 minutni intenzitet). Podatke o intenzitetu mogu se dobiti u hidrometeorološkom zavodu, a dobivaju se na osnovu statičkih analiza i mjerenja u ombrografskih stanicama. Koeficijenti oticanja zavise od pripadajućih površina. Za površine cesta iznose od �=0,1 do �=0,3. Protok vode na kanalima za melioraciju (tačka 4.3) određuje se na osnovu analize područja koji pripada kanalu. Količine vode mogu se odrediti po metodama za proračun kanalizacije, empirijskim hidrološkim metodama ili na osnovu inžinjerske analize. Kod određivanja količine protoka po pravilu se upotrebljavaju mali koeficijenti oticanja (�=0,1). Kod propusta sa stajačom vodom za plavljenje (tačka 4.4) mjerodavni protok određuje se u odnosu za zapreminu vode koja protiče kroz propust i trajanja protoka (oticanja). Zbog dužeg vremena, količine proticanja su relativno male. Inundacijski propusti (tačka 4.5) su sastavni dio premošćavanja većeg popljavljenog područja (uz veće potoke i rijeke sa širokim područjima plavljenja). Obzirom da pripadaju ukupnom sistemu premošćavanja, njihov pripadajući protok zavisi od hidrauličkih karakteristika vodotoka sa poplavljenih područja i sistema premošćivanja. Količine vode za veće vodotoke, po pravilu se određuju na osnovu hidroloških analiza slivnog područja. Propusti na prirodnim vodotocima (tačka 4.6 i 4.7). Pošto se propusti po pravilu planiraju na manjim podvodnim područjima sa pripadajućom površinom F < 1 km2 (uslovno do 5 km2), tada se za grubo određivanje mjerodavnog protoka Q100 mogu upotrijebiti empirijske hidrološke jednačine prema autorima: Pinter: Q100 = q100 · Fk

gdje su oznake i vrijednosti: Q100 protok sa stogodišnjim povratnim

periodom [m3/s]; q100 specifični protok sa stogodišnjim

povratnim periodom [m3/s/km2] sa slivnog područja veličine 1 km2;

F veličina pripadajućeg područja [km2];

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Propusti k koeficient slivnog područja koji zavisi

od oblika slivnog područja, nagiba i geološke podloge sa vrednostima od 0,65 do 0,85.

- Hidrauličke razmjere na izlazu iz propusta

Izlaz može biti potopljen ili nepotopljen. Kod nepotopljenog izlaza može biti mirni režim toka ili bujični režim toka. Kod potopljenog izlaza sa mirnim režimom nepotopljenog izlaza, nivo vode ispod izlaza ("donja voda") utiče na provodnost propusta. Kod nepotopljenog izlaza sa kritičnom dubinom ili bujičnim tokom, donja voda ne utiče na propust – provodnost propusta.

Kresnik: Qmax = α · F · F5,0

30+

F veličina pripadajućeg područja [km2]; α koficient hrapavosti ( obično α=1, u

slučaju veće retenzije može biti α do 0,6)

Ako je F < 1 km2, tada se uzima F = 1 - Hidraulične razmjere u unutranjašnjosti

propusta Za određivanje mjerodavnog protoka Q100 moraju se koristiti provjereni obrasci i drugih autora kao napr. Iskovsky, Daerling, Kreps.

Tok u unutrašnjosti propusta može biti u punom presjeku – profilu (pod pritiskom) ili sa slobodnim nivojem vode. Tok sa slobodnim nivojem može biti sa mirnim i bujičnim tokom. Režim toka zavisi od hidrauličkih prilika na izlazu te geometrije i nagiba propusta. Bujični tok u unutrašnjosti propusta ne utiče na provodnost na ulazu.

Empirijski obrasci su se razvili na pojedinim područjima. Radi toga je njihova upotrebljivost ograničena na takva ili slična područja (meteorološko i geografsko). U praksi treba upotrebljavati obrazac koji se razvio u sličnim područjima koja su predmet projekta.

- Hidrauličke razmjere na ulazu u propust

Na ovakvim područjima i područjima sa tlom velike propustnosti, količine vode su po pravilu manje od izračunatih. Obično se određuju kroz analizu propustnosti šireg područja, morfologiju korita i prikupljenih podataka u predhodnom periodu.

Ulaz u propust može biti potopljen i nepotopljen. Nepotopljen ulaz dijeli se na mirni i bujični, što zavisi od režima toka.

U nastavku su navedeni primjeri pojedinih vrsta toka kroz propust, uslovi za određivanje vrste toka, jednačine za određivanje protoka kroz propust te obrazloženje promjenljivih parametara. Jednačine i obrazloženje promjenljivih parametara su informativnog značaja.

5.2 Hidrauličko dimenzioniranje propusta Propusti su relativno jednostavne konstrukcije, ali dosta zahtjevni objekti sa hidrauličkog stanovišta. Radi promjene proticajnog presjeka, nagiba i hrapavosti, na kratkim razmacima se mijenjaju hidrauličke osobine toka vode (dubina, širina i brzina).

Na tržištu može se nabaviti programska oprema za hidrauličko dimenzioniranje propusta i premošćavanja u kojima su uzeta u obzir nevedena hidraulička ishodišća. Kod kompleksnih programa za konstantni ili promjenljivi tok u prirodnim koritima, dodati su moduli koji omogučćavaju propračun propusta različitog oblika i propusta sa više otvora – baterija uz mogućnost propračuna prelijevanja preko nasipa (ceste).

Kapacitet proticanja propusta zavisi od razlike energije (hidrauličkih gubitaka) koji se pojavljuju između ulaza i izlaza propusta. U suštini se na području propusta javljaju 3 tipa hidrauličkih gubitaka, a te su: - lokalni gubici na ulazu, koji su posljedica

sužavanja poprečnog presjeka, promjene nagiba, hrapavosti, a u nekim slučajevima i od potapanja ulaza;

Kod propusta većih dimenzija koji imaju osnovnu namjenu potoka vode, a istovremeno su i prohodni, računaju se po metodi za otvorena riječna korita. Okvirni-približni rezultati mogu se dobiti i sa jednostavnim jednačinama za stalni ravnomjerni tok (Manning-ova jednačina).

- linijski gubici u unutrašnjosti propusta sa konstantnim presjekom koji najviše zavise od hrapavosti zidova propusta;

- lokalni gubici na izlazu, koji su posljedica proširenja, promjene dubine i hrapavosti.

U odnosu na hidrauličke prilike (razmjere) razlikujemo 6 vrsta hidrauličkih razmjera koje zavise:


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Opšta smjernica za mostove



Vrsta toka Jednačina TIP 1 Kritična dubina na ulazu

(h1 – z) / D < 1.5, l0 > lc, h4 / hc < 1.0 )hhg2

vzh(g2SCQ 21c

21

11cD −Δ−−⋅α+−⋅⋅⋅=

TIP 2 Kritična dubina na izlazu (h1 – z) / D < 1.5, l0 < lc, h4 / hc < 1.0 )hhh

g2vh(g2SCQ 3221c

21

11cD −− Δ−Δ−−⋅α+⋅⋅⋅=

TIP 3 Mirni tok kroz cijeli propust (h1 – z) / D < 1.5, h4/ D<1.0, h4 / hc < 1.0 )hhh

g2vh(g2SCQ 32213

21

11cD −− Δ−Δ−−⋅α+⋅⋅⋅=

TIP 4 Potopljen izlaz (h1 – z) / D > 1.0, h4/ D>1.0

3/40

2g

2D

410D

RLnC08.18(1

)hh(g2SCQ⋅⋅⋅+

−⋅⋅−=

TIP 5 Razarajući tok u unutrašnjosti (h1 – z) / D > 1.5, h4/ D<1.0 )zh(g2SCQ 10D −⋅⋅−=

TIP 6

Slobodan izlaz iz propusta, pun presjek (h1 – z) / D > 1.5, h4/ D<1.0 )hhh(g2SCQ 32310D −Δ−−⋅⋅−=

Značenje oznaka:

Q protok

H1 kota nivoa vode u uzvodnom profilu br.1 (mjereno od prim.ravnine)

z kota ulaza u propust (od prim.ravnine)

CD koeficient protoka (opisano u nastavku)

Sc presjek toka na mestu nastanka kritične dubine (u propustu)

g2v2

11 ⋅α kinetična energija pri ulazu

v1 brzina pri ulazu

α korekcijski faktor kinetične energije

g ubrzanje

hc kritična dubina

21h −Δ gubici pri ulazu

c1

2w

21 KKQLh⋅⋅

=Δ −

Lw razdalja između ulaza i slobodnim nivojem vode

3/221

g1 RS

n1K ⋅⋅=

provodnost u uzvodnom profilu

3/2CC

gC RS

n1K ⋅⋅=

provodnost u kritičnom profilu

Ng Manningov koeficient hrapavosti

32h −Δ Gubici kroz propust

32

2

32 KKQLh⋅⋅

=Δ −

L dužina propusta

3/2

g32 RS

n1KK ⋅⋅== provodnost propusta

Provodnost je u bistvu modificirana Manningova jednačina iz koje je uzet nagib energijske crte odnosno razlika enerigije radi linijskih gubitaka:

E3/2

g

3/2

g2

2

I)RS

n1

RSIn1

(KQ

=⋅

⋅⋅⋅

=

S3 presjek pri izlazu iz propusta

h3 dubina vode pri izlazu iz propusta

S0 površina poprečnog presjeka propusta

h4 dubina vode pri izlazu

R0 hidraulički radij pri punom presjeku




5.3 Smjernice za projektovanje propusta

koje utiću na hidrauličke i hidrodinamičke uslove

U pogledu na hidrauličke i hidrodinamičke zakonitosti i vrste propusta potrebno je, pri projektovanju uzeti u obzir slijedeća usmjerenja: 5.3.1 Nagib propusta Kod propusta za meteornu vodu (tačka 4.1) nagib treba biti sličan ili malo veči od kritičnog nagiba (I0 ≥ IC) sa čime se obezbijeđuje dovoljna brzina. Nagib kod propusta iz tačke 4.2, 4.3 i 4.4 treba odrediti u odnosu na terenske karakteristike, ali uvijek u smjeri izlaza vode. Kod propusta it tačke 4.5 nagib treba odrediti tako da bude paralelan sa nivojem vode koja izaziva poplavu. Nagib propusta kod prirodnih vodotoka treba da bude jadnak nagibu struge (tačka 4.6 i 4.7). Kod jako strmih nagiba korita u bujičnom režimu (bujice – tačka 4.7), nagib treba da bude veći od kritičnog (I0 > IC). 5.3.2 Oblikovanje ulaza Iz hidrauličkih uslova se vidi, da provodnost propusta najviše zavisi od prilika na ulazu i lokalnih gubitaka na ulazu koji su u većih slučajeva odlučujoći. U odnosu na vrstu propusta treba uzeti u obzir slijedeće preporuke: Kod propusta iz tačke 4.1, odnosno propusta za meteorne vode, ulazni dio je obično oblikovan u obliku talažnika sa produbljenim dnom. Radi ulijevanja kroz ždrijelo, slobodnog pada u tolažnik i ulaza u propust, tok vode u više navrata prelazi preko kritične dubine radi čega su hidraulički gubici na ulaznom dijelu po pravilu veliki, a pojavljaju se kod propusta odnosno proticanja iz tačke 4.1 i 4.5. Veoma je važno, da su podslapovi u taložnicima što veći. Ako se ulaz ne izvodi sa taložnikom, onda ga treba oblikovati u što boljem i povezanom obliku. Kod propusta iz tačke 4.2, 4.3 i 4.4 oblik ulaznog dijela nema veliki značaj zbog malih brzina toka vode. Gubici na ulazu zavise od oblika ulazne glave i krila. Kontinuirano oblikovani prelaz i kosa krila smanjuju gubitke na ulazu. Nagla suženja i ispostavljene glave propusta na ulazu povećavaju hidrauličke gubitke.

Kod propusta iz tačke 4.5 (propusti na inundaciji) kod kojih su brzine toka vode veće, ulazni dio treba oblikovati sa kosim krilima i povezanim prelazima. Ulazni dio propusta kod prirodnih vodotoka (propusti iz tačke 4.6 i 4.7) treba oblikovati povezano sa dužim prelazima iz otvorenog profila u profil propusta. Na ulazu u propust treba sačuvati ili povećati brzinu i usmjeravanje toka vode. Kod propusta na bujičnim potocima, I0 > IC (propusti iz tačke 4.7) treba spriječiti prelaz toka preko kritične dubine (vodni skok). Brzina i sile koje se pojavljuju na području ulaza u propust i samom propustu moraju biti veće od brzina odnosno sila koje se pojavljuju u normalnom profilu. Sa ispunjenjem ovog uslova sprečava se odlaganje erozivnog materijala. Brzina toka vode se izravnavaju sa nagibom i širinom. Na bujičnim potocima na kojima se očekuje velik priliv pivajućeg materijala (grane, lišće) treba izpred ulaza, izgraditi objekat odnosno pregradu sa grabljama koja zadržava i lovi plivajući materijal. 5.3.3 Izlaz iz propusta Veća brzina i veća kinetička energija na izlazu iz propusta stvara mogučnost pojave veće erozije. Ovo se naročito odnosi na propuste sa razornim tokom unutar propusta i prirodnim neutvrđenim koritima kod kojih treba predvidjeti objekte za neutralisanje energije (npr.gruba kamena obloga). 5.3.4 Oblikovanje unutrašnjosti propusta Kod propusta na prirodnim vodotocima i bujičnim potocima treba predvidjeti oblogu dna koja je odporna na abraziju, a zavisi od brzine toka vode i udjela tvrdih predmeta (naplavina) koji putuju sa vodom. Sa dubinom propusta treba povećavati širinu potopljenog presjeka. Širina dna unutar propusta treba da bude manja od širine dna u prirodnoj strugi – potoku (bprep ≤ 0,8 bnp). Ako su propusti prohodni tada treba predvidjeti najmanje 0,6m širok pojas 20cm iznad normalog nivoa srednje vode (Qsn). Kod propusta sa velikim nagibom I0 > IC treba predvidjeti hrapavo dno (lomljeni kamen u betonu).

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Propusti Kod dugih propusta sa velikim nagibom treba uzeti u obzir mogućnost pojave oscilacija toka vode (radi različitih brzina graničnog sloja i nivoa nastanu valovi sa dubinom koja je bistveno veća od normalne dubine). U ovakvim slučajevima treba predvidjeti veće protočne presjeke, veću hrapavost dna i kosina te po potrebi dodatno ozračavanje propusta. Na ovaj način sprečava se puzanje i pojava valovitosti podloge. 5.3.5 Sigurnosna visina Kod propusta za meteornu vodu (propust iz tačke 4.1) maksimalna popunjenost na ulazu traba da je 2/3 visine protočnog presjeka. Kod propusta iz tačke 4.2, 4.3 i 4.4 reda sigurnosna visina nije uslov, ali je poželjna. Kod propusta na inundaciji (propust iz tačke 4.5) sigurnosna visina na ulazu treba da je jednaka energetskom potencijalu toka vode (v2/2g). Ako je sigurnosna visina na glavnom premošćavanju, a udaljenost nije velika, onda propust može biti bez sigurnosne visine. U tom primjeru je vjerovatnoća smanjena protočnog profila veća. Kod propusta na prirodnim potocima i bujicama (propust iz tačke 4.6 i 4.7) sigurnosna visina treba da je 0,5m ili energetski potencijal (v2/2g). Kod okruglih propusta sigurnosna visina mora biti veća ili jednaka radijusu propusta. 6. TIPOVI I KONSTRUKCIJE

PROPUSTA 6.1 Uvodni dio Kod projektovanja cesta i propusta treba težiti ka rješavanju kod kojih je propust okomit na cestu ili pod manjim uglom ukrštanja i pod uslovom da je potrebna i korekcija vodotoka koji prolazi kroz propust. Prema obliku poprečnog presjeka propusti se dijele na: - cjevaste - sandučaste - zasvedeni propusti

Izbor tipa ovisi prije svega od visine nasipa u profilu u kome se nalazi propust i od količine vode koja treba da otiče. Ako propust ima druge namjene, onda je izbor tipa zavisan od saobraćajnih zahtjeva.

Svijetli otvor propusta (širina i visina) zavisi od količine vode koja treba da prođe kroz propust i od uzdužnog pada dna propusta. Količina proticanja vode se određuje prema tačkama 4 i 5. Cjevasti propusti se upotrebljavaju kao melioracijski kanali za odvod meteornih voda te za odvodnjavanje prirodnih vodotoka kroz nasipe čija je visina veća od 3,0m (u izuzetnim slučajevima veća od 1,0m) gdje to dopuštaju hidraulički uslovi. Sandučasti propusti se upotrebljavaju kod vodotoka kod kojih treba obezbijediti proticanje većih količina vode sa sorazmjerno malim visinama nasipa iznad propusta koji se kreće od 0,40 do 5,0m. Upotrebljava se i u slučajevima kada je mala visinska razlika između nivelete puta i niveleta vodotoka. Kada su u pitanju veće količine vode i veće debeline nasipa iznad propusta, obično veće od 3,0m, mogu se upotrebljavati zasvedeni propusti. Zbog pritisaka zemlje, ovakav oblik propust je ekonomičniji.

Slika 6.1: Primjer rješenja propusta sa dvije cijevi U slučajevima kada treba obezbijediti proticanje većih količina vode, a razlika između nivelete ceste i vodotoka je mala i ne dozvoljava upotrebu propusta većih otvora, mogu se upotrijebiti dvije ili više paralelno ugrađenih okruglih cijevi (slika 6.1).

Visinski položaj propusta može biti sa većom ili manjom debljinom nasipa iznad njega. U principu treba izbjegavati visinski položaj propusta kod kojih konstrukcija dolazi u nivou kolovoza ili se preko konstrukcije ugrađuje sloj asfalta. Minimalna debljina pokrivača (kolovoz puta) iznad propusta je 40 cm.




Svijetla visina propusta treba da je tolika da, pored već navedenog, omogučava njegovo održavanje i čišćenje. Radi toga prečnik cjevastoga propusta ne smije biti manji od 100cm, ako su u pitanju propusti do 15,0m dužine. Ako je dužina propusta od 15,00 do 30,00m onda prečnik ne smije biti manji od 150cm. Propusti čija dužina prelazi 30,00m moraju imati minimalni prečnik od 200cm. Svijetla visina i širina sandučastih i paraboličnih propusta ne smiju biti manji od 200cm. Samo sandučasti propusti krači od 15,0m mogu imati svijetlu visinu i širinu 150cm. 6.2 Cjevasti propusti Samo ime kaže da su cjevasti propusti sastavljeni od cijevi, sa poprečnim presjekom u obliku kruga. Okrugli presjek i glatka unutrašnja površina utiču na veću propusnost radi čega su cjevasti propusti sa hidrauličkog stanovišta jako povoljni. Kod propusta sa velikim uzdužnim nagibom i većim teoretskim brzinama vode, potrebno je izvesti oblogu dna od lomljenog kamena u betonu ili drugom materijalu (beton sa vlaknima) sa čime se spriječava pojava abrazije dna. Ovakve obloge mogu se izvesti samo kod propusta čiji je promjer veći od 150 cm. Cjevasti propusti se obično izrađuju iz prefabrikovanih tipskih cijevi koje mogu biti sa ili bez armature, ali beton mora biti vodonepropustan.

Obično se izrađuju sa promjerom 100, 150 i 200cm, ali su u opticaju i međudimenzije sa promjerom 110, 140, 180, 210 i 240cm. Da li će tipske prefabrikovane cijevi (armirane ili nearmirane) biti obložene sa betonom zavisi od visine pokrivača nasipa iznad propusta, položaja ugrađivanja u nasipu, širokom odkopu (širina odkopa pri dnu je veća od 3 ∅ cijevi) ili rovu (širina odkopa pri dnu je manja od 3 ∅ cijevi) te od saobraćajnog opterećenja na kolovozu. Minimalna visina pokrivača iznad cjevastih propusta je 100cm. Manje debljine nisu dozvoljene, pošto je raznos saobraćajnih opterećenja mali pa su ova opterećenja previše koncentrisana.

U tabeli 1 su pregledno prikazani tipovi cjevastih, sandučastih i zasvedenih propusta sa osnovnim dimenzijama (otvori, visina, debljina nosivog elementa), podacima o materijalima, namjeni i načinu izgradnje Na slikama 6.2 i 6.3 prikazani su primjeri dispozicije cjevastog propusta ∅ 200cm. U poprečnim presjecima prikazana je varijanta sa betonom ojačanom (obloženim) i neobloženim cijevima. Pošto se cjevasti propusti upotrebljavaju za manje vodotoke, onda su i njihovi otvori manji što ima za posljedicu teže održavanje i čišćenje. Uvijek treba nastojati da su poprečni presjeci tako veliki da se normalno mogu izvoditi radovi na održavanju i čišćenju. Radi toga cjevasti propusti moraju imati odgovarajući promjer koji u mnogome zavisi i od same dužine objektašto što je posebno dato u tački 6.1.




Slika 6.2: Tlocrt i uzdužni presjek cjevastog propusta otvora ∅ 200cm.



Slika 6.3: Poprečni presjeci i pogled cjevastog propusta sa neobetoniranim i obetoniranim cijevima




6.3 Sandučasti propusti Nosiva konstrukcija je zatvoreni sanduk-armirano-betonski okvir sa svijetlim otvorom od 2,00 do 5,00m sa betoniranjem na licu mjesta u monolitnoj izradi.

Slike br. 6.4 i 6.5 prikazuju primjere dispozicije sandučastih propusta otvora 3,00 / 2,50m sa paralelnim krilnim zidovima. I kod ovoga tipa propusta treba obezbijediti normalan pregled i čišćenje objekta radi čega minimalni svijetli otvor iznosi 1,5m. U zavisnosti od situacije i potrebe, sandučasti propusti mogu imati visinu i do 7,00m. Treba izbjegavati situacije kod kojih se kolovoz nalazi neposredno na ploči propusta. Ovakav visinski položaj propusta se dozvoljava samo u izuzetnim slučajevima. Minimalna visina pokrivača (nasip i tampon) iznad ploče je 40cm. Kod sandučastih propusta širine 2,0m, visina se kreće od 1,50 do 3,50m. Debljina zidova i ploče mora biti jednaka ili veća od 25cm. U slučajevima kod kojih se vodonepropusnost obezbijeđuje sa ugrađivanjem vodonepropusnog betona, po principu »bijelih kada« onda debljina zidova i ploče mora biti 30cm. Visina pokrivača može varirati od 0,40 do 5,0m. Sandučasti propusti sa širinom 3,0m imaju visinu od 2,00 do 5,00m. Debljine zidova i ploče moraju biti jednake ili veće od 30cm. Pri ovakvim propustima pokrivač iznad ploče varira od 0,40 – 5,00m. Propusti širine 4,00m mogu imati visinu od 2,50 do 6,00m. Debljina zidova i ploče treba da je veća od 35cm. Visina pokrivača iznad propusta kreće se u granicama između 0,40 i 4,00m. Ako je objekat temeljen u tlu dobre nosivosti bez slijeganja, koji omogućava manju širinu temelja, onda je u ovakvim slučajevima opravdana primjena trakastog temeljenja. Kod propusta širine 5,00m i visine od 3,00 do 7,00, debljina zidova i ploče mora biti jednaka ili veća od 40cm. Visina pokrivača varira od 0,40 do 3,00m. Ako su visine nasipa veće, bolje je upotrijebiti parabolične propuste. I kod propusta ove širine, temeljenje je na donjoj ploči ili na trakastim temeljima pod uslovom da su nosiva tla dobra i bez slijeganja.

6.4 Zasvedeni propusti

Kod ovih propusta nosiva konstrukcija je sastavljena iz temeljne ploče i gornjeg dijela u obliku svoda. Gornji dio može imati oblik dijela kruga, parabole ili kombinacije više krivulja. Veza temeljne ploče i svoda može biti čvrsta – upeta ili zglobna. Koja će se veza primijeniti zavisi od izabrane tehnologije izgradnje objekta (montažna ili monolitna). Na slikama br. 6.6 i 6.7 su date dispozicije propusta u obliku svoda sa otvorom 2,00 / 2,00m. Svijetla širina i visina propusta u obliku svoda, varira između 2,00 i 5,00m. Debljina svoda treba da je jednaka ili veća od 20cm, ako propusti u obliku svoda imaju visinu i širinu 2,0 odnosno 3,0m. Kod propusta sa svijetlom širinom i visinom od 4,0m, debljina svoda mora biti jednaka ili veća od 25cm. Minimalnu debljinu svoda od 30cm imaju propusti širine i visine od 5,0m.


Slika 6.4: Primjer dispozicije sandučastog propusta otvora 3,00 / 2,50 m sa paralelnim krilima



Slika 6.5: Pogled B-B, poprečni presjek C-C sandučastog propusta iz slike 6.4 sa detaljom obloge dna sandučastog propusta



Slika 6.6: Primjer dispozicije propusta u obliku svoda otvora 2,00 / 2,00 m



Slika 6.7: Pogled B-B, poprečni presjek C-C za monolitnu izvedbu i C-C za izvedbo montažne

izgradnje propusta iz slike 6.6 sa detaljem spoja montažnog svoda i temeljne ploče


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Propusti 7. KONSTRUKTIVNA RJEŠENJA NA

KONSTRUKCIJI PROPUSTA 7.1 Temeljenje

Dno temelja odnosno temeljne ploče obično je određeno sa niveletom vodotoka, niveletom puta ili pješačke staze koje prolaze kroz propust. Propusti po pravilu imaju plitko temeljenje. Ako se uzme u obzir, da su propusti u većini slučajeva ugrađeni ispod nasipa, onda se propust sliježe zajedno sa nasipom, radi čega se njihovo plitko temeljenje u potpunosti opravdava. Propust se po pravilu ne smije temeljiti u nasip. Temelji moraju biti u prirodnom terenu. Posebno su nepoželjni primjeri kod kojih se dio propusta temelji u nasipu, a dio u prirodnom terenu. Ako se takvi slučajevi ne mogu izbjeći, onda treba preduzeti neophodne mjere u nasipu i konstrukciji radi sprečavanja različitih slijeganja. Na ulaznom i izlaznom dijelu propusta treba predvidjeti zaštitne pragove za sprečavanje erozije temelja. Kod cjevastih propusta, koji su fundirani na dobro nosivom tlu i kod kojih ne postoji opasnost erozije, nisu potrebni temelji po cijeloj dužini propusta nego ih izvodimo samo na ulaznom i izlaznom dijelu. Ako su u pitanju slabo nosiva tla, konstrukciju propusta oslonimo na deblji sloj betona, a cijevi se obetoniraju. Propusti sandučastog presjeka, sa svijetlim otvorima 2,00 i 3,00m, uvijek se temelje na temeljnoj ploči bez obzira jesu li u pitanju slabo ili dobro nosiva tla. Propusti sandučastog presjeka, sa otvorima 4,00 i 5,00m, mogu se temeljiti na ploči ili trakastim temeljima što zavisi od nosivosti i slijeganja temeljnog tla. Propusti u obliku svoda moraju se uvijek temeljiti na ploči. Dno propusta može imati manji ili veći uzdužni nagib koji je određen projektom uređenja vodotoka ili vodoprivrednim smjernicama, a isti su u skladu sa uslovima iz vodoprivredne saglasnosti. Uzdužni nagib ne smije biti manji od 0,5 %.

Temelji propusta su glatki, ako uzdužni nagib nije veći od 5 %. Ako je uzdužni nagib veći od 5% i manji od 15 % onda se mora dojnja površina temelja izvesti u obliku stepenica (slika 7.1). Ako je uzdužni nagib propusta između 15 i 30 % onda treba na svakih 2,0 do 3,0m izgraditi poprečne pragove za sidranje (slika 7.2).

Slika 7.1: Stepenasti temelji propusta za nagibe od 5 – 15 %

Slika 7.2: Temelji propusta za nagibe 15-30 % 7.2 Poprečno dilatiranje

Izvođenje poprečnih spojnica zavisi od dužine objekta, visine nasipa iznad objekta i od karakteristika temeljnoga tla (prije svega slijeganja). Poprečne spojnice treba izvoditi kod propusta većih dužina koji su betonirani na licu mjesta. Treba nastojati da poprečnih spojnica ima što manje. Sa statičkim proračunom treba odrediti uticaje i u podužnom smjeru i odrediti potrebnu podužnu armaturu. Posebnu pažnju treba posvetiti poprečnim spojnicama kod cjevastih propusta koji se izrađuju iz prefabrikovanih cijevi. Detalji obrade poprečnih spojeva za propuste izrađene iz montažnih cijevi prikazani su na slici 7.3.



Slika 7.3: Detajl spoja kod propusta iz montažnih cijevi A: za ∅ 100 cm (∅ 150 cm) B: za ∅ 200 cm Poprečne spojnice treba izvoditi i u slučajevima kada se radi o slojevima različitih debljina i vrijednosti slijeganja, odnosno kod svih slučajeva gdje se očekuju diferenčna slijeganja. Detalj obrade poprečne spojnice, kod monolitno izvedenih sandučastih i zasvedenih propusta, prikazan je na slici 7.4. Pod A prikazan je slučaj, kada je trak za zaptivanje ugrađen u sredini zida koji je komplikovaniji za izvođenje, prije svega oplate i armature. Pod B prikazan je slučaj takozvane trake za oplatu.

Slika 7.4: Detajl izrade zaptivanja spojeva kod monolitno izvedenih sandučastih i zasvedenih 7.3 Armiranje

Armiranje treba izvoditi u skladu z PS 1.2.1. Količinu i vrstu armature treba dokazati sa statičkim proračunom. Posebnu pažnju treba posvetiti detaljima i zaštitnom sloju betona koji su najvažniji za dužinu trajanja objekta. Radi toga zaštitni sloj mora biti 5cm sa unutrašnje i vanjske strane. Kod cjevastih propusta ∅ 100 i 150cm armatura se ugrađuje u sredini debljine cijevi, a služi za preuzimanje opterećenja pri transportu i montaži kao i za preuzimanje opterećenja od svježeg zaštitnog betona oko cijevi. Armatura obloženog betona mora preuzeti težinu nasipa i saobraćajno opterećenje. Prefabrikovane cijevi ∅ 200 cm su armirane sa dvostrukom armaturom po čitavom obodu. Mogu biti armirane sa jednostrukom armaturom koja ima promjenljivi položaj uz ugrađivanje dodatne armature u suprotnoj zoni.



Slika 7.5: Princip armiranja sandučastog propusta Ako se u prefabrikovanu cijev ne može ugraditi armatura pri njenoj izradi, onda takvu cijev treba obložiti sa betonom. U ovakvim slučajevima armatura se izvodi na isti način kao što je to opisano kod cijevi ∅ 100 i 150 cm. Slučaj armiranja sandučastih propusta prikazan je na slici 7.5, a armiranje propusta u obliku svoda prikazan je na slici 7.6.

Slika 7.6: Princip armiranja propusta u obliku svoda

7.4 Prelazne ploče

Kod propusta u obliku cijevi i svoda ne upotrebljavaju se prelazne ploče. Kod sandučastih propusta prelazne ploče treba projektovati u skladu sa PS 1.2.8. U izuzetnim slučajevima u kojima se završni sloj kolovozne konstrukcije nalazi odmah na konstrukciji, a preko objekta prolazi put nižeg reda onda se može prelaz sa kolovoza puta na kolovoz objekta izvesti na način koji je prikazan u PS 1.2.8, pod uslovom da je objekat temeljen na dobrom tlu i nasip nije visok. U slučaju da preko objekta prelazi autoput (bez pokrivača), ako je objekat temeljen u slabo nosivom tlu, ili se iznad objekta nalazi nizak nasip onda treba izvesti prelazne ploče prema upustvima iz smjernice PS 1.2.8. U običnim primjerima u kojima je debljina pokrivača 40cm i više, prelaz sa kolovoza propusta na kolovoz puta treba izvesti prema upustvima iz smjernice PS 1.2.8. 7.5 Odvodnjavanje i izolacija

Kod neobetoniranih cjevastih i propusta u obliku svoda, voda otiče sa konstrukcije veoma brzo radi samog oblika poprečnog presjeka. Kod obetoniranih cjevnih i sandučastih propusta potrebno je obezbijediti oticanje vode sa gornje površine pomoću primjernog podužnog i poprečnog nagiba. Obično se to obezbjeđuje sa krovnim nagibom gornje ploče objekta (min. 2,5 %). Da bi se spriječilo skupljanje vode uz objekat, radi čega mogu nastupiti dodatni hidrostatički pritisci, mora se izgraditi filterski sloj (ako nasip nije iz šljunkovitog materjala i omogučiti brzo oticanje vode iza zaleđa objekta. Ako se dno temelja nalazi u vodopropusnom tlu dovoljno je da se filterski sloj direktno poveže sa vodopropustnim tlom. Ako se temelj nalazi u vodonepropusnom tlu onda treba, po dužini objekta, izvesti drenažu. Radi sprečavanja uticaja vlage treba konstrukciju svakoga propusta zaštititi. Gornja površina se zaštiti sa "crnom" hidroizolacijom. Vodonepropusnost zidova, donje ploče i krila postiže se izradom vodonepropusnog betona.


Propusti Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Neobetonirane cjevaste propuste i propuste u obliku svoda u cjelini te gornju površinu sandučastih i obbetoniranih cjevastih propusta treba zaštiti na uticaj vlage sa hidroizoalcijom koja se sastoji iz jednoslojnih varenih bitumenskih traka koje se na odgovarajući način zaštite od mehaničkih oštećenja. Kod neobetoniranih cjevastih propusta i propusta u obliku svoda zaštita se izvodi sa čepastim plastičnim folijama ili drenažnim tkaninama. Kod sandučastih i obbetoniranih cjevastih propusta kod kojih je gornja površina izolirana zaštita izolacije se izvede sa zaštitnim betonom debljine 5-10cm armiranim sa mrežama Q 133 (∅ 4,6mm / 10cm). Najvažnije mjere koje treba preduzeti za obezbijeđenje vodonepropusnosti su slijedeče: - konstruktivne mjere: (radni spojevi,

dilatacije, predviđena mjesta pojave pukotina)

- namjenske tehnološke mjere za beton - pažljiva izrada povezana sa odgovarajućim

i dovoljno dugim periodom njegovanja svježeg betona

- ograničenje pukotina na 0,2mm sa ugrađivanjem odgovarajuće armature.

I pored obezbijeđenja vodonepropusnosti zidova po principu "bijelih kada" potrebno je, na mjestima vertikalnih radnih spojeva i dilatacija, izvesti dodatnu hidroizolaciju iz bitumenskih traka širine 1,0m (0,5m lijevo i desno od spoja). 7.6 Obloga za zaštitu dna Zaštitno oblaganje dna propusta izvodi se radi obezbijeđenja boljeg hidrualičnog profila kod manjih količina proticanja i radi zaštite od abrazije. Obloga može biti iz kamena u betonu ili samog betona koji je otporan na habanje (vlaknasti beton, agregat iz eruptivnog kamena).

Hrapavost obloge zavisi od podužnog nagiba propusta. Kod nagiba do 5 % obloga može biti glatka, ili su fuge između kamenja ispunjene do vrha sa betonom (slika 7.7). Ako se nagib kreće između 5 i 15 % onda fuge, između pojedinih kamenja treba da budu duboke od 5 do 15cm (slika 7.8). Ako je podužni nagib između 15 i 30 % onda oblik i način izrade treba prilagoditi hidrauličko-hidrotehničkim uslovima odvojeno za svaki pojedini slučaj. Propusti sa nagibom većim od 30 % se ne izvode. Obloga je obično u obliku trapeza čije stranice pri dnu imaju nagib 1 : n.

Zaštitna obloga propusta se produžava, na uzvodnoj i nizvodnoj strani za 3,0 - 5,0m radi postizanja dodatne sigurnosti protiv erozije. Ova obloga se zaključuje sa poprečnim pragom na isti način kao što je to opisano kod zaštite temelja propusta.

Slika 7.7: Zaštitna obloga dna propusta za nagibe do 5 %

Slika 7.8: Zaštitna obloga dna propusta za nagibe 5-15 %

Kod cjevastih propusta obloga nije potrebna jer sam oblik propusta obezbjeđuje dodar protok vode i kod manjeg nivoa vode. Iz ovoga se izuzimaju slučajevi kod kojih nastupaju velike protočne brzine. 7.7 Ulazni i izlazni dio Uzvodne (gornje) i nizvodne (donje) dijelove propusta treba zaključiti sa obadvije strane pomoću krila koja moraju biti konstruisana tako, da obezbijeđuju što bolje usmjeravanje vode u propust, što brže oticanje vode iz njega i kvalitetno sprečavanje osipanja pokosa u korito vodotoka.


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Propusti Gornja ploča, odnosno čeoni zid završava se sa rubnim vijencem kod sandučastih, zasvedenih i cjevastih propusta ∅ 200 cm. Ovaj vijenac obezbijeđuje efikasno odvodnjavanje padine iznad objekta i istovremeno spriječava osipanje nasipa preko ruba objekta u korito rijeke. Na slici 7.9 prikazan je primjer rješenja rubnog – krajnjeg vijenca kada je visina pokrivača iznad ploče veća od cca 40cm.

Slika 7.9: Detajl izrade rubnog vijenca

Slika 7.10: Detajl završetka cjevastog propusta ∅ 100 cm (∅ 150cm)

Kod manjih cjevastih propusta krila zamjenjuje glava koja se izvede u nagibu kosine nasipa, kao što je prikazano na slici 7.10.

Ulazni i izlazni dijelovi propusta na strmom terenu se projektiraju za svaki propust posebno, zavisi od morfologije i geološke građe terena i upliva koje diktira karakter vodotoka.

8. STATIČKI RAČUN PROPUSTA

Opterečenja i uticaji su prema važečim propisima i prema smjernici PS 1.2.1.

Statički račun propusta izvodi se u skladu s načelima koji važe i za ostale objekte.

Kod izrade statičkog računa uzimaju se slijedeća opterećenja: - vlastita težina - vertikalni pritisak zemlje - horizontalni pritisak zemlje - saobraćajno opterećenje - uticaj slijeganja

Vlastita težina se uzima u obzir na isti način kao i kod ostalih objekata. Kod propusta sa visokim zasipom, vlastita težina ima mali uticaj na unutrašnje količine. Najvažnije i najteže je odrediti prave vrijednosti vertikalnih pritisaka zemlje. Oni zavise od visine nasipa, vrste materijala (specifična težina, ugla unutrašnjega trenja i modula stisljivosti), te od toga je li objekat ukopan u prirodni teren i kakav ima položaj u nasipu. Horizontalni pritisak zemlje zavisi od istih faktora kao i vertikalni. Pri proračunu horizontalnih i vertikalnih pritisaka, kod propusta sa visokim nasipima, mogu nastupiti razlike veličina sa faktorom 2 u zavisnosti od metode proračuna (Terzaghi – Birbaurmer). Zato treba sa puno pažnje izabrati metodu, a u svakom slučaju izvršiti kontrolu sa najmanje dvije metode. Kod statičke analize propusta opterećenje od saobraćaja uzima se u obzir na isti način kao i kod drugih objekata, ali sa tom razlikom da se njegov uticaj na propust prenosi preko nasipa. Radi toga treba uzeti u obzir raznos opterećenja koji zavisi od karateristika materijala i položaja propusta u nasipu. Uticaj slijeganja treba provjeriti prije svega u podužnom smjeru objekta. U koliko su diferenčna slijeganja tako velika, da ih konstrukcija ne može preuzeti, onda treba predvidjeti poprečne spojnice – dilatacije po dužini objekta.




9. USLOVI ZA IZGRADNJU

PROPUSTA

Cjevasti propusti se isključivo grade od prefabrikovanih cijevi, armiranih ili nearmiranih, sa ili bez betonske obloge. Sandučasti i zasvedeni propusti mogu biti izgrađeni kao monolitni na licu mjesta ili sastavljeni iz montažnih elemenata. Izbor načina izgradnje zavisi od obima, organizacije izvođača te udaljenosti tvornice montažnih elemenata od lokacije objekta. Izbor načina gradnje u mnogome zavisi i od veličine poprečnog presjeka propusta. Kod velikih presjeka montažna gradnja nije pogodna zbog otežanog transporta i montaže velikih i teških elemenata. Način izbora gradnje umnogome zavisi od geoloških prilika. Ako geološke prilike zahtijevaju gustu primjenu poprečnih spojnica – dilatacija, onda je opravdana upotreba montažne gradnje pod uslovom da su ispunjeni uslovi navedeni u prethodnoj tački. Posebnu brigu treba posvetiti obradi spojnica kod objekata koji se grade iz montažnih elemenata. Propusti sa manjim otvorima i u niskim nasipima se grade na taj način da se izgrađeni nasip prokopa i ugradi propust. Ako su propusti većih otvora i ugrađuju se u visoke nasipe, onda se prvo izgrade objekti, a nakon toga nasipi. Zatrpavanje propusta se izvodi istovremeno sa obadvije strane u slojevima po 30cm koji se pažljivo komprimiraju sa lakim srestvima. Poželjeno je da se zasipni klinovi grade iz šljučanih ili kamenitih materiala.




PROJEKTANTSKA SMJERNICA (PS 1.3.3) Poglavlje 3: GRAVITACIONI POTPORNI ZIDOVI



U V O D

Gravitacioni zidovi kao podporne konstrukcije su važni elementi saobraćajnica, koji omogućavaju planiranje i građenje savremenih puteva i drugih infrastrukturnih objekata u težim geomorfološkim uslovima i značajno utiču na troškove i brzinu građenja, sigurnost saobraćaja, trajnost i funkcionalnost saobraćajnice. Sadržaj PS 1.3.3 razdijeljen je u četeri uvodna i osam sadržajnih poglavlja (kameni gravitacioni zidovi, betonski gravitacioni zidovi, AB gravitacioni zidovi, geostatička analiza gravitacionih zidova, odvodnjavanje i zatrpavanje zaleđa gravitacionih zidova, opšti postupci izrade gravitacionih zidova, praćenje, obezbijeđenje kvaliteta i održavanje gravitacionih zidova. Smjernica daje uslove za upotrebu gravitacionih zidova iz različitih materijala kod kojih se može govoriti o homogenom presjeku, te geometrijske parametre sa kojima se ograničava dužina, visina i drugi konstrukcijski elementi. Navedeni su i osnovni principi statičke analize i armiranja gravitacionih zidova. Kameni nabačaji, kašte i gabioni su po prirodi gravitacione građevine i nisu obrađeni u ovoj smjernici, pošto kod njih ne možemo govoriti o homogenom presjeku, pa su predmet neke druge, posebne smjernice. Kod izrade PS 1.3.3 korištena su dugogodišnja iskustva pri građenju i eksploataciji gravitacionih zidova, savremena stručna i teoretska znanja te važeći propisi i standardi sa područja građevinarstva, kao i evropski standardi za geotehničko projektovanje. Sadržaj smjernice je namjenjen za potrebe izgradnje novih i rekonstrukciju postojećih saobraćajnica, sanaciju klizišta, građenju hidrotehničkih i komunalnih objekata.

Opšta smjernica za mostove Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima


S A D R Ž A J 1. PREDMET PROJEKTANTSKE SMJERNICE ..............................................................................5 2. REFERENTNI NORMATIVI ..........................................................................................................5 3. TUMAČENJE IZRAZA ..................................................................................................................5 4. UVODNI DIO.................................................................................................................................6

4.1 Opredjelenje, vrste i značaj potpornih konstrukcija.............................................................6 4.2 Geotehnička zahtjevnost.....................................................................................................7 4.3 Podloge za projektovanje potpornih konstrukcija................................................................8

5. PREPORUKE ZA PROJEKTOVANJE..........................................................................................9 5.1 Ulazne pretpostavke za projektovanje ................................................................................9 5.2 Metode geotehničkog projektovanja ...................................................................................9 5.3 Konstrukcijski principi kod projektovanja ..........................................................................11 5.4 Arhitektonsko oblikovanje potpornih konstrucija ...............................................................11 5.5 Preporuke za izbor tehnologije građenja ..........................................................................11 5.6 Projektovanje u seizmičkim područjima ............................................................................12

6. KAMENI GRAVITACIONI ZIDOVI ..............................................................................................13 6.1 Općenito ............................................................................................................................13 6.2 Konstruisanje kamenih gravitacionih zidova .....................................................................14 6.3 Zahtjevi za kvalitet materijala i specifičnosti građenja ......................................................15

7. BETONSKI GRAVITACIONI ZIDOVI..........................................................................................17 7.1 Općenito ............................................................................................................................17 7.2 Konstruisanje betonskih gravitacionih zidova ...................................................................17 7.3 Zahtjevi za kvalitet materijala i specifičnosti izgradnje betonskih gravitacionih zidova ....20

8. ARMIRANO BETONSKI GRAVITACIONI ZIDOVI .....................................................................22 8.1 Općenito ............................................................................................................................22 8.2 Konstruisanje AB gravitacionih zidova..............................................................................26 8.3 Zahtjevi za kvalitet materijala i specifičnosti izvođenja AB gravitacionih zidova ..............27

9. GEOSTATIČKA ANALIZA GRAVITACIONIH ZIDOVA ..............................................................28 9.1 Granična stanja nosivosti ..................................................................................................28 9.2 Postupak dokazivanja graničnih stanja nosivosti..............................................................29 9.3 Pritisci tla ...........................................................................................................................31

10. ODVODNJAVANJE I ZASIPANJE ZALEĐA GRAVITACIONIH ZIDOVA...................................35 10.1 Odvodnjavanje voda zaleđa..............................................................................................35 10.2 Odvodnjavanje površinskih voda ......................................................................................38 10.3 Zasipi iza zaleđa................................................................................................................39 10.4 Čelno zasipavanje i osiguranje .........................................................................................41

11. OPŠTI POSTUPCI IZGRADNJE GRAVITACIONIH ZIDOVA ....................................................41 12. PRAĆENJE, OBEZBJEĐENJE KVALITETA I ODRŽAVANJE GRAVITACIONIH ZIDOVA......43

12.1 Praćenje i obezbjeđenje kvaliteta u toku građenja............................................................43 12.2 Održavanje gravitacionih zidova .......................................................................................44 12.3 Radovi na održavanju .......................................................................................................47




SMJERNICE Projektantska smjernica 1.3.3 – GRAVITA-CIONI ZIDOVI opredeljuju konstrukcije, koje sa svojom konstruktivnom zasnovom prenose zaleđne pritiske zemlje na temeljna tla. Osnovna namjena smjernice je davanje upustava za izbor pravilnog oblika i vrste konstrukcije koja svoju osnovnu funkciju, za stabiliziranje zaleđnih pritisaka, obavlja po principu gravitacionog odpora. Smjernica daje uslove za upotrebu gravitacionih zidova iz različitih materijala kod kojih se može govoriti o homogenom presjeku, te geometrijske parametre sa kojima se ograničava dužina, visina i drugi konstrukcijski elementi. Navedeni su i osnovni principi statičke analize i armiranja gravitacionih zidova. Kod izvođenja su gravitacioni zidovi zahtjevne konstrukcije. Odluku o njihovoj upotrebi treba donijeti u prvoj fazi projekta puta i putnih objekata. Izbor i obrazloženje izbora gravitacionih zidova, koja je donesena na osnovu odgovarajućih podloga, je plod saradnje projektanta puta, geomehaničara i projektanta inžinjerskih konstrukcija. Kameni nabačaji, kašte i gabioni su po prirodi gravitacione građevine, ali nisu obrađeni u smjernici, pošto kod njih ne možemo govoriti o homogenom presjeku. U smjernici nisu obrađene ni razne vrste kamenih i drugih obloga, koje se izvode za zaštitu kosina. Konstrukcije ograda i ivičnih vijenaca koje su, radi veće preglednosti, prikazane kroz primjere gravitacionih zidova su predmet drugih smjernica (PS 1.2.2 i PS 1.2.3). 2. REFERENTNI NORMATIVI

Projektovanje, građenje i održavanje potpornih konstrukcija zasniva se na odredbama propisa, standarda: - Propisi iz oblasti građevinarstva, - Propise za projektovanje, građenje,

eksploataciju i održavanje puteva, - Zakon o javnim putevima, - Pravilnik o tehničkim normativima i

temeljnim uslovima koje moraju ispunjavati

javni putevi i njihovi elementi izvan naselja u pogledu sigurnosti prometa (Sl. list SFRJ br.35/81 i 45/81).

- Pravilnik o tehničkim normativima za određivanje opterećenja na mostovima (Si.list SFRJ br.1/91)

- Pravilnik o tehničkim normativima za temeljenje građevinskih objekata, Sl. list SFRJ, br. 15-295/90.

- Pravilnik o tehničkim normativima za beton i armirani beton (Sl. list SFRJ, br. 11/87).

- Pravilnik o jugoslovenskim standardima za osnove projektovanja građevinskih konstrukcija, Sl. list SFRJ, br. 49-069/98,

- Pravilnik o tehničkim normativima za beton i armirani beton u objektima ispostavljenih djelovanju agresivnih medija, Sl. list SFRJ, št. 18/92.

- EN 1990.2002 EUROCODE – Osnove projektovanja konstrukcija

- prEN 1991 Eurocode – Uticaji na konstrukcije

- prEN 1992 Eurocode 2 – Projektovanje betonskih konstrukcija

- pr EN 1997 Eurocode 7 – Geotehničko projektovanje

- prEN 1998 Eurocode 8 – Projektovanje potresno sigurnih konstrukcija

3. TUMAČENJE IZRAZA Gravitacioni zid je konstrukcija, koja sa svojom masom i sudjelujoćom masom zemlje obezbijeđuje potrebnu sigurnost. Kameni gravitacioni zid je konstrukcija iz kamenih blokova nepravilnih oblika međusobno sa betonom povezani u homogenu cjelinu, koja sa svojom oblikovnom i gravitacionom zasnovom prenosi pritiske zaleđa zemlje i korisna opterećenja na temeljna tla.

Armirano betonski gravitacioni zid je konstrukcija iz betona sa armaturom, koji sa svojom oblikovnom i gravitacionom zasnovom i masom sudjelujuće zemlje, prenosi pritiske zaleđa zemlje i korisna opterećenja na temeljna tla.

Podporne konstrukcije su svi tipovi zidova koji podupiru i stabiliziraju tla, brdske i druge materijale.

Temeljna tla prestavljaju kamenita, šljunkovita ili zemljana tla na koja se prenose opterećenja zida.



Zaleđna zemlja (tla zaleđa) je naziv za intaktne kamene ili zemljane materijale, koji se po potrebi podupiru odnosno štite.

Zaleđni (brdski) zasip prestavlja zemlju, koja se nakon izgradnje ili u toku građenja ugrađuje na zaleđnoj strani zida.

Dolinski (čelni) zasip prestavlja zemljani materijal, koji se nakon građenja ili u toku građenja ugrađuje na čeonoj strani zida.

Zaleđna (brdska) strana je prostor na brdskoj strani zida.

Trup zida je vertikalni nosivi element preko koga se zaleđni pritisci zemlje prenose preko temelja na temeljna tla.

Dolinska (čelna) strana je vidna strana zida.

Zaleđna (brdska) strana je površina zida na brdskoj strani, koju zid štiti.

Dolinska (čelna) temeljna peta je sa čelne strane produženi dio temelja.

Zaleđna (brdska) temeljna peta je sa zaleđne strane produženi dio temelja.

Zaleđna (hribinska) konzola je produženi konstruktivni element na zaleđnoj strani, koji služi za dodatnu stabilnost zida.

Rebro (kontrafor) je element, koji je okomito vezan sa čelne ili zaleđne strane na zid i ima statičku funkciju.

Kruna – glava je završni gornji dio zida.

Visina zida je odstojanje između najviše tačke na kruni i najniže tačke u dnu temelja.

Visina trupa zida je rastojanje između najviše gornje kote temelja i krune zida.

Debljina zida je odstojanje između čelne i zaleđne strane zida.

Širina temelja je odstojanje između krajnje čelne i zaleđne tačke temeljne plohe.

Visina temelja je odstojanje između gornje i donje plohe temelja.

Nagib temelja je ugao, koga obrazuje linija temeljne plohe sa horizontalom. Nagib zida je ugao između čelne ili zaleđne plohe i vertikale zida.

Dubina temelja je odstojanje između najviše kote dna temelja i najniže kote terena iznad nje.

Kampada je dužina potpornog dijela zida između dvije radne spojnice ili dilatacije.

Konzolni prepust je raširenje krune potpornog zida na čelni ili zaleđni strani i služi za potrebe oslanjanja i pričvršćenja rubnog vijenca, hodnika i ograde.

Slabo nosiva tla su tla kod kojih su dozvoljene nosivosti ispod 200 kPa.

Srednje nosiva tla su tla kod kojih su dozvoljene nosivosti između 200 i 400 kPa. Dobro nosiva tla su tla kod kojih su dozvoljene nosivosti veće od 400 kPa.

Koherentna – vezana tla su materijali granulacije do 0,06 (zrna se ne vide prostim okom). U ovu grupu spadaju prašina, glina i organska tla. Osnova za klasifikaciju je granica tečenja i indeks plastičnosti.

Nekoherentna, nevezana tla su tla sa granulacijom preko 0,06 mm. U ovu grupu spadaju čisti šljunak, čisti pijesak te pijesak i šljunak sa glinastim vezivom. Osnova za klasifikaciju je granulometrijski sastav. 4. UVODNI DIO

U podporne konstrukcije uvrštavaju se svi tipovi konstrukcija, koja podupiru tla, brdske i druge materijale ili zadržavaju vodu.

Materijal (tlo, stijena) je poduprt ako je formiran u strmijim nagibima od nagiba kod kojih može samostalno stajati. 4.1 Opredjelenje, vrste i značaj potpornih

konstrukcija U pogledu namjere, materijala, mehanskih osobina i njihove funkcije u prostoru te tehnologije, razlikujemo slijedeće vrste potpornih konstrukcija: • u pogledu perioda eksploatacije

razlikujemo trajne odnosno privremene potporne konstrukcije,

• u pogledu materijala poznamo: betonske, kamene, čelične, drvene i kombinovane,

• u pogledu položaja uz saobraćajnice razlikujemo potporne konstrukcije, koje podupiru trup saobraćajnice odnosno padinu iznad saobraćajnice,



• u pogledu mehaničke krutosti razlikujemo

krute i deformobilne potporne konstrukcije. Pojam krutosti potpornih konstrukcija je relativan, a izražava ga omjer između deformacije tla i deformacije potporne konstrukcije;

• u pogledu funkcije u prostoru razlikujemo konstrukcije za zadržavanje, podupiranje tla i brdskih padina i zadržavanje vode;

• u pogledu tehnologije izvođenja razlikujemo: potporne konstrukcije izrađene u otvorenoj građevinskoj jami, potporne konstrukcije izrađene u tlu sa iskopima po kampadama, potporne konstrukcije građene sa površine tla u zaštićenim iskopima, građenje u građevinskoj jami sa zaštitom kosina te građenje od gore prema dole po kampadama po visini i dužini.

Pri izgradnji puteva razlikujemo dvije osnovne grupe potpornih konstrukcija za podupiranje padina i trupa puteva. 4.1.1 Gravitacione potporne konstrukcije Ovu grupu sačinjavaju gravitacioni (masivni) potporni zidovi izgrađeni od lomljenog kamena, nearmiranog ili armiranog betona. Za stabilnost masivnih potpornih konstrukcija najvažniji je otpor tla na temeljnoj plohi, međutim, kada se radi o otporu na bočnim plohama, on je manje izražajan radi čega ga u analizama ne uzimamo u obzir. Ove potporne konstrukcije su ravnomjernog poprečnog presjeka, a mogu biti lokalno ojačane sa rebrima. Vlastita težina konstrukcije, u nekim slučajevima zajedno sa težinom zaleđnog tla te trenje između tla i konstrukcije doprinose stabilnosti konstrukcije. Tipične masivne potporne konstrukcije su: masivni plitko temeljeni kameni, betonski i AB potporni zidovi ravnomjernih ili promjenljivih debljina. 4.1.2 Sidrene potporne konstrukcije Sidreni zidovi i konstrukcije detaljnine su obrađeni u smjernici PS 1.3.4. Potporne konstrukcije uklještene u tla prestavljaju relativno tanki zidovi iz armiranog betona ravnomjerne ili promjenljive debljine, čelični ili drveni zagatni zidovi, zidovi na šipovima, AB kontrafoni, zidovi građeni po tehnologiji od gore prema

dole. Ove konstrukcije mogu biti sidrene, ojačane sa razuporama ili samo uklještene u temeljna tla. Za njihovo opredeljenje bistveno utiče otpor tla na bočnim plohama i geotehnička sidra za obezbijeđenje potrebne stabilnosti. Ove konstrukcije nemaju izrazite temeljne plohe, dok krutost na savijanje igra najznačajniju ulogu kod obezbeđenja pouzdanosti. Vlastita težina ovakvih konstrukcija nema veliki značaj radi čega je u geomehaničkim analizama ne uzimamo u obzir. 4.2 Geotehnička zahtjevnost Kategorija geotehničke zahtjevnosti je značajna za određivanje obsega potrebnih istraživanja, ocjenu prikladnosti konstrukcije i predviđene tehnologije izvođenja, procjenu troškova, izbor odgovarajućih projektanata i izvođača potpornih konstrukcija. Ova zahtjevnost zavisi od stepena rizika pri izvođenju radova, vrste tla te potencijalno mogućih posljedica, mogućih grešaka kod projektovanja i izvođenja u smislu ugrožavanja okoline i objekata u uticajnom području kao i na pouzdanost izgrađenih konstrukcija. Kategorija geotehničke zahtijevnosti mora se odrediti prije početka projektovanja. U slijedećim fazama investicionog procesa može se promijeniti najviše za jednu kategoriju. Uz poštivanje odredbi nekih standarda i praktičnih iskustava, uvedene su tri kategorije geotehničke zahtijevnosti: 4.2.1 Geotehnička kategorija 1 U prvu geotehničku kategoriju ubrajaju se male i jednostavne potporne konstrukcije ukupne visine do 3,0 m, ali samo u primjerima kada potporni odnosno planirani iskopi za izradu temeljenja ne ugrožavaju stabilnost u smislu dodatnih deformacija i prekoračenja graničnih stanja susjednih objekata, infrastrukture, pojave globalne nestabilnosti padine itd. Kategorizacija potpornih konstrukcija u prvu kategoriju dozvoljava se samo kada za stvarna temeljna tla postoje dokumentovana iskustva, koja dokazuju da su potrebni postupci za projektovanje i izvođenje predviđenih radova toliko jednostavni da se dozvoljava upotreba iskustvenih metoda.



Nedokumentovana iskustva, koja su se prikupila od izgrađenih objekata u bližnjoj okolini ne mogu se uzeti u obzir. Za projektovanje takvih potpornih konstrukcija dovoljni su iskustveni postupci. Ocjena geološkogeotehničkih uslova i materijalnih osobina može se izvršiti prije projektovanja na osnovu upotredivih iskustava, obilaska terena itd. U ovu kategoriju ne mogu se uvrstiti potporne konstrukcije koje služe za poboljšanje stabilnosti aktivnih, mirujućih i potencijalnih klizišta. 4.2.2 Geotenička kategorija 2 U drugu geotehničku kategoriju ubrajaju se potporne konstrukcije kod kojih nisu prisutni veliki rizici, izuzetno veliki i zahtjevni geotehnički uslovi i primjeri opterećenja. Potporne konstrukcije uvrštane u ovu kategoriju zahtijevaju tačnost u prikupljanju kvalitativnih i kvantitativnih geotehničkih podataka i rezultata geotehničkih analiza za ispunjavanje osnovnih kriterija sigurnosti i pouzdanosti, dok se za laboratorijska ispitivanja, projektovanje i izvođenje radova mogu upotrebiti standardi i iskustvene metode. Za uvrštavanje potpornih konstrukcija u višu geotehničku kategoriju većinom su presudni geotehnički, a ne konstrukcijski razlozi. U ovu kategoriju ubrajaju se uobičajene potporne konstrukcije visine do 10 m sa sidrima ili bez njih na ravninskim ili padinskim lokaciijama bez izrazitih diskontinuiteta na kojima nema aktivnih, mirujućih, fosilnih i potencijalnih klizišta većih dimenzija i dubina iznad 5 m. Za dokazivanje stabilnosti i graničnih stanja upotrebljavaju se odgovarajući standardni postupci i računski programi. 4.2.3 Geotehnička kategorija 3 U geotehničko najzahtjevniju kategoriju potpornih konstrukcija spadaju projekti, koji prestavljaju objekte sa izrazito velikim rizikom i posebnim zahtjevima. Ova kategorija najčešće se primjenjuje u izrazito teškim terenskim i geološko-geomehaničkim prilikama i/ili velikim seizmičkim opterećenjima.

Kod raspoređivanja potpornih konstrukcija u ovu kategoriju mora se uzeti u obzir: - rizike povezane sa velikom ugroženošću

sigurnosti ljudi i života, - rizike povezane sa jako velikim privrednim

posljedicama, - rizike radi smanjenja pouzdanosti

geološko-geomehaničkih projektnih podataka,

- velike rizike koji su povezani sa pouzdanošću projektnog rješenja kada pouzdanost konstrukcije zavisi od djelovanja drenažnih sistema, kada se pouzdanost rješenja ne može u potpunosti dokazati sa geomehaničkim analizama i proračunima,

- rizike radi izrazitog stepena seizmičke ugroženosti.

U koliko postoji vjerovatnoća ugroženosti ljudskih života ili ekonomskih posledica koje bi uticale na privredu države onda i ovi rizici uvrštavaju potporne konstrukcije u 3. kategoriju zahtjevnosti. U poređenju sa 1. i 2. kategorijom, objekti iz 3. kategorije se razlikuju po obimu, kvalitetu i kvantitetu ispitivanja te po primijenjenim metodama za geotehničke analize kao što su nelinearne i vremenski zavisne računske modele, eksperimentalne metode ispitivanja probnim opterećenjima te sa osmatranim načinom izgradnje sa sprovođenjem unaprijed planiranih mjera. Obim i način izvođenja terenskih i laboratorijskih ispitivanja i analiza po pravilu prevazilazi kvalitetno i kvantitativno standardne postupke. Kod svih potpornih konstrukcija, koja su uključena u najvišu kategoriju geotehničke zahtjevnosti treba organizovati praćenje (monitoring) potporne konstrukcije i tla u uticajnom području u toku i nakon završetka radova. 4.3 Podloge za projektovanje potpornih

konstrukcija Geotehničko projektovanje potpornih konstrukcija sadrži ove projektne aktivnosti: koncept stabilnosnog problema, studiju odgovarajućih projektnih rješenja, prikupljanje potrebnih podataka, geomehaničke analize, izradu, kontrolu i ovjeravanje nacrta, praćenje izgradnje i izgrađenog objekta u eksploataciji.



Kod projektovanja saobraćajnica obično se pojavljuju problemi sa obezbjeđenjem ograničenih intervencija u prostor, nagibima kosina i dubina ukopavanja koji su povezani sa procijenjenim geomehaničkim karakteristikama padina, pravi razlozi za proučavanje opravdanosti izgradnje potpornih konstrukcija. Osnovu za projektovanje potpornih konstrukcija, slično kao i kod mostova, prestavlja cjelina geodetskih, geološko-geomehaničkih, hidroloških, seizmoloških, vodoprivrednih, putnih, saobraćajnih, meteoroloških, prostorskih i urbanističkih podataka lokacije za čitavo uticajno područje obrađivanog objekta. Za projektovanje potpornih kosntrukcija posebno su važne geološko-geomehaničke podloge koje će biti obrađene u posebnim smjernicama. Prije projektovanja investitor mora pripremiti projektni zadatak u kome su navedeni razpoloživi podaci, geotehničke kategorije, podaci koje mora pribaviti projektant i drugi uslovi za projektovanje i izradu potporne konstrukcije. Prikladnost, pouzdanost i ekonomičnost projektnog rješenja neposredno zavisi od znanja, iskustva i osposobljenosti projektanta, tačnosti i razumjevanja terenskih podataka, koje mogu pribaviti samo ovlašteni stručnjaci za pojedina područja u stalnoj saradnji sa projektantom, koji mora imati određeno znanje i iskustva iz svih gore navedenih inter-disciplinarnih područja sa naglaskom na geologiju, geomehaniku i inženjerske konstrukcije. 5. PREPORUKE ZA PROJEKTOVANJE 5.1 Ulazne pretpostavke za projektovanje Kod projektovanja potpornih konstrukcija moraju naručilac i projektant obezbijediti ispunjavanje slijedećih uslova za projektovanje: • Projektni podaci sa područja geotehnike,

geodezije, hidrogeologije i seizmologije moraju se pribaviti, dokumenovati i interpretirati uz poštovanje važećih propisa i standarda.

• Osnovni dokumenti, koji služe kao osnova za projektovanje potpornih konstrukcija su projektni zadatak, geološko-geomehanski izvještaj ili dokumentovana upoređenja iskustva sa tačno navedenim propisima i standardima, koji su se primijenili kod

interpretacija podataka uz navođenje odgovornih osoba.

• Potporne konstrukcije mogu projektovati samo ovlašteni inžinjeri sa iskustvom na področju geotehničkog projektovanja.

• Kod pripremanja i izrade potrebnih osnova za projektovanje potrebna je stalna saradnja između projektanata i izvođača potpornih konstrukcija.

• Na gradilištu i bazama za proizvodnju treba organizovati nadzor i službu za kontrolu i praćenje kvaliteta.

• Sve radove treba izvoditi prema pripadajućim standardima i pismenim upustvima stručnjaka sa odgovarajućim znanjem i iskustvom.

• Dozvoljava se upotreba samo atestiranih materijala i poluproizvoda.

• Potpornu konstrukciju treba pravilno održavati.

• Konstrukcija će služiti samo namjenama koje su predviđene projektnim zadatkom.

Projekt gravitacionih zidova mora sadržati odgovarajuću situaciju i visinski prikaz konstrukcije u mjerilima, koji obezbijeđuju preglednost i cjelovitost obrađivane konstrukcije. Minimalan grafički obseg je situacija konstrukcije, podužni i poprečni presjeci za različite visine zida te odgovarajući prikaz konstruktivnih detalja. Iz nabrojanih crteža moraju biti vidne sve dimenzije, koje su izvođaču potrebne za iskolčavanje i građenje projektovane konstrukcije. U tekstualnom dijelu treba navesti razloge za izbor konstrukcije, osnove za oblik odnosno zasnivanje konstrukcije, osnovne geološke karakteristike terena na kojem je predviđena izgradnja. Projektant treba da dostavi sve podatke za izgradnju konstrukcije, koja je razrađena u grafičkim prilozima i eventualna upozorenja koja izvođač mora poštovati u toku građenja. 5.2 Metode geotehničkog projektovanja

U geotehničkoj praksi mogu se, pri projektovanju potpornih konstrukcija u skladu sa odredbama Eurocode 7 – Geotehničko projektovanje, upotrijebiti četiri metode geotehičkog projektovanja:

• metoda geomehaničkih analiza, • metoda propisanih intervencija, • metoda probnih opterećenja i modelskih

ispitivanja, • metoda pratećeg projektovanja.



Kod dokazivanja različitih stanja za pojedinačne konstruktivne elemente dozvoljeno je kombinovanje različitih metoda geotehničkog projektovanja. 5.2.1 Metoda geomehaničkih analiza Na osnovu proračuna sa upotrebom relativno jednostavnih mehaničkih modela treba pri projektovanju dokazati, da sva granična stanja koja mogu nepovoljno utjecati na nosivost, trajnost i upotrebljivost potporne konstrukcije, ne budu prekoračena. 5.2.2 Metoda propisanih intervencija Kod potpornih konstrukcija 1. geotehničke kategorije, za slučaj da ne postoje sigurni fizikalni modeli graničnih stanja, a računski dokaz pouzdanosti nije obavezan, može se, na osnovu iskustava, dokazivanja pojedinih graničnih stanja nadomjestiti sa izvođenjem tačno navedenih intervencija u koje spadaju projektni detalji, tehničke smjernice, kontrola upotrebljenih materijala, opisi načina izvođenja radova, zaštita konstrukcije i održavanja. Kod ovakvog načina geotehničkog projektovanja mora projektant raspolagati sa dokumentovanim lokalnim iskustvima, koji su sastavni dio projektne dokumentacije. Uporedljivost geotehničkih uslova građenja na području projektovane potporne konstrukcije mora se dokazati sa rezultatima geotehničkih ispitivanja. Metoda projektovanja sa propisanim mjerama često se upotrebljava kod izvođenja površinskih zaštita padina i potpornih konstrukcija visine do 3 m u poznatim geotehničkim uslovima. 5.2.3 Metoda probnih opterećenja i

modelskih ispitivanja Probna opterećenja i modelska ispitivanja za dokazivanje ispunjavanja projektnih pret-postavki potporne konstrukcije mogu se izvesti na dijelu stvarne konstrukcije ili na modelima u prirodnom stanju ili smanjenim modelima. Rezultati probnih opterećenja i eksperi-mentalnih ispitivanja na modelima mogu se upotrijebiti za potvrđivanje projektnih pretpostavki i izvedenih projekata potpornih konstrukcija samo ako su uzete u obzir slijedeće uticajne razlike:

• razlika u opštim uslovima tla (zbijenost,

početni naponi, vlažnost itd.) kod probnih opterećenja i kod izvođenja ispitivanja u prirodi;

• uticaji vremena posebno u primjerima kod kojih je trajanje probnih opterećenja i ispitivanja na modelima mnogo kraće od trajanja opterećenja stvarne konstrukcije;

• posebnu pažnju treba posvetiti mjerilima modela i njihovim uticajima posebno kada su upotrebljeni mali modeli.

U ovu kategoriju projektovanja ubrajamo provjeru nosivosti i popuštanja geotehničkih sidara, puzanja sidara, nosivosti i deformacije šipova itd. 5.2.4 Metoda pratećeg projektovanja Pošto je u jako teškim geotehničkim uslovima izgradnje potpornih konstrukcija, kod kojih je u početku izražena nestabilnost kosine (padine) i uticaji podzemne vode, ne mogu se pretpostaviti ponašanja potpornih konstrukcija sa vidika graničnih stanja nosivosti i graničnih stanja upotrebljivosti. U većini takvih primjera korisno je upotrijebiti metodu pratećeg projektovanja. Bistveni elemenat ovakvog projektovanja je unaprijed planirano praćenje potporne konstrukcije i uticajnog područja tla u toku građenja (projektovanje po monitoring metodi). Ovakvu metodu po pravilu upotrebljavamo kod geotehnički najzahtevnijih objekata. Kod projektovanja potpornih konstrukcija po monitoring metodi potrebno je predvidjeti mogućnost naknadnih ojačanja. Sa projektnom dokumentacijom, prije početka građenja, treba ispuniti slijedeće uslove: U okviru realnih mogućnosti treba, sa geomehaničkim analizama, dokazati granice prihvatljivog ponašanja konstrukcije. Kod potpornih konstrukcija su granice prihvatljivog ponašanja određene sa dozvoljenim apsolutnim i relativnim pomjeranjima tla i konstrukcije sa još uvijek prihvatljivim opterećenjima presjeka konstrukcije i širine pukotina.

Kao sastavni dio izvođačkog projekta mora biti izrađen tačan nacrt praćenja (monitoringa) pošto treba predvidjeti praćenje i mjerenja svih parametara koji osiguravaju upotrebljivost sposobnost konstrukcije za obavljanje projektom predviđene funkcije. Sa rezultatima praćenja odnosno mjerenjima treba odrediti stvarno ponašanje konstrukcije



u onim početnim fazama građenja u kojima još postoji mogućnost sprovođenja, da sa dodatnim mjerama obezbijedimo ponašanje konstrukcije u skladu sa predviđanjima iz projektne dokumentacije. Kod projektovanja treba unaprijed izraditi nacrte mjera koje se, u toku građenja mogu sprovesti odmah nakon saznanja ponašanja konstrukcije, koja su dobivena sa mjerenjima i izlaze iz okvira projektom predviđenih granica. U uobičajene dodatne mjere kod potpornih konstrukcija ubrajamo: privremena i trajna geomehanička sidra, dodatno opiranje ili razupiranje, izradu dodatnih nasipa ili rasterećenja konstrukcije, dodatne drenažne intervencije, injektiranje zaleđa, vertikalni šipovi itd. 5.3 Konstrukcijski principi kod

projektovanja

Pri projektovanju potpornih konstrukcija treba primijeniti slijedeće temeljne konstrukcijske principe:

• Sve potporne konstrukcije moraju se zasnovati i konstruisati tako da će, pri primjeni normalnih uslova građenja, nadzora i obezbijeđenja kvaliteta i održavanja, biti ekonomične i sposobne vršiti funkciju predviđenu sa projektnim zadatkom.

• U cilju garantovanja ekonomičnosti, potpornih konstrukcija potrebno ih je konstruisati tako da ne prekorače granično stanje nosivosti i u ekstremnim okolnostima (100 godišnja voda, poplave, kvarovi drenažnih sistema itd.). Za granično stanje sa manjim poslijedicama (granična stanja upotrebljivosti) dozvoljava se primjena samo najneugodnijih uticaja u normalnim uslovima eksploatacije (20 godišnje podzemne i površinske vode, rad drenažnih sistema uz redovno održavanje itd.).

• Potporne konstrukcije treba konstruisati tako da posljedice nepredviđenih događanja budu srazmjerne sa njihovim uzrokom. Zato treba izbjegavati, pri projektiranju potpornih konstrukcija, krte materijale kao što su nearmirani beton, jako zbijeni šljunkoviti materijali, sa cementom stabilizirana tla itd.);

• Kod zasnivanja potpornih konstrukcija

treba izbjegavati konstrukcijske sisteme koji mogu, pri promjeni opterećenja, brzo promijeniti svoje kinematičke osobine odnosno stabilnost bez prethodnog upozorenja sa povećanjem pomjeranja, deformacija, pukotina, jer bi se lako i brzo porušile;

• Konstrucije treba zasnivati i projektovati

tako, da se omogući što bolje i jednostavnije izvođenje i održavanje.

5.4 Arhitektonsko oblikovanje potpornih

konstrucija Kod većih samostalnih konstrukcija i arhitektonsko oblikovanje i uključivanje u prirodni i urbani prostor prestavlja značajnu fazu projektovanja. Iz toga razloga treba, kod potpornih konstrukcija, koje zahtijevaju velike intervencije u prostor, u projektnu grupu uključiti i stručno lice za arhitektonsko i prostorsko oblikovanje. Za područje arhitektonskog oblikovanja odgovorni su projektant trase, odgovorni projektant potporne konstrukcije i odgovorna osoba za arhitektonsko oblikovanje. 5.5 Preporuke za izbor tehnologije

građenja

Sa geotehničkog stajališta su tehnologije izvođenja potpornih konstrukcija opredjeljenje u pogledu redoslijeda faza građenja, te načina obezbijeđenja potrebne stabilnosti iskopa i izrade drenažnih sistema odnosno zasipa iza njih.

Izbor optimalne tehnologije zavisi prije svega od globalne stabilnosti uticajnog područja potporne konstrukcije, osjetljivosti objekata koji su locirani u uticajnom području, stabilnosti privremenih lokalnih iskopa, troškova građenja, raspoložive opreme potencijalnih izvođača te rokova za izgradnju.

Razlikujemo slijedeće tehnologije izvođenja: - Duboko temeljenje potporne konstrukcije,

koja se pretežno gradi sa površine postojećeg terena. Konstrukcije mogu biti sidrane ili nesidrane. Predviđene intervencije u prostor (iskopi) i potrebna ojačanja (sidra) izvode se postepeno po pojedinačnim fazama izgradnje. U tu grupu ubrajamo: zidove od bušenih šipova, dijafragme, jet grouting potporne konstrukcije.



Potporne konstrukcije izgrađene u otvorenim, međusobno odvojenim kratkim zasijecanjima koji su raspoređeni u različitim nivojima po visini, gdje su sidranjem obezbijeđeni i već izgrađeni segmenti garantuju potrebnu stabilnost iskopa za slijedeće faze. U tu grupu ubrajamo: sidrane kontinuirane potporne zidove izgrađene po tehnologiji od gore prema dole, sidrane AB grede odnosno brane za trajno čuvanje odnosno privremeno podupiranje dubokih iskopa građevinskih jama kod izgradnje potpornih konstrukcija, pokrivenih ukopa itd.

- Plitko temeljene potporne konstrukcije su potporni zidovi iz kamena, betona ili AB izgrađeni u uobičajenim po dužini raspoređenim kampadama dužine 3 do 6 m. AB potporni zidovi mogu biti i sidrani.

- Plitko temeljene nesidrane odnosno sidrane potporne konstrukcije izgrađene u otvorenim nezaštićenim građevinskim jamama. U ovu grupu se ubrajaju gradnje u kojima geološko-geotehnički uslovi omogućavaju sigurno izvođenje dubokih građevinskih jama sve do predviđene kote temeljenja, kao i sve mjere potrebne za podupiranje putnih nasipa i zatrpavanja koji su predviđeni za izvođenje u toku ili poslije izvođenja radova. U tu grupu ubrajamo betonske potporne konstrukcije, kamene potporne zidove iz obrađenog ili neobrađenog kamena, armiranu zemlju itd. U koliko troškovi privremenog osiguranja građevinske jame prelaze 25% vrijednosti potporne konstrukcije, potrebno je izraditi analizu i napraviti upoređenje ekonomičnosti obezbijeđenja građevinske jame i uporediti sa varijantom izgradnje potporne konstrukcije koja se gradi sa površine postojećeg terena.

- Kombinacija više različitih tehnologija izvođenja potpornih konstrukcija gdje se donji dio potporne konstrukcije gradi sa dna građevinske jame ograničene dubine (odrede je geološko-geomehanički uslovi lokacije) odnosno sa površine pri građenju puteva ili priključnih nasipa. U ovu grupu ubrajamo duboko temeljenje masivne potporne konstrukcije (temeljene na šipovima).

Na izbor odgovarajuće tehnologije za građenje najznačajniji uticaj imaju slijedeći faktori: Globalna stabilnost uticajnog područja, koja se ocjenjuje:

Globalna stabilnost značajnog uticaja radi čega, kod izvođenja potporne konstrucije, neće biti ugrožena. Očekuju se samo lokalna obrušavanja otvorenih pokosa.

Mala ugroženost globalne stabilnosti, očekuje se plitko klizanje do dubine 2 m u ograničenom obsegu.

Velika ugroženost globalne stabilnosti dugih i strmih padina sa objektima i infrastrukturom, velika hidrostatska opterećenja, tla su osjetljiva na uticaje rasterećenja itd.

Stabilnost lokalnih iskopa:

Stabilnost je zagarantovana u skladu sa normama geotehničkog projektovanja.

Uslovi stabilnosti lokalnih iskopa ne mogu se sa sigurnošću dokazati radi čega postoji opasnost od lokalnih rušenja

Sigurnost lokalnih iskopa ne može se garantovati radi velike osjetljivosti tla na prisutnost vode te uticaje relaksacije tla.

Osjetljivost objekata u uticajnom području:

U uticajnom području nema lociranih značajnijih objekata pošto su isti temeljeni u stabilnim materijalima ili u slučajevima u kojima geološko-geomehanički uslovi navode podatak da se pomjeranja tla u područjima objekata zasigurno neće pojaviti.

Mogućnost pojave manjih pomjeranja tla mogu prouzrokovati samo manja oštećenja na objektima, koja ne mogu utjecati na njihovu pouzdanost. Značajnija pomjeranja tla uz objekte manje su vjerovatna.

Sigurnost i pouzdanost objekata u uticajnom području potpornih konstrukcija bila bi ozbiljno ugrožena u slučaju pojave pomjeranja tla. Opasnost aktiviranja većih pomjeranja tla i objekata u slučaju otvorene građevinske jame treba dokazati sa geomehaničkom analizom. 5.6 Projektovanje u seizmičkim

područjima

Za projektovanje potpornih konstrukcija uz saobraćajnice u uslovima normalne seizmičke ugroženosti dovoljno je samo određivanje potresne kategorije uticajnog područja sa uzimanjem u obzir podatka o potresima za povratni period od 475 godina. Osnovna karta opasnosti od potresa



upotrebljava se zajedno sa EUROCODE 8 – Projektovanje sigurnih konstrukcija na potres. Za konstrukcije većeg rizika, kao što su dolinske pregrade i akumulacije, treba odrediti stvarne mikro seizmičke podatke lokacije.

Potporne konstrukcije treba zasnovati tako, da bez bistvenih oštećenja u potpunosti obavljaju svoju funkciju u toku i poslije projektnog potresa.

Granično stanje potporne konstrukcije uz potresno opterećenje je definisano kao stanje konstrukcije pri kome se pojavljuju neprihvatljiva trajna optećenja, trajna pomjeranja potporne konstrukcije ili klizanje mase tla, koja su važna kako za konstrukciju tako i za funkcionalne učinke objekata.

Mogu se birati svi tipovi potpornih konstrukcija, koje su predviđene za statička opterećenja samo što u uslovima velike seizmičnosti zahtijevaju odgovarajuće dopune.

Sa odgovarajućim zasnivanjem i konstruktivnim detaljima treba garantovati što veću duktilnost konstruktivnog sistema (krutost tla i potporne kontrukcije za seizmička opterećenja treba da su odgovarajuća, povećanje slobodnih dužina sidara itd.).

Materijale za zasipanje zaleđa treba izabrati tako, da se postigne što ravnomjernije povezivanje sa postojećim tlom.

Drenažni sistemi u zaleđu potporne konstrukcije moraju bez oštećenja, koja bi uticala na trajnost i upotrebljivost njegovih funkcija, prenositi predviđena povremena i trajna pomjeranja za projektovana opterećenja.

Kod nekoherentnog tla koji sadrži vodu, drenažni sistem treba garantovati odvajanje vode ispod potencijale plohe klizanja u zaleđu potporne konstrukcije.

6. KAMENI GRAVITACIONI ZIDOVI 6.1 Općenito Kameni gravitacioni zidovi su konstrukcije iz kamenih blokova nepravilnog oblika, veličine 0,3 – 0,7 m međusobno sa betonom povezani u homogenu cjelinu, koja sa svojim oblikom i težinom prenosi pritiske zemlje i korisna opterećenja na temeljna tla. Zasnovani su tako, da rezultanta akcijskih sila ostaje u jezgru presjeka. Kameni gravitacioni zidovi upotrebljavaju se najviše kao potporne konstrukcije, koje štite padinu iznad saobraćajnice. Omjer između kamenih blokova i betonske ispune je 60 : 40 do 30 : 70. U presjeku zida djeluju naponi na pritisak radi ćega ojačanje sa armaturom nije potrebno.

Uobičajena visina kamenih gravitacionih zidova je 1,0 – 6,0 m, a prije svega zavisi od kvaliteta temeljnog tla. Kameni težnosni zidovi su ekonomična konstrukcija tamo gdje ima na raspolaganju dovoljno kvalitetnog kamenog materijala i gdje konfiguracija terena (nagib padine) dozvoljava izvođenje konstrukcije sa manjim nagibima zidova.

Kameni gravitacioni zidovi se, radi karakteristika oblika, upotrebljavaju za potporne konstrukcije u primjerima kada je zahvat u zaleđe ograničen, a padina još uvijek dozvoljava izvođenje iskopa od nagiba padine do nagiba leđne strane zida pošto se konstrukcija izvodi po principu kontaktnog građenja (betoniranja). U oblikovnom smislu su kameni gravitacioni zidovi radi svog prirodnog izgleda (lice iz izabranih velikih kamenih blokova) prikladni prije svega kod neurbanih lokacija na kojima je od značaja njihovo uključenje u prirodnu okolinu. Za urbana područja su prihvatljive konstrukcije, kod kojih su čelne strane dodatno obrađene sa kamenim oblaganjem iz manjih elemenata ili se primjenjuju i druga rješenja.


Slika 6.1: Potporni kameni gravitacioni zid nad niveletom ceste sa podacima za iskolčavanje 6.2 Konstruisanje kamenih gravitacionih

zidova Kameni gravitacioni zidovi izvode se do nagiba čelne strane 3:1, dok je nagib leđne strane nešto manji tako da njihova međusobna razlika nije manja od 5°. Radi lakšeg oblikovnog zasnivanja, kameni zidovi po pravilu nemaju dodatna proširenja na dnu konstrukcije (temelja). Minimalna debljina trupa kamenog gravitacionog zida uslovljena je sa

veličinom kamenih blokova iz kojih se konstrukcija izrađuje, a čija minimalna dimenzija iznosi 0,5 m, odnosno 0,1 m3. Uobičajena širina krune zida je 0,70 m. Debljina presjeka se povećava sa dubinom prema razlici nagiba čelne i zaleđne strane. Iz navedenog dejstva potrebno je kod izbora nagiba strana uzeti u obzir taku razliku da se u dnu konstrukcije obezbijedi dovoljna širina temeljne plohe, koja ne zahtijeva dodatna raširenja u čelnom ili zaleđnom smjeru.

Slika 6.2: Potporni kameni gravitacioni zid pod niveletom ceste sa podacima za iskolčavanje


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Opšta smjernica za mostove Temeljni dio kamenih gravitacionih zidova izvodi se iz betona C 25/30 (MB 30). Nagib donje plohe betonskog temlejnog dijela je u granicama 10-20 % (1:10 – 1:5) prema zaleđnoj strani, nagib gornje plohe je zrcalno identičan. Visina betonskog temeljnog dijela iznosi 0,50 m.

Dubina temeljenja je uslovljena sa geološkom građom tla i dubinom zamrzavanja. U slučaju, da se konstrukcije izvode u vodi, onda je minimalna dubina temeljenja 1,50 m, ili se temelj ukopa u čvrsto kameno osnovu min. 0,5 – 1,0 m. Podužni tok temeljne plohe kamenih gravitacionih zidova treba oblikovati do nagiba 20 % kontinuirano, preko ove granice treba izvoditi stepenasto oblikovanje koje se prilagođava podužnom nagibu terena odnosno temeljnog tla. 6.3 Zahtjevi za kvalitet materijala i

specifičnosti građenja Kamen kao osnovni materijal kamenih gravitacionih zidova mora odgovarati slijedećim zahtjevima: - kameni blokovi moraju biti otporni na mraz - veličina pojedinih komada veća od 0,50 m,

odnosno minimalno 0,1 m3, - kameni blokovi moraju, prije ugrađivanja,

biti čisti radi obezbijeđenja kvalitetne veze sa betonom.

Beton kao vezni materijal, odnosno materijal za ispunu treba da ispunjava sledeće zahtjeve: - kvalitet mješavine betona je C 25/30 (MB

30), - betonska mješavina mora se pripremiti

tako, da se može ugrađivati bez oplate. Potreban iskop za kamene gravitacione zidove treba predvidjeti na dužini jedne radne kampade, čiju dužinu uslovljava vrsta tla iza zaleđa, po pravilu iznosi od 3,0 do 6,0 m. Profil iskopa je identičan predviđenom profilu konstrukcije, tako da se građenje izvodi po principu kontaktnog građenja sa temeljnim tlom i tlom zaleđa. Temeljni dio kamenih gravitacionih zidova izvodi se iz betona C 25/30 (MB 30) u projektovanom geometrijskom obliku koji je uslovljen sa zasnovom konstrukcije. Izrada podbetona nije potrebna. Zidanje – ugrađivanje kamenih blokova izvodi se direktno u svježi beton. Ugrađivanje – zidanje kamenih blokova izvodi se uz istovremeno dodavanje mješavine betona koji mora

obezbijediti potpuno oblaganje kamenih blokova i zapunjavanje prostora između njih. Kod slaganja kamenih blokova nije dozvoljeno ponavljanje spuštanja i dizanja pošto u takvim slučajevima mogu nastupiti oštećenja već izgrađenih dijelova konstrukcija.

Slika 6.3: Detalj izvođenja temeljnog betonskog dijela Kameni blokovi slažu se u konstrukciju tako, da je najveća i što bolje ravna ploha elementa orjentisana prema čelu. Fuge između kamenih elemenata su uvučene 10-15 cm pa se mogu naknadno ispuniti sa mješavinom humusa i sjemena trave, a mogu se obraditi i sa cementnim malterom. Kod izvođenja se dozvoljavaju vertikalne i horizontalne radne spojnice. Vertikalne spojnice se uslovljavaju sa dužinom radne kampade, a horizontalne od napredovanja radova na pojedinačnoj kampadi. Radni spojevi ne zahtijevaju dodatnu obradu u smislu izvođenja dilatacija (vertikalni spojevi) odnosno zaptivanje radi obezbijeđenja vodonepropusnosti konstrukcije. Kod vertikalnog napredovanja zidova potrebno je spriječiti moguće prodiranje zemlje koja bi umazala površinu radnog spoja i spriječila povezivanje sa već izgrađenim dijelom. U koliko do toga slučajno dođe mora se izvršiti prethodno čišćenje.

Slika 6.4: Detalj izrade kamenog gravitacionog zida


Opšta smjernica za mostove Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Obrada krune kamenih gravitacionih zidova zavisi prije svega od toga, da li se radi o potpornoj konstrukciji koja graniči neposredno sa kolovozom ili podupire padinu iznad kolovoza. Kruna potpornih zidova koji podupiru padinu izvodi se iz kamenih blokova sa kojima je moguće izvesti izravnavanje prethodno ugrađenih većih kamenih blokova, tako da je u podužnom smjeru obezbijeđenja odgovarajuća ravnost, u poprečnom smjeru pa obezbijeđen pad 3 % prema zaleđu na kome se izrađuje mulda za odvođenje meteorne vode.

Slika 6.5: Detalj krune opornoga kamenog gravitacionog zida U slučaju da se kameni gravitacioni zid izvodi kao potporna konstrukcija koja neposredno graniči sa kolovozom, kruna se izvodi u betonu C 25/30 (MB 30). Oblik gornjeg betonskog dijela uslovljen je sa odgovarajućim sidranjem naknadno izvedenih rubnih vijenaca.

Slika 6.6: Detalj krune potpornog kamenog gravitacionog zida




7. BETONSKI GRAVITACIONI ZIDOVI 7.1 Općenito

Betonski gravitacioni zidovi su konstrukcije iz betona, koje sa svojom oblikom i težinom prenose pritiske zemlje i korisno opterećenje na temeljna tla. Rezultatna djelujučih sila ostaje u jezgru presjeka, tako da armiranje betonske konstrukcije nije potrebno.

Maksimalna visina betonskih gravitacionih zidova je 8,0 – 10,0 m, a prije svega zavisi od kvaliteta temeljnog tla. Leđna strana je po pravilu nageta prema zaleđu sa čime se pritisci zemlje smanjuju. Konstrukcije su ekonomične naročito tamo gdje su nagibi terena veći.

Konstrukcije sa vertikalnom leđnom stranom upotrebljavaju se pri uobičajenim nagibima i uobičajenim kvalitetu temeljnog tla, zidovi sa kosom leđnom stranom upotrebljavaju se za dobra nosiva tla i veće nagibe terena.

Betonski gravitacioni zidovi se, radi dobrih oblikovnih karakteristika, primjenjuju za potporne konstrukcije gdje su intervencije u zaleđe padine što manje tako da je zasipanje iza leđne strane zida što manje. Kontaktno betoniranje betonskih potpornih gravitacionih zidova se rijetko izvodi sa izuzetkom kada se radi o dograđivanju postojećih zidova.

U oblikovnom smislu se betonski gravitacioni zidov, radi svog izgleda (velike vidne betonske površine), upotrebljavaju naročito na lokacijama na kojima uključivanje u prirodnu okolinu nije tako značajno, odnosno na lokacijama na kojima su već izgrađene slične betonske potporne konstrukcije. Za ispunjavanje estetskih zahtjeva mogu se vidne površine betonskih zidova obraditi na odgovarajući način sa naknadnim oblaganjem kamenom, prethodnom obradom elemenata oplate ili sa jednovremenim zidanjem kamene obloge.

7.2 Konstruisanje betonskih gravitacionih

zidova

Betonski gravitacioni zidovi konstruišu se sa nagibima čelne strane od 3:1 do 10:1 ili vertikalno. Nagib leđne strane za zidove visine 5,0 – 6,0 m je vertikalan, dok se kod većih visina ¼ gornje visine izvodi vertikalno, donje ¾ visine pa se izvodi paralelno sa čelnom stranom. Betonski gravitacioni zidovi po pravilu imaju proširenje u dnu konstrukcije (temelji), koje se izvodi na čelnoj strani zida. Minimalna debljina stijene betonskog gravitacionog zida iznosi 0,40 m. Debljina presjeka se povećava sa dubinom sa razlikom nagiba čelne i leđne strane, koja po pravilu nije taka, da ne bi zahtijevala dodatna proširenja u obliku temeljne pete.

Betonski zidovi su iz betona C 25/30 (MB 30). Nagib donje plohe temelja je u granicama 10-20 % (1:1 – 1:5) prema zaleđu. Gornja ploha temelja ima minimalni nagib 2 % od čelne strane zida. Visina temelja na kontaktu sa stijenom zida treba da iznosi 80 % debljine stijene.

Dubina temeljenja je uslovljena sa geološkom građom tla i dubinom zamrzavanja. U slučaju da se konstrukcije izvode u vodi, minimalna dubina temeljenja iznosi 1,5 m ili se temelji ukopaju u stijensku masu u dubini 0,5 – 1,0 m. Oblikovanje podužnog toka temeljne plohe betonskih gravitacionih zidova je identičan kao kod kamenih gravitacionih zidova. Oblikovanje se izvodi u kontinuitetu do 20 % nagiba, za veće nagibe treba plohu izvesti stepenasto sa prilagođavanjem podužnom nagibu terena ispod linije temeljne plohe.


Slika 7.1: Potporni betonski gravitacioni zid nad niveletom ceste sa vertikalnom leđnom stranom

7.2: Potporni betonski gravitacioni zid pod niveletom ceste sa vertikalnom leđnom stranom



Slika 7.3: Potporni betonski gravitacioni zid sa kosom leđnom stranom i podacima za iskolčavanje

7.4: Potporni betonski gravitacioni zid sa kosom leđnom stranom i podacima za iskolčavanje


Opšta smjernica za mostove Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima 7.3 Zahtjevi za kvalitet materijala i

specifičnosti izgradnje betonskih gravitacionih zidova

Beton mora odgovarati slijedećim zahtjevima:

- kvalitet betonske mješavine je C 25/30 (MB 30)

- betonska mješavina mora se pripremiti tako da je moguće kvalitetno ugrađivanje u oplatu

- materijal za oplatu i obrada vidnih površina moraju odgovarati uslovima za vidne i nevidne betonske površine u skladu sa smjernicom PS 1.2.10.

Potrebni iskop za betonske gravitacione zidove treba predvidjeti na dužini jedne radne kampade koja je uslovljena sa vrstom tla iza zida, a iznosi 3,0 in 6,0 m. Profil iskopa je veći od presjeka zida, pošto je na zaleđu potreban dodatni iskop za postavljanje oplate i za kasnije izvođenje radova na zasipanju prostora iza zida koji se mora dobro komprimirati za što treba obezbijediti odgovarajuću radnu širinu. Temelji betonskih gravitacionih zidova izvodi se betonom C 25/30 (MB 30) u odgovarajućem geometrijskom obliku na prethodno ugrađeni sloj podbetona C 12/15 (MB 15). U koliko je temeljenje u stijeni, proširenje čela pete temelja se ne izvodi, nego se izvede samo sidranje neraširenog dijela zida u stijensku osnovu. Podbeton se takođe ne izvodi, ako se radi o čistoj podlogi temelja. Radni spoj temelja i trupa zida je stepenast sa čime se postiže veća sigurnost protiv klizanja ili se u temeljni dio ugradi sidrena armatura.

Slika 7.5: Detalj temelja betonskog zida Dužina kampade temelja prilagođava se dužini kampade zida.

Betoniranje trupa betonskih gravitacionih zidova izvodi se po izradi temeljnog dijela koji služi kao podloga za postavljanje elemenata oplate. Trup zida se izvodi po visini u jednoj ili više radnih faza što zavisi od visine betoniranog zida. Za postizanje veće stabilnosti betonskih gravitacionih zidova može se na leđnoj strani zida predvidjeti konzola. Dužina konzole po pravilu iznosi 1,0 – 1,5 m, ako se radi o zidovima većih dimenzija, konzola može biti i veća. U dijelu konzole betonskog gravitacionog zida treba predvidjeti odgovarajuće ojačanje sa armaturom na visini cca 1,0 m. Debljina konzole na spoju sa zidom min. 0,40 m, na kraju konzole min. 0,25 m. Nagib gornje plohe konzole iznosi 4 % prema zaleđu zida.

Slika 7.6: Detalj konzole betonskog zida U slučaju da se zahtjeva izrada čelne strane betonskih zidova u kamenu, onda se može izvoditi na dva načina: - sa istovremenim zidanjem kamene obloge i

betoniranjem zaleđa, - sa naknadnim oblaganjem (ne preporučuje

se za zidove na kontaktu sa tokom vode).

Slika 7.7: Detalj betonskog zida sa istovremenim zidanjem kamene obloge




Slika 7.8: Detalj betonskog zida sa naknadnim oblaganjem Kod izvođenja se dopuštaju vertikalni i horizontalni spojevi. Vertikalni spojevi se uslovljavaju sa dužinom radne kampade, horizontalni sa visinom napredovanja radova na pojedinčanoj kampadi. Horizontalne radne spojeve, čiji broj treba da je što manji, treba izvoditi stepenasto kao i spoj između temelja i trupa zida. Radni spojevi ne zahtijevaju dodatnu obradu u smislu vodonepropusnosti.

Obrada krune betonskih gravitacionih zidova najviše zavisi od toga, da li se radi o potpornoj konstrukciji koja graniči neposredno sa kolovozom ili konstrukciji koja se nalazi iznad kolovoza i podupire padinu. Krune zidova iznad kolovoza ne zahtijevaju posebne obrade. Širina krune je min. 0,40 m, mora imati poprečni pad 2 %, prema leđnoj strani na kojoj se izvodi odgovarajuća mulda za odvodnjavanje meteorne vode. U slučaju da se betonski gravitacioni zidovi izvode kao potporna konstrukcija koja neposredno graniči sa kolovozom, treba završetak krune prilagoditi obliku rubnog vijenca i hodnika. U koliko osnovna konstruktivna visina krune ne odgovara za odgovarajuće nalijeganje, onda se kruna proširi sa prepustom. Oblikovanje konzolnog prepusta izvodi se u skladu sa PS 1.2.2.

Slika 7.9: Detalj krune betonskog gravitacionog potpornog zida

Slika 7.10: Detalj krune betonskog gravitacionog potpornog zida sa konzolom.

Slika 7.11: Detalj krune betonskog gravitacionog zida



8. ARMIRANO BETONSKI

GRAVITACIONI ZIDOVI 8.1 Općenito Armiranobetonski gravitacioni zid je konstrukcija iz betona ojačanog sa armaturom koji sa svojom oblikovnom i težnosnom zasnovom i masom sudjelujećeg tla prenosi pritiske zemlje i korisnog opterećenja na temeljna tla. Zasnova konstrukcije u poređenju sa betonskim gravitacionim zidom prestavlja uštedu u debljini zida koji se u cjelosti izjednači kroz raspored dolinske ili padinske temeljne pete odnosno padinske konzole. Razlikujemo AB gravitacione zidove kao AB zidove sa temeljom na prednjoj strani i ugaone zidove tanje bez ili sa rebrima (kontrafori) i relativno širokom temeljnom pločom. AB gravitacioni zidovi upotrebljavaju se kao potporne konstrukcije, naročito na slabo nosivnim tlima. AB ugaoni gravitacioni zidovi upotrebljavaju se najviše u slučajevima u kojima se u zaleđu na novo formira nasip. Za potporne konstrukcije koje se nalaze iznad kolovoza i podupiru padinu, ugaoni zidovi se upotrebljavaju samo u izuzetnim slučajevima, pošto zahtijevaju velike iskope u padini iza zaleđa zida što treba izbjegavati. AB gravitacioni zidovi su konstrukcije izvedene iz betona min. C 25/30 (MB 30) i armature, koja se određuje na osnovu dimenzioniranja kritičnih presjeka konstrukcije. Maksimalna visina AB gravitacionih zidova iznosi 10,0 – 12,0 m, u slučaju ugaonih zidova sa rebrima, visina može biti i veća. Visina najviše zavisi od kvaliteta temeljnog tla. Upotreba AB gravitacionih zidova ne može se izbjeći u primjerima u kojima se, radi prostorskih ograničenja, ne mogu izvoditi masivni zidovi i u slučajevima kada je finansijski opravdana. AB gravitacioni zidovi upotrebljavaju se na slabijem tlu sa manjom nosivosti gdje masivne konstrukcije ne mogu udovoljiti kriteriju nosivosti temeljnog tla. U izuzetnim slučajevima se, kod slabo nosivog tla, temeljenje zida može izvesti na šipovima ili bunarima.

Ugaoni AB gravitacioni zidovi izvode se većinom kao potporni zidovi u slučajevima kada se izvode novi nasipi i gdje je zemljište za nasip ograničeno. AB zidovi su ekonomični u smislu upotrebe betona i prikladni za tla slabije nosivosti pošto velika površina temelja smanjuje pritiske na temeljna tla. Dodatno smanjenje odnosno ugodniju raspodjelu pritisaka garantuju izvedena rebra (kontrafori). Posebna konstrukcija AB ugaonih zidova su zidovi sa rebrima za ojačanje (kontrafori) na zaleđnoj strani. Ugodni su za zidove većih visina pošto se sa njihovom upotrebom smanjuju dimenzije i količina potrebne armature, naponi i deformacije. Rebra za ojačanje debljine 0,5 – 0,7 m postavljaju se na razmaku 3 – 5 m, dok se njihov oblik prilagođava dimenzijama čelne stijene i temelja. Vrh rebra je 50 – 70 cm pod nivojem nivelete puta, tako da ne ometa kolovoznu konstrukciju. Vrh zida može se izvesti bez i sa konzolom, koji se prilagođava širini bankine ili hodnika za pješake u slučajevima kada se zid nalazi na spoju sa mostom. Izvođenje nasipa u zaleđu ugaonog zida sa rebrima je otežano. Poželjno je da nasipni materijal bude kameni odnosno šljunkoviti koji se lakše komprimira. U nekim primjerima ugaoni zidovi manjih visina mogu se ojačati sa rebrima koja se nalaze sa prednje strane – vidne strane sa proširenjem temelja u tom smjeru. Ovakvi zidovi se izvode u slučajevima u kojima postoji potreba za ravnim leđnim površinama. U oblikovnom smislu za AB težnosne zidove važe slične karakteristike kao i kod betonskih gravitacionih zidova. Tako su površinsko neobrađeni AB gravitacioni zidovi radi svog izgleda (velike vidne betonske površine) naročito ugodni za lokacije kod kojih uključivanje u prirodnu okolinu nije tako značajno, odnosno za lokacije na kojima postoje već izgrađeni slični zidovi. Za ispunjavanje estetskih zahtjeva mogu se vidne površine AB gravitacionih zidova dodatno obraditi sa naknadnim oblaganjem ili sa prethodno obrađenim elementima oplate.


Slika 8.1: AB gravitacioni potporni zid sa podacima za iskolčavanje

Slika 8.2: AB gravitacioni zid sa podacima za iskolčavanje



Slika 8.3: AB gravitacioni potporni zid sa konzolom

Slika 8.4: AB gravitacioni zid sa konzolom



Slika 8.5: Ugaoni AB gravitacioni zid nad niveletom ceste sa podacima za iskolčavanje

Slika 8.6: Ugaoni AB gravitacioni zid pod niveletom ceste sa podacima za iskolčavanje



Slika 8.7: Ugaoni AB potporni zid sa rebrima za ojačanje (kontrafori) 8.2 Konstruisanje AB gravitacionih zidova AB gravitacioni zidovi konstruišu se sa nagibom čelne strane od 5:1 do 10:1 odnosno vertikalno. Nagib leđne stijene je po pravilu vertikalan. AB gravitacioni zidovi uvijek imaju raširenje u dnu konstrukcije, koji se izvodi na čelnoj strani zida. Kod ugaonih AB zidova raširenje se izvodi sa obe strane.

Slika 8.8: Oblikovanje temelja za povećanje

interakcije između zida i terena Minimalna debljina AB gravitacionog zida iznosi 0,40 m. Debljina presjeka se povećava sa visinom u odnosu na razliku između nagiba čelne i leđne strane stijene, koja ni u jednom slučaju ne može biti taka da nebi zahtijevala dodatna proširenja u obliku čelne temeljne pete, odnosno čelne i zaleđne, ako se radi o ugaonom zidu. Konstrukcija AB gravitacionih zidova je iz betona min. C 25/30 (MB 30). Nagib donje plohe temelja izvodi se u granicama 10-20 % (1:10 – 1:5) prema leđnoj strani. Nagib gornje plohe temeljnih peta je 2 % od čelne stijene odnosno leđne stijene u primjeru AB ugaonog zida. Visina temelja na kontaktu sa stijenom je jednaka debljini stijene na toj visini. Dubina temeljenja uslovljena je sa geološkom građom tla i dubinom zamrzavanja. U primjeru da se konstrukcije izvode u vodi, minimalna dubina temeljenja 1,5 m ili se temelj ukopa u stijensku masu u dubinu 0,5 – 1,0 m. Oblikovanje podužnog toka temeljne plohe AB gravitacionih zidova, identičan je kao kod kamenih ili betonskih gravitacionih zidova. Oblikovanje se izvodi u kontinuitetu do 20 % nagiba, za veće nagibe treba plohu izvoditi stepenasto sa prilagođavanjem podužnom nagibu terena ispod linije temeljne plohe.


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Opšta smjernica za mostove 8.3 Zahtjevi za kvalitet materijala i

specifičnosti izvođenja AB gravitacionih zidova

Beton mora odgovarati slijedećim zahtjevima:

- kvalitet betona C 25/30 (MB 30) - betonska mješavina mora se pripremiti

tako, da je moguće kvalitetno ugrađivanje u oplatu po principu vodonepropusnog betona

- materijali za oplatu i obradu vidnih površina, moraju odgovarati uslovima za vidne i nevidne betonske površine u skladu sa smjernicom PS 1.2.10

Potrebni iskop za AB gravitacione zidove predviđa se na dužini jedne radne kampade koju uslovljava vrsta tla zaleđa, a iznosi između 3,0 i 6,0 m. Profil iskopa je veći od presjeka zida pošto se u zaleđu izvodi dodatni iskop radi postavljanja oplate. Pored toga treba uzeti u obzir potrebu za kasnije zasipavanja na leđnoj strani zida koji se mora komprimirati sa strojevima koji zahtijevaju odgovarajuću radnu širinu. AB ugaoni gravitacioni zidovi obično se upotrebljavaju za naknadnu izgradnju nasipa iza njih, tako da je iskopavanje u zaleđu minimalno. Temelji AB gravitacionih zidova izvodi se iz betona C 25/30 (MB 30) u odgovarajućom geometrijskom obliku na sloju podbetona iz C 12/15 (MB 15), čija debljina iznosi min. 10 cm. Podložni beton se ne izvodi u primjeru čiste podloge temelja. Radni spoj temelja sa stijenom može se izvesti ravno pošto armatura sprečava pojavu eventualnog klizanja.

Slika 8.9: Detalj temelja AB gravitacionog zida Betoniranje stijene izvodi se po završetku temeljnog dijela, koji služii kao podloga za postavljanje elemenata oplate. Stijena se izvodi u jednoj ili više radnih faza što zavisi od visine.

Za postizanje veće stabilnosti AB gravitacionih zidova može poslužiti konzola na zaleđnoj stijeni. Dužina konzole je 1,0 – 1,5 m, a može biti i veća ako se radi o većim zidovima. Debljina konzole na spoju sa zidom mora biti min. 0,40 m, na kraju konzole pa min. 0,25 m. Nagib gornje plohe konzole iznosi 4 % prema stijeni zida.

Slika 8.10: Detalj AB gravitacionog zida U slučaju da se zahtijeva izrada čelne strane betonskog zida u kamenu, onda se ona može izvesti samo sa naknadnim oblaganjem (ne upotrebljava se za zidove na kontaktu sa tokom vode).

Slika 8.11: Detalj AB gravitacionog zida sa zaleđnom konzolom Kod izvođenja dozvoljavaju se vertikalni i horizontalni spojevi. Vertikalni spojevi su uslovljeni sa dužinom radne kampade dok su horizontalni sa napredovanjem radova po visini i usvojenom visinom kampade. Radni spojevi zahtijevaju odgovarajuću obradu u smislu vodonepropusnosti. Izrada dilatacijskih, radnih i navideznih spojnica obrađena je u smjernici PS 1.2.9. Obrada krune AB gravitacionog zidova zavisi da li se radi o potpornoj konstrukciji koja neposredno graniči sa kolovozom ili se radi o konstrukciji koja podupire padinu. Krune potpornih zidova koji podupiru padinu ne


Opšta smjernica za mostove Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima zahtjevaju posebnu obradu. Širina krune je min. 0,40 m, prečni nagib mora biti 2 % prema zaleđnoj strani na kojoj se izvodi mulda za odvodnjavanje meteorne vode. Ako se AB gravitacioni zid izvodi kao potporna konstrukcija, koja neposredno graniči sa kolovozom, onda se priključak krune mora prilagoditi obliku rubnog vijenca i hodnika koji se u krunu sidra. U koliko širina krune nije dovoljna za oslanjanje, onda se mora proširiti sa konzolnim prepustom.

Slika 8.12: Detalj krune potpornog AB gravitacionog zida

Slika 8.13: Detalj krune potpornog AB gravitacionog zida 9. GEOSTATIČKA ANALIZA

GRAVITACIONIH ZIDOVA Geostatička analiza mora se temeljiti na geološko geomehaničkim terenskim i laboratorijskim ispitivanjima te na prostorsko urbanističkim, saobraćajnim, geodetskim, putnim, hidrološko hidrotehničkim, klimatskim i seizmološkim podacima. Geostatička analiza je samostalni dio koji u zavisnosti od geotehničke zahtjevnosti dokazuje granična stanja nosivosti, upotrebljivosti i trajnosti.

U narednim tačkama detaljnije su prestavljena granična stanja nosivosti, postupci proračuna po preporukama prEN 1997-1. 9.1 Granična stanja nosivosti

U geostatičkoj analizi gravitacionih zidova obrađuju se sva granična stanja nosivosti za sve projektne situacije (stalne, privremene i vanredne projektne situacije) u toku građenja, upotrebe, održavanja i u vanrednim situacijama za ukupni vijek trajanja konstrukcije: - gubici globalne stabilnosti

o početno stanje (stabilnost lokacije predviđene konstrukcije prije početka izgadnje) o stabilnost prilaznih puteva o stabilnost privremenih iskopa o stabilnost radnih platoa o stabilnost među stanja o globalna stabilnost konstrukcije o stabilnost padine iznad i ispod

konstrukcije - lom tla radi iscrpljene nosivosti - klizanje temelja - prevrtanje - rušenje konstrukcijskih elemenata ili

rušenje na spoju tih elemenata - kombinovano rušenje tla i konstrukcijskih

elemenata - pomjeranje konstrukcije koja nastaju kao

posljedica prekomjernog opterećenja konstrukcije ili zbog uticaja susjednih objekata.

- rušenje radi strujanja podzemne vode - rušenje radi hidrostatičkog loma tla - rušenje radi ispiranja sitnih frakcija - rušenje radi nastajanja praznih prostora na

granici između slojeva ili uz konstrukciju.

Kod dokazivanja graničnih stanja nosivosti naročito treba uzeti u obzir:

- promjene nivoa podzemne vode i pornih pritisaka sa vremenom i prostorom,

- nedozvoljena propusnost ispod i kroz konstrukciju

- mijenjanje karakteristika tla sa vremenom i krajem

- mijenjanje veličine i kombinacije uticaja - iskopi i erozije ispred konstrukcije - zasipavanje iza konstrukcije, - učinak eventualno planiranih objekata u

blizini, predviđena dodatna opterećenja i rasterećenja,

- pomjeranja tla radi slijeganja tla, smrzavanja i sličnih uzroka.


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Opšta smjernica za mostove Uticaji sila leda i valova ne uzimaju se istovremeno.

Opterećenja nastaju prije svega od: - pritiska tla iz zaleđa,

- težine konstrukcije, Kod analize stabilnosti lokacije potporne kosntrukcije treba uzeti u obzir slijedeće uzroke za gubitak stabilnosti:

- dodatna opterećenja (npr. saobraćaj, težina objekata),

- hirostatički pritisci, - valovi i sile leda, - gubitak globalne stabilnosti tla i okolnih

objekata - poniranje, - sile od udara vozila,

- nedozvoljena pomjeranja tla kao posljedica smičućih deformacija, slijeganja ili vibracija

- temperaturni uticaji, - potresno opterećenje.

- rušenje radi unutrašnje ili vanjske erozije - rušenje radi hidrostatičkog loma ili uzgona Projektne vrednosti uticaja Ed i projektne

vrijednosti odpora Rd određuju se sa parcijalnim faktorima:

- oštećenja ili gubitak upotrebljivosti susjednih zgrada, puteva ili vodotoka radi pomjeranja tla,

- rušenje koje nastupi kao posljedica klizanja ili prevrtanje krutih kamenih blokova,

- γF parcijalni faktor za uticaje Frep, - γE parcijalni faktor za učinak uticaja E ,

- potres. - γM parcijalni faktor za osobine materijala X, - γR parcijalni faktor za odpore R. 9.2 Postupak dokazivanja graničnih stanja

nosivosti Statička analiza po prEN 1997.1 predviđa tri načina (pristup 1, 2 i 3), koji se među sobom razlikuju po kombinaciji parcijalnih faktora za uticaje, otpore i karakteristike materijala. Parcijalni faktori su navedeni u dodatku A uz normu prEN 1997.1 za konstrukcijska granična stanja STR i geotehnička granična stanja GEO. Za nesidrane gravitacione potporne konstrukcije primjenjuju se vrijednosti iz slijedećih tabela:

Opšta jednačina za kontrolu graničnih stanja nosivosti je:

udud RE ,, ≤ (9.1) Ed,u = aktivni projektni uticaj u razmatranom graničnom stanju Rd,u= uporedljivi projektni odpori, koji se

aktiviraju u razmatranom graničnom stanju

- A.2.1 za uticaje ili njihove učinke - A.2.2 za karakteristike materijala - A.2.3.5, A.2.3.6 za odpore

Tabela 9.1: Parcionalni faktori za uticaje (γF) ili učinke uticaja (γE) prEN 1997-1, A.2.1

Niz VRSTA OPTEREĆENJA Oznaka A1 A2

neugodna 1.35 1.0 STALNA ugodna

γG1.0 1.0

neugodna 1.5 1.3 PROMJENLJIVA ugodna

γQ0 0

Tabela 9.2: Parcijalni faktori na karakteristike tla (γM), prEN 1997-1, A.2.2

Niz KARATERISTIKA Oznaka M1 M2

Ugao smicanja (*, **) γϕ 1.0 1.25 Kohezija (*) γc 1.0 1.25

Nedrenirano na odpornost γcu 1.0 1.4 Jednostavna odpornost γqu 1.0 1.4

Zemenljiva težina γσ 1.0 1.0 * drenirano stanje ** sigurnost na tan (ϕ)




Tabela 9.3: Parcijalni faktori za odpore ( γR )za potporne konstrukcije, prEN1997-1, A.2.3.5

Niz ODPOR Oznaka R1 R2 R3

Nosivost γRv 1.0 1.4 1.0 Klizanje γRh 1.0 1.1 1.0 Otpor tla γRe 1.0 1.4 1.0

Tabela 9.4: Parcijalni faktori za odpore (γR) za kliznu i globalnu stabilnost, prEN 1997-1, A.2.3.6

Niz OTPOR Oznaka R1 R2 R3

Otpor tla γRe 1.0 1.1 1.0 Tabela 9.5: Račun uticaja i odpora po prEN 1997-1

Pristup 1 Pristup 2 Pristup 3 Projektna vrijednost rezultante uticaja Ed,U E(Frep · γF, Xk / γM, ad)

γE · E (Frep, Xk, ad) or

E(Frep · γF, Xk, ad)

E (Frep · γF, Xk / γM, ad) or

γE · E (Frep · γF, Xk / γM, ad) Projektna vrijednost rezultante odpora Rd,U

E(Frep · γF, Xk / γM, ad) R(Frep, Xk, ad) / γR R(Frep · γF, Xk / γM, ad)

Kombinacija niza faktora A1-M1-R1 and A2-M2-R1 A1-M1-R2 A1 or A2-M2-R3

Primjedba Provjeriti obe kombinacije

A1 za konstrukcijske uticaje A2 za geotehničke uticaje

Pristup 1 zahtjeva kontrolu sa dvije kombinacije faktora sa izuzetkom slučaja u kome jedna od kombinacija nije kritična. Kod prve kombinacije uzimaju se parcijalni faktori za sve uticaje po A1. Parcijalni faktori za karakteristike tla su γM = 1 (M1), dok su uticajni faktori otpora γR = 1 (R1). U drugoj kombinaciji parcijalni faktori su γF = 1 (A2), sa izuzetkom za promjenljivo neugodno opterećenje γF = 1,3. Za karakteristike tla M2 upotrebljavaju se parcijalni faktori, dok su parcijalni faktori odpora isti kao kod prve kombinacije γR = 1 (R1). U pristupu 2 upotrebljavaju se propisani parcijalni faktori na pojedinačne uticaje, njihove učinke i odpore, dok se za karakteritike tla upotrebljavaju karakteristične vrijednosti. Pristup se naziva i pristup uticajima (učincima) i otporima. Kod pristupa 3 upotrebljavaju se propisani parcijalni faktori za pojedinačne uticaje ili njihove učinke, koje preuzrokuju konstrukcije i drugi uticaji koji ne proizilaze iz pritisaka zemlje. Kod proračuna uticaja i odpora, koji proizilaze iz potisaka tla, primijenjuju se parcijalni faktori za karakteristike tla. Pristup se naziva pristup uticaja (učinaka) i materijalnih faktora. Dobivene vrijednosti materijalnih osobina tla su rezultati terenskih i/ili laboratorijskih ispitivanja, dok su karakteristične vrijednosti

izabrane na osnovu dobivenih vrijednosti izabrane i odlućujuće (računske) vrijednosti materijalnih osobina. Karakteristične vrijednosti mogu biti više ili manje od dobivenih. U proračunu se upotrebljava najneugodnija kombinacija viših i nižih vrijednosti. Karakteristične vrijednosti mogu se odrediti i sa statičkom analizom ili na osnovu iskustava stečenih pri rješavanju sličnih problema na susjednim ili sličnim lokacijama. Projektne vrijednosti geotehničkih parametara Xd izračunavaju se iz karakterističnih vrijednosti: Xd = Xk / γM (9.2) gdje su: Xk karakteristična vrijednost parametra, γM djelomični faktor sigurnosti za materijal Podaci o geometriji uključuju nivo i nagib planuma, nivo vode, granice pojedinih slojeva, njihovu debljinu i oblik, geometriju iskopa, oblik konstrukcija i slične druge podatke. Projektne vrijednosti podataka i geometrije ad izračunava se: ad = anom ± Δa (9.3) anom geometrijski podatak Δa sigurnosna geometrijska mjera

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Opšta smjernica za mostove Manja odstupanja u geometriji ukljućuju još i faktore γF i γM, radi čega se, u dosta slučajeva, može zanemariti dodatna geometrijska sigurnost u koliko nema znatnijeg uticaja na rješenje. Kada se pasivni odpor uzima u obzir, onda se ispred konstrukcije smanjuje kota tla za 10% visine konstrukcije ispod kote iskopa, ali to smanjenje ne može biti veće od 0,5 m.

- nivo vode i poniranje podzemne vode - veličine i smjerovi pomjeranja konstrukcije - ravnoteža sila u horizontalnom i

vertikalnom smjeru za konstrukciju u cjelosti

- krutost konstrukcije i potpornog sistema - ugao trenja između tla i konstrukcije Različiti autori predlažu različite jednačine za proračun u kojima se gore navedeni uticaji različito uzimaju. U slučaju vertikalnog zida i glatkog spoja između zidova i tla, upotrebljavaju se Rankinove jednačine, koje uzimaju u obzir uticaj karakteristike smicanja i napetost zaleđa. Coulombova teorija punog nagiba zaleđa uzima u obzir nagib potporne konstrukcije i trenje između konstrukcije i tla, dok ne uzima u obzir koheziju tla. Za konkretan slučaj se, u pogledu veličine pojedinih uticaja, odlučuje koji će se način proračuna primijeniti.

Kod kontrole klizanja, osim uobičajenih kontrola:

dpdd RRH ,+≤ (9.4)

ddd VR δtan⋅= drenirano stanje (9.5)

ducd cAR ,⋅= nedrenirano stanje (9.6) potrebno je, u slučajevima u kojima zrak ili voda dostigne visinu spoja temelja i gline u nedreniranom stanju, provjeriti još i: U donjoj tabeli prikazana su minimalna

relativna pomjeranja konstrukcije za aktiviranje aktivnih i pasivnih pritisaka zemlje za nekoherentna tla.

dd VR ⋅≤ 4.0 (9.7) U jednačinama 9.4 – 9.7 oznake su: Za pasivni pritisak zemlje vrijednosti u

zagradama važe za relativna pomjeranja koja su potrebni za aktiviranje polovice pasivnih pritisaka. U koliko se tlo nalazi ispod nivoa podzemne vode, onda relativna pomjeranja za pasivni odpor moraju se povećati za 1,5 – 2 puta od vrijednosti iz tabele.

Hd projektna vrijednost uticaja horizontalne komponente Vd projektna vrijednost uticaja vertikalne komponente δd ugao trenja između tla i konstrukcije Rp,d projetkna vrijednost pasivnog odpora Ac površina temelja opterećenog na pritisak cu,d projektna vrijednost nedrenirane odpornost na smicanje Rd projektna vrijednost odpora na smicanje 9.3 Pritisci tla

Kod gravitacionih zidova kod kojih se pomjeranja ne aktiviraju radi uticaja pritiska tla ili su minimalna, onda se uzimaju u obzir horizontalna opterećenja na konstrukciju koja nastaju od pritiska tla iza zaleđa kao mirni pritisci tla po. Kada se aktiviraju pomjeranja konstrukcije, onda se uzimaju aktivni pritisci tla pa, ako se konstrukcija odmiče od tla, odnosno pasivni pritisci tla pp kada se konstrukcija primiče prema tlu. Aktivni pritisak tla manji je od mirnog pritiska, dok je pasivni veći:

ka < k0 < kp Na veličinu i nagib pritisaka tla utiču sledeći

faktori: - karakteristike tla na smicanje - efektivni vertikalni naponi - dodatno opterećenje - nagib površine terena - nagib zida u odnosu na vertikalu


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Opšta smjernica za mostove Tabela 9.6: Potrebna relativna pomjeranja za aktiviranje aktivnih i pasivnih pritisaka zemlje

Aktivni pritisak Pasivni pritisak Rastresita tla Gusta tla Rastresita tla Gusta tla Oblik pomjeranja

va / h (%) va / h (%) vp / h (%) vp / h (%)

0.4 – 0.5 0.1 – 0.2 7 (1.5) – 25 (4) 5 (1.1) – 10 (2)

0.2 0.05 – 0.1 5 (0.9) – 10 (1.5) 3 (0.5) – 6 (1)

0.8 – 1.0 0.2 – 0.5 6 (1) – 15 (1.5) 5 (0.5) – 6 (1.3)

0.4 – 0.5 0.1 – 0.2

va = pomjeranje zida sa aktiviranjem aktivnih pritisaka zemlje h = visina zida

vp = pomjeranja zida za aktiviranje pasivnog pritiska zemlje h = visina zida

Pasivni odpori ispred temelja gravitacionih potpornih konstrukcija uzimaju se u obzir samo u slijedećim primjerima: - aktiviraju se odgovarajuća pomjeranja

konstrukcije, - materijal se neće iskopavati (ostaje

prirodan teren) - za čitavo vrijeme može se garantovati

odgovarajuća zbijenost i kvalitet tla, koja je uzeta u proračunu,

- neće doči do rastresitosti tla, ispiranja ili slabljena karakteristika radi uticaja podzemne vode ili nepovoljnih klimatskih prilika

- neće nastati fuga od skupljanja tla na spoju između temelja i tla.

9.3.1 Mirni pritisak zemlje Mirni pritisak zemlje po računa se iz vertikalnih efektivnih napona σ' po jednačini:

00 kp ⋅′= σ (9.8)

Za vodoravna i normalna konsolidovana tla važi jednačina (Jaky):

)( ϕsin10 −=k (9.9) za prekonsolidovana tla po jednačini:

)( OCRk ⋅−= ϕsin10 (9.10)

pri čemu je ϕ ugao unutrašnjeg trenja tla, a OCR faktor prekonsolidacije. Ako je zaleđe nagnjeno pod uglom β u odnosu na horizontalu, onda se koeficient mirnog pritiska tla k0,β (za horizontalnu komponentu) računa po:

)( ββ sin10,0 +⋅= kk (9.11) 9.3.2 Aktivni i pasivni pritisak zemlje po

Rankinu Rankinove jednačine za aktivni pritisak zemlje pa i pasivni odpor pp su:

( ) aaa kckp ⋅⋅−⋅⋅′= 2cos βσ (9.12)

( ) ppp kckp ⋅⋅+⋅⋅′= 2cos βσ (9.13)

Koeficient aktivnog pritiska zemlje ka i koeficient pasivnog pritiska zemlje kp računaju se po jedinačinama:

222

coscoscoscos

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ −−=

ϕϕββ

ak (9.14)

222

coscoscoscos

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ −+=

ϕϕββ

pk (9.15)


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Opšta smjernica za mostove Ako se radi o ravnom zaleđu (β=0)onda se jednačine pojednostave na:

ckkp apa ⋅⋅−⋅′= 2σ (9.16)

ckkp ppp ⋅⋅+⋅′= 2σ (9.17)

( )2/45tan 2 ϕ−°=ak (9.18)

( )2/45tan2 ϕ+°=pk (9.19)

U ovima jednačinama je ϕ ugao unutrašnjeg trenja tla, c kohezija, σ' efektivni vertikalni naponi i β nagib terena zaleđa. Na slici 9.1 prikazan je tok aktivnih i pasivnih pritisaka na vertikalni zid sa ravnim zaleđem i homogenim sastavom tla za nekoherentna tla (ϕ ≠ 0, c = 0) i koherentna tla (ϕ ≠ 0, c ≠ 0).

Slika 9.1: Diagram aktivnih i pasivnih pritisaka Coulombove jednačine za aktivni i pasivni pritisak su:

aa Kp ⋅′= σ (9.20)

pp Kp ⋅′= σ (9.21)

)(

)( )( )()( )(

2

2

2

coscossinsin1coscos

cos

⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞

−⋅+−⋅+

++⋅

−=

βαδαβϕδϕδαα

αϕAK (9.22)

)(

)( )( )()( )(

2

2

2

coscossinsin1coscos

cos

⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞

−⋅−+⋅+

−−⋅

+=

βαδαβϕδϕδαα

αϕPK (9.23)

U koliko je zaleđe ravno (β = 0), vertikalan zid (α = 0) i glatku površinu δ=0, pojednostave se jednačine za koeficiente aktivnog i pasivnog pritiska zemlje i prelaze u proste Rankinove izraze:

( )2/45tan 2 ϕ−°=aK (9.24)

( )2/45tan 2 ϕ+°=pK (9.25)

U jednačinama Coulombove teorije, oznake su slijedeće: σ’ = efektivni vertikalni naponi ϕ = ugao unutrašnjeg trenja zemlje β = nagib zaleđa α = nagib zida δ = ugao trenja između zida i tla Na slici 9.2 prikazani su predznaci za nagib površine terena, dok su na slici 9.3 prikazani uticaji nagiba zida i trenja između tla i konsolidacije na smjer rezultante pritiska zemlje.



Slika 9.2: Nagib zaleđa i zida

Slika 9.3: Primjer uticaja zida na nagib rezultante pritiska zemlje

Na slici 9.4 prikazana su tri različita gravitaciona zida i uticaji oblika na glavna opterećenja – težina zida Gzid, težina zemlje iznad pete i konzole Gzem i pritisci zemlje Ea (aktivni) i Ep (pasivni). Pasivni pritisak prikazan je samo na prvom primjeru zida. Kod zida sa konzolom u tački T efektivni vertikalni naponi padnu na vrijednost σ' v = 0 kPa, što ima za posljedicu da se na toj dubini ponište vrijednosti aktivnog pritiska zemlje. Na visini h1 uz pretpostavku linearne raspodjele dostiže se linija aktivnog pritiska zemlje, kao što je prikazano na slici (9.4c). Visina h1 zavisi od dužine konzola Lk i ugla unutrašnjeg trenja ϕ: h1 = lk ⋅ tan(45°+ ϕ/2) (9.26)

Slika 9.4: Opterećenja gravitacionog zida


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Opšta smjernica za mostove 10. ODVODNJAVANJE I ZASIPANJE

ZALEĐA GRAVITACIONIH ZIDOVA Poglavlje odvodnjavanja razmatra slijedeće četiri tematske grupe: - odvodnjavanje voda zaleđa - odvodnjavanje površinskih voda - zasipanje (zatrpavanje) zaleđa zida - zasipavanje i čuvanje čela zida (prednje

strane).

10.1 Odvodnjavanje voda zaleđa 10.1.1 Općenito U tlu iza zida može biti prisutna podzemna voda, procjedne brdske vode, a mogu se nalaziti i akumulacije sa brdske strane zida. Ako su potporni zidovi izgrađeni u vodi, onda se moraju uzeti u obzir različiti nivoi voda u koritu, a sa time i nepovoljni uticaji u zaleđu zida. Ako se uticaj prisustva vode u zaleđu ne sprečava, onda se u zaleđu konstrukcije pojavljuju dodatni pritisci vode uz istovremeno smanjenje otpora tla na smicanje zasutog klina iza zida. Za sprečavanje nepovoljnog djelovanja pritiska vode, potrebno je uraditi efikasno i odgovarajuće odvodnjavanje vode iz zaleđa gravitacionih zidova. Zasnivanje drenažnog sistema, koji prestavlja uslov za efikasno odvodnjavanje zaleđa, zavisi od hidrogeoloških i geomehaničkih karakteristika tla, oblika krivulje procjeđivanja, propusnosti tla, hemijskog sastava te opasnosti unutrašnje erozije u nasipu ili prirodnom tlu iza zaleđa. Djelovanju sila toka vode iza zaleđa, najbolje se suprostavljaju kose drenaže koje su sa takvim položajem gotovo neizvodljive. Za pravilan položaj drenažnog sloja treba uzeti u obzir i činjenicu da do povećanja aktivnog pritiska tla radi pritiska strujanja vode, može nastupiti samo kada je podzemna voda stalno prisutna (stacionarna voda) na visini koja prouzrokuje te pritiske. Pritisak na gravitacioni zid se povećava u slučajevima kada, zbog naglih padavina, dolazi do velikog dotoka vode koju izvedena drenaža ne može blagovremeno odvesti. 10.1.2 Način izrade drenažnih slojeva Drenažni sistem mora obezbijediti dovoljan odvod vode iz zaleđa da konstrukcija ni u tom

slučaju ne bude ispostavljena dodatnom pritisku od zadržavanja vode u zaleđu. Drenažni sistem je sastavljen iz: - drenažnog ili filterskog sloja - neprekinute drenažne cijevi koja je

ugrađena po dužini drenažnog sloja i odvodi vodu u odvodnik.

Kod izvođenja drenažnih sistema u zaleđu zidova, jako važno je, da li se radi o potpornoj konstrukciji kod koje će se naknadno izvoditi zasip u zaleđu ili se radi o potpornoj konstrukciji u usjecima sa stabilnim prirodnim zaleđem.

Slika 10.1: Moguće varijante lociranja drenažnog sloja u zaleđu gravitacionog zida (1 - koherentna tla u zaleđu – prirodna ili nasuta, 2 - nepropusna temeljna tla) Imajući na umu, da se drenažni sistemi rijedko ili se uopšte neodržavaju, pošto su često nedostupni, potrebno je, kod dimenzioniranja filtriranja, predvidjeti učinak smanjenja filtriranja zbog taloženja minerala i sitnih čestica u toku procjeđivanja. U slučaju da se drenažni sloj izrađuje iz nekoherentnog sipkog materijala, onda mora ispunjavati slijedeće kriterije:


Opšta smjernica za mostove Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima - mora biti filtersko stabilan - mora imati vodopropusnost granulacijski

dobro sastavljenog šljunka - ako se posebno ne proračunava kapacitet,

onda debljina drenažnog sloja mora biti 40 – 80 cm.

U slučaju da se denažni sloj izvodi u kombinaciji sa podlogom iz filterskog geotekstila, onda se isti mora ugraditi neposredno po kosini odkopanog prirodnog terena, dok se međuprostor do leđne površine zida ispunjava sa šljunkovito-kamenim materijalom, koji omogućava svoj procjednoj vodi da prođe do drenažne cijevi koja se nalazi na dnu filterskog sloja i po kojoj otiče voda do sabirnog odvodnika. Ovako izabran položaj filtera spriječava unutrašnju eroziju u prirodnom terenu. Nedostatak geotekstilne podloge jeste njena osjetljivost na prisustvo mineralnih rastvora u procjednoj vodi, koji prouzrokuju začepljenje. Ako se radi o područjima koja su bogata sa mineralnim rastvorima, onda se upotreba geotekstila ne preporučuje. Kao varijantno rješenje, posebno za vertikalne drenažne slojeve, je upotreba drenažnog betona. Prednost drenažnog betona je jednostavno ugrađivanje pošto nije potrebno zbijanje što prestavlja veliku prednost kod zidova koji se nalaze uz padine sa zaleđem u kome je ograničen iskop, a istovremeno obezbijeđuje odgovarajuću čvrstoću.

Slika 10.2: Izrada drenaže sa kamenim nabačajem ili šljunkom okrugle granulacije 1 - iskop, 3 – beton ispune, 4 – kameni nabačaj ili šljunak, 5 – drenažna cijev dmin = 20 cm)

Odrediti: - debljinu filterskog sloja e - filterski materijal Upotreba: kod potpornih zidova u brdovitom terenu i grubom šljunkovitom materijalu sa kojim se izvodi zasipanje zaleđa.

Slika 10.3: Izrada drenaže sa jednoslojnim filterom 1 - iskop, 2 – zasip, 3 – beton za ispunu, 5 – drenažna cijev dmin = 20 cm, 6 – filter

Slika 10.4: Izrada drenaže sa filterom iz dva sloja 1 – iskop, 2 – zasip, 3 – beton za ispunu, 5 – drenažna cijev dmin = 20 cm, 7 – normiran filter 1, 8 – normiran filter 2


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Opšta smjernica za mostove Odrediti: - debljina filterskog sloja e - filterski materijal Upotreba: kod šljunkovitog ili pjeskovitog materijala sa kojim se vrši zasipanje. Odrediti: - debljine filterskih slojeva 1 i 2 - filterski materijal Upotreba: za fino zrnata glinovita tla.

Slika 10.5: Izrada drenaže sa drenažnim betonom 1 – iskop, 3 – beton ispune, 5 – drenažna cijev dmin = 20 cm, 9 – drenažni beton, 10 – šljunkoviti materijal okrugle granualcije 30 – 50 cm) Upotreba: u svim slučajevima u kojima se zahtijeva da filter mora dokazati određenu odpornost. Kod izbora filterskog materijala treba uzeti u obzir činjenicu da filter treba da obavlja hidrostatičku i mehaničku funkciju. Ujedno filter mora spriječiti unutrašnju eroziju nevezanih kamnitih mineralnih zrna u tlu, koji graniči sa filterom, a istovremeno mora obezbijeđivati dovoljnu vodopropusnost. Materijali, koji dolaze u obzir za izradu filtera, mogu se razvrstati u slijedeće grupe: - jednofrakcijski nevezani kameni materijali ili

materijali sa dobro raspoređenom granulacijom kao što su pijesak i šljunak;

- hidraulično ili bitumensko povezani

materijali (filteri ili drenažni beton); agregat za beton je iz jedne frakcije, dok se filter izvodi u monolitnom ili prefabrikovanom obliku;

- filterski geotekstil. Za filter se može reći, da obavlja dobro svoju funkciju, ako je voda, koja otiće kroz sloj nevezanih kamnitih zrnastih materijala sa povećavanjem propusnosti, čista i otiće u dovoljnoj količini. Na dijagramu (slika 10.6) prikazane su krivulje prosijavanja za pojedine vrste tla na osnovu kojih treba izabrati odgovarajući tip filtera. - tla sa krivuljom prosijavanja u zoni A

spadaju u kategoriju male do neznatne ugroženosti u smislu unutrašnje erozije. Kod ove kategorije tla filter ima više mehaničku nego hidrauličku funkciju;

- prah, pješčani prah i fini pijesak – područje zone B prestavljaju tla koja su podložna velikim unutrašnjim erozijama, posebno su ugrožena tla sa jednofrakcijskom granulacijom,

- tla sa krivuljom prosijavanja u zoni C po pravilu ne zahtijevaju filterski sloj nego samo odgovarajuću veličinu rupa u plaštu drenažne cijevi.

Slika 10.6: Područja krivulja prosijavanja za tla tipa A, B i C 10.1.3 Odvod vode iz drenažnog sloja Za odvod vode, koja prolazi kroz filterski sloj, treba u najnižoj tački ugraditi podužne drenažne cijev. Cijevi mogu biti perforirane betonske, cijevi iz filterskoga betona ili drenažne cijevi iz umjetnog materiala (obično PVC). Perforacija obično zauzima 1/3 do 1/2 gornjeg oboda cijevi. Minimalni promjer cijevi je 200 mm, Ako se očekuje opasnost pojavljivanja krečnjačke obloge onda promjer cijevi treba povećati (upotreba PVC cijevi sa stanovišta sprečavanja krečnjačkih naslaga najugodnija). Minimalni nagib u podužnom smjeru je 1 %.


Opšta smjernica za mostove Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Za dobro održavanje protočnosti drenažnih cijevi potrebno je na udaljenosti 50 – 70 m (u zavisnosti od konfiguracije) predvidjeti kontrolne šahtove za reviziju promjera 80 cm (u zavisnosti od dubine šahta). Drenažnu cijev treba ugraditi na posteljicu iz podbetona, koji u poprečnom smjeru treba da se prostire po čitavoj širini filtera do iskopane zemlje prirodnog tla. Sa odgovarajućim nagibom podbetona postiže se oticanje vode u drenažnu cijev. Podbeton obuhvata perforiranu cijev do visine rupa u cijevi. Debljina betonske posteljice zavisi od prilika na terenu, ali ne smije biti manja od 20 cm.

Slika 10.7: Podužni profil odvodnjavanja zaleđa zida 1 perforirana betonska cijev, 2 betonska mulda ili kanaleta, 3 kontrolni šaht drenaže, 4 betonska cijev, dmin = 30 cm, 5 površina terena, 6 priključak na odvodnik Ispusti u zidu (cijevi za procjeđivanje – barbakane) mogu se upotrijebiti samo kod kontaktnog betoniranja padine koje imaju mali dotok vode i prestavljaju jedini drenažni element ovakvih zidova. Svi navedeni primjeri upotrebljavaju se u slučaju kada je dno temelja gravitacionog zida u nepropusnom tlu u kome nije moguće oticanje voda iz zaleđa kroz temeljna tla. U koliko se dno temelja gravitacionog zida nalazi u propusnom tlu, a zasip iza gravitacionog zida se izvodi sa nepropusnim materijalom, onda se odvodnjavanje vode iz zaleđa može izvesti bez drenažnih cijevi u zaleđu. U tom slučaju je sasvim dovoljno da se filterski sloj direktno poveže sa propusnim rašćenim tlom.

U koliko se zasipanje zaleđa gravitacionog zida izvodi sa propusnim materijalom, ne mora se izvoditi filterski sloj iza zida, dok je postavljanje drenažne cijevi na dnu zida neophodno samo u slučaju nepropusnog temeljnog tla. Gravitacioni zidovi uz vodne tokove ispostavljeni su čestim promjenama nivoa vode u vodotocima. Podizanje nivoa vode na prednjoj strani zida ima za posljedicu podizanje vode i u zaleđu. Za efikasno izravnavanje nivoa vode sa obe strane zida, potrebno je ugraditi mrežu cijevi u gravitacioni zid, a zasip iza zida uraditi iz materijala koji ima dobru drenažnu sposobnost. Za dio zaleđa važe prethodno dati podaci vezani za dreniranje zaleđa uz poštivanja činjenice da se podužna drenažna cijev ne izvodi, nego se izvodi odgovarajuća mreža procjednih cijevi (barbakan) u zidu (maksimalni razmak 2,0 m, min. promjer 120 mm). Detalj zasipavanja oko cijevi za procijeđivanje vode mora se izvesti iz kamenog materijala okruglog oblika. Odvodnjavanje konzola izvodi se sa dranažnom cijevi, koja se polaže na spoju konzole i zida. Procjedna voda zbog izvedenog nagiba od 4 % prema zidu, dotiče do drenažne cijevi koja se poveže sa ostalim sistemom odvodnjavanja vode iza zaleđa zida. 10.2 Odvodnjavanje površinskih voda Odvodnjavanje površinskih voda sa padine iza zida spriječava procjeđivanje te vode u drenažni sloj iza zida i smanjuje njegovo opterećenje. Površinska voda se može hvatati sa običnim elementima za odvodnjavanje kao što su mulde, kanalete ili obloženi jarkovi. Ovi elementi se preko odgovarajućih sabirnih šahtova sa pjeskolovom, spajaju na sistem odvodnjavanja koji je odvojen od drenažnog sistema. Pjeskolovi se izvode tako, da im je prilaz što lakši i održavanje što jednostavnije. Preporučuje se i zasađivanje zaleđa krune, sa grmljem koji je veliki potrošač vode. Elemente odvodnjavnaja površinskih voda sa zaleđa treba, na krajevima gravitacionih zidova, zaključiti i povezati sa odvodnjavanjem ceste. Izvedeno stanje mora obezbijediti zaštitu protiv erozije slobodnog dijela padine.



Slika 10.8: Odvodnjavanje bez mulde – za nagibe terena do 5 % sa malim doticanjem vode (1 šljunkovite okrugle frakcije 30-50 cm, 2 filter, 3 zatravljena površina zaleđa)

Slika 10.9: Odvodnjavanje sa travnatim jarkom – za nagibe terena od 5 % do 12 % sa srednjim dotokom vode (2 filter, 3 humzirana površina zaleđa)

Slika 10.10: Odvodnjavanje sa muldom – za nagibe terena od 5 % do 12 % sa većim dotokom vode (2 filter, 3 zatravljena površina zaleđa, 4 mulda)

Slika 10.11: Odvodnjavnaje sa kanaletom – za nagibe terena veće od 12 % sa velikim dotokom vode (2 filter, 3 zatravljena površina zaleđa, 5 kanalete)

10.3 Zasipi iza zaleđa Veliki dio oštećenja gravitacionih zidova posljedica su nestručnog zasipavanja, obično se u području neposredno uz zid zasipni materijal previše zbije. Kod potpornih zidova preporučuje se slijedeći postupak: - zatrpavanje treba izvoditi u slojevima

debljine do 30 cm i zbijati sa lakim srestvima za komprimiranje,

- zbijanje može početi tek nakon odmicanja 1 m od leđne strane zida, a nastavlja se u smjeru od zida

- gornji metar zasutog materijala se komprimira do samog zida

- konstantnu debljinu jednoslojnog ili dvoslojnog filtera treba obezbijediti sa izvlačenjem graničnih dasaka ili lima

- gornju površinu zasipa treba prekriti sa slojem slabo propusne zemlje.

Slika 10.12: Detalj zatrpavanja gravitacionog potpornog zida (1 filter, 2 zona bez zbijanja širine 1,0 m, 3 pažljivo zbijena zona, 4 slabo propusna zemlja) Kod potpornih zidova mora se zasuti materijal u zaleđu zida dobro komprimirati zbog postizanja dovoljne nosivosti i što manjih slijeganja. Jače komprimiranje ima za posljedicu manju propusnost. Zasip potpornih gravitacionih zidova koji osiguravaju padinu razlikuje se od zasipa potpornih zidova koji osiguravaju trup puta po zapremini, koja je po pravilu mnogo veća.


Opšta smjernica za mostove Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Priključak zaleđnog zasipavanja može se izvesti na dva načina: - potporna konstrukcija izvodi se u cjelosti

prije početka građenja nasipa; izgradnja nasipa ili zasipa izvodi se naknadno u slojevima po čitavoj širini nasipa sa direktnim priključenjem na zid potporne konstrukcije; u ovom slučaju slojevi se izvode u polovini debljina, a zbijanje se vrši sa lakšim strojevima za komprimiranje; ako se nasip radi iz koherentnog materijala, onda se uz zid izvodi 1 m širok pojas iz odgovarajućeg filterskog materijala koji se brine za odvodnjavanje vode iz zaleđa (slika 10.13) i u slučaju da se gradi nasip iz nekoherentnog dobro propusnog materijala, filterski sloj (G) uz zaleđe zida nije potreban, ugrađuje se samo stabilna drenažna cijev za odvod procjedne vode (slika 10.14).

Slika 10.13: Priključak nasipa iz koherentnog zemljanog materijala za potpornu konstrukciju (1 iskop, 2 – nasip iz koherentnog materijala, 3 – koherentni nepropusni materijal, 5 – drenažna cijev, 6 – filter) - potporna konstrukcija je odmaknuta od

prirodnog zaleđa ili nasipa; u ovom slučaju zasipavanje iza zida izvodi se u obliku klina; ako je zasipni klin iz propusnog materijjala onda je izrada filtera potrebna samo u izuzetnim slučajevima i to na granici između prirodnog materijala ili izgrađenim nasipom i zasipnim klinom iz nekoherentnog i za vodu dovoljno propusnog materijala (slika 10.15); ako se zasipni klin izvodi iz koherentnog materijala onda je potrebno izvođenje drenažnog sloja (filtera) uz zid potporne konstrukcije (slika 10.16)

Slika 10.14: Prikjučak nasipa iz nekoherentnog zemljanog materijala ka dograđenoj potpornoj konstrukciji (1 – iskop, 2 – zasip iz nekoherentnog materijala, 3 – koherentni nepropusni materijal, 5 – drenažna cijev)

Slika 10.15: Zasipni klin iz nekoherentnog materiala (1 – iskop, 2 – zasip iz nekoherentnog materiala, 3 – koherentni nepropusni material, 5 – drenana cijev, 6 – filter, po potrebi)

Slika 10.16: Zasipni klin iz koherentnog materiala i jednoslojnim filterom (1 – iskop, 2 – zasip iz koherentnog materiala, 3 – koherentni nepropusni material, 5 – drenažna cijev, 6 – filter)


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Opšta smjernica za mostove Praktična iskustva kod izvođenja zaleđnih zasipavanja, su pokazala, da je najjednostavnija i najkvalitetnija izrada zasiipnog klina iz nekoherentnih šljunkovito pjeskovitih materiala koji ne zahtijevaju izgradnju dodatnog filtera za odvod procjedne vode.

Značajnu ulogu kod izvođenja zasipavanja ima samo zbijanje zasutog materiala. Od načina zasipavanja i zbijanja u velikoj mjeri zavisi oblik dijagrama napona odnosno položaj hvatišta rezultante. Slabo zbijanje može prouzrokovati prekomjerna pomjeranja zidova. 10.4 Čelno zasipavanje i osiguranje

Zasuti materijal ispred čelne strane temelja, djelomično i po visini zida treba na odgovarajući način komprimirati u zavisnosti na predviđenu upotrebu površine iznad čelnog zasipavanja. Preporučuje se komprimiranje na 92 - 98 % zbijenosti po standardnom Proctorovom postupku.

U slučaju da je čelna strana gravitacionog zida ispostavljena vodenim tokovima, onda se zasipavanje iznad temelja izvodi na način koji će sprečavati uticaje erozije toka vode. Zasipavanje se izvodi sa većim komadima kamena, veličine 0,5 m odnosno 0,1 m3. Kameni blokovi moraju se međusobno dobro uklještiti, pošto povezivanje sa betonom nije poželjno.

Slika 10.17: Detalj obezbijeđenja čelne strane temelja gravitacionog zida na kontaktu sa vodenim tokovima (temeljenje u nekoherentnom temeljnom tlu).

11. OPŠTI POSTUPCI IZGRADNJE

GRAVITACIONIH ZIDOVA U poglavlju su obrađeni postupci, koje treba uzeti u obzir kod građenja svih vrsta gravitacionih zidova kako bi se obezbijedila sigurnost, odgovarajući kvalitet, izgled i upotrebljivost izgađene konstrukcije. Projektant, na osnovu prethodno pribavljenih geomehaničkih i drugih karakteristika terena, zasnuje konstrukciju gravitacionog zida. Kod zasnivanja konstrukcije treba uzeti u obzir: - pouzdanost - upotrebljivost - uslove izgradnje - ekonomičnost - estetski izgled odnosno prirodne

karakteristike lokacije U tehničkom dijelu projektne dokumentacije treba pripremiti odgovarajuća obrazloženja za date podloge, izbore konstrukcije, dokaze stabilnosti i moguće postupke izgradnje. Projektant konstrukcije u tehničkom izvještaju i geomehaničar u geološko-geomehaničkim izvještaju moraju upozoriti na sve posebne karakteristike i detalje, na koje mogu naletiti izvođači u toku izvođenja radova (lokacije klizišta, dotok podzemnih voda, maksimalne lokalne nagibe kosina privremenih ukopavanja). Na osnovu prethodno dobivenih geomehaničkih i hidrauličkih podataka mora projektant provijeriti potrebu i odabrati odgovarajuće mjere za osiguranje stabilnosti predviđenih građevinskih zahvata. Kada su u pitanju zahvati onda treba razlikovati nove zahvate u prostor kojima se mora obezbijediti odgovarajuća stabilnost i zahvate vezane za sanacije sa kojima se mora obnoviti porušena stabilnost već izvedenih građevinskih intervencija ili prirodnih stanja. Faza, koja slijedi izboru konstrukcije, je provjeravanje da li se izabrana konstrukcija može izvesti na predviđenoj lokaciji. Pored izvedenih analiza stabilnosti i izrađenih nacrta, projektant je obavezan da izradi i odgovarajuće provjere okvirnih tehnološkh ishodišća za građenje zida. Kod tehnoloških ishodišća treba analizirati sve postupke, koji su potrebni za izgradnju određenog gravitacionog zida. Treba predvidjeti:




- moguće prilazne puteve - radne platforme za građenje - tehnolgiju izvođenja zemljanih radova sa

odgovarajćim osiguranjem - zaštitu na faktore, koji ometaju građenje

(uticaji vodotoka, voda zaleđa) - obezbijeđenje odvijanja saobraćaja i

funkcionisanje ostalih infrastrukturnih tokova

- obavezne tehnološke postupke pri pojedinim fazama građenja

- definiciju odgovarajućih detalja i rješenja povezana za te detalje

- zahtjevi vezani za tekuće praćenje kvaliteta materijala i izvođenja radova

- zahtjeve za praćenje geodetske kontrole - mogućnost kasnijeg održavanja. Izrada gravitacionih zidova sastavljena je iz više faza, koje su međusobom povezane i moraju pratiti pravilan redoslijed izvođenja. Izvođenje faza treba uskladiti i sa mogućim drugim objektima, koji su u vezi sa izvođenjem gravitacionog zida. Kod planiranja treba posebno uzeti u obzir pojedinačnu sigurnost izrade predmetnog i susjednih objekata te sigurnost i stabilnost čitavog područja sa stanovišta povezanosti i mogućnosti izgradnje svake pojedinačne faze. Izvođački i tehnološki elaborat, radi svoje specifičnosti, izrađuje izvođač radova prije početka izvođenja. Tehnološki elaborat mora osigurati projektom predviđeni oblik, kvalitet i trajnost konstrukcije uz poštivanje svih zahtjeva u vezi sa obezbijeđenjem sigurnosti i zdravlja pri radu. Svaka enentualna odstupanja od projektnih rješenja dozvoljena su samo uz pismenu saglasnost naručioca i odgovornog projektanta. Pristupni put do radnih platoja mora omogućavati pouzdan i siguran transport radne snage i materijala. Trasa pristupnog puta mora biti sagrađena i utvrđena tako, da njena upotreba ne prouzrokuje nikakve uticaje na stabilnost kosina usjeka i nasipa puta. Širine puta treba prilagoditi terenskim uslovima i vrsti transportnih srestava odnosno mehanizacije, ali ne treba biti uži od 3,0 m. Radni plato za građenje mora biti dovoljno širok, da omogućava kvalitetan i siguran rad. Kod širine radnog platoa treba uzeti u obzir potrebnu širinu za postavljanje elemenata oplate, njihovo podupiranje i čuvanje, postavljanje radnih skela te potrebnu radnu

širinu za upotrebu građevinske mehanizacije. Odvodnjavnaje prilaznih puteva i radnih platoa mora se odmah urediti, da ne bi došlo do nestabilnosti na području gradilišta i optećenja navedenih površina. Kod iskopa temelja gravitacionih potpornih zidova treba uzeti u obzir projektna rješenja. Otvaranje građevinske jame može se izvesti najviše u dužini jedne radne kampade, odnosno maksimalno u obimu koji dozvoljava projekat. Iskop zaleđa treba izvoditi u takvom obimu koji obezbijeđuje odgovarajuću stabilnost iskopane kosine. U slučaju da izvođač mora, iz objektivnih razloga, izvesti iskop u većem nagibu od nagiba koji je po projektu propisan, onda se mora pobrinuti za odgovarajuću zaštitu, koja obezbijeđuje istu sigurnost. Ove promjene mora ovjeriti odgovorni projektant. U slučaju temeljenja u vodi treba predvidjeti odgovarajuću zaštitu od tokova vode. Zaštita mora obezbijeđivati sigurnost radnog platoa uz istovremeno sprečavanje štetnih uticaja toka vode na konstruktivne elemente zida. Prije izvođenja podbetona, iskopanu građevinsku jamu mora preuzeti odgovorni geomehaničar, koji u slučaju odstupanja od projektom predviđenih karakteristika temeljnog tla propisuje odgovarajuće mjere (zamjena slabo nosivog tla sa zasipom ili mršavim betonom, upotrebu drugih mehanskih ili kemijskih postupaka za poboljšanje tla). Za geometrijski pravilno izvođenje temeljenja zaduženi su izvođači i odgovorni nadzorni organ. U slučaju temeljenja na prirodnoj podlozi potrebno je dubinu usjeka u stjenovitu – brdsku podlogu prilagoditi kvalitetu tla. Najmanje ukopavanje u stjenovito tlo mora biti 0,50 m. Prije betoniranja mora se površina stijenske mase dobro očistiti u cilju postizanja što boljeg spajanja temelja i stijenske podloge. Privremene kosine kod izgradnje potpornih zidova, prije svega u prekonsolidovanim prirodnim materijalima, koji u slučaju padavina upijaju vodu sa čime izgube znatan dio odpornosti i mogu postati nestabilni, treba obezbijeđivati sa zaštitnom nepropusnom folijom. U slučaju potencijalne lokalne nestabilnosti (prije svega u mekim stijenama) treba kosine zaštititi sa brizganim betonom i pasivnim sidrima.



Kod postavljanja oplate za gravitacioni zid treba voditi računa o upustvima iz projekta koji se odnose na upotrebu odgovarajućeg kvaliteta elemenata za oplatu. Kvalitet upotrebljene oplate zavisi od položaja strane zida i dodatne obrade vidnih površina. Armatura AB gravitacionih zidova ugrađuje se prema projektu. Pri polaganju armature treba paziti na zaštitni sloj betona, koji mora iznositi na zasutim površinama 5 cm, kod nezasutih 4,5 cm. Za obezbijeđenje zaštitnih slojeva obavezna je upotreba distancera koji se rade iz materijala koji imaju iste karakteristike kao beton (betonski ili iz betonskih vlakana). Betoniranje gravitacionih zidova može odpočeti tek nakon preuzimanja armature koju obavlja nadzorni organ. Preporučuje se betoniranje sa što manjim brojem radnih spojeva. U koliko su ti spojevi neophodni iz tehnoloških razloga ili visine zida, onda treba i radne spojeve uraditi kao vodonepropusne. Sučeljene spojnice između pojedinih kampada izvode se u skladu sa smjernicom PS 1.2.9. Posebnu pažnju treba posvetiti slučajevima kod kojih nastupa nejednaka nosivost tla za pojedine kampade. U takvim slučajevima obavezno se izvodi zub pošto u suprotnom primjeru postoji velika vjerovatnoća da će doći do pomjeranja između pojedinih kampada. U primjeru izrade potpornih gravitacionih zidova koji se nalaze ispod kolovoza, onda se konstrukcije izvode po kampadama do visine krune. Završni dio objekta koga prestavlja odgovarajući rubni vijenac sa zaštitnom ogradom izvodi se u cjelosti kao završna faza. Zasipni materijal iza zaleđa ugrađuje se u skladu sa opisanim postupcima. Izrada zasipa sa odgovarajućim komprimiranjem može se izvoditi tek nakon postizanja dovoljne čvrstoće betona ugrađenog u gravitacioni zid. Svi elementi odvodnjavanja na leđnoj strani gravitacionih zidova moraju se izvesti u skladu sa propisanim postupcima. Njihovo zasipanje se dozvoljava tek nakon potvrde nadzornog organa da su urađeni u skladu sa projektom.

12. PRAĆENJE, OBEZBJEĐENJE

KVALITETA I ODRŽAVANJE GRAVITACIONIH ZIDOVA

12.1 Praćenje i obezbjeđenje kvaliteta u

toku građenja Za obezbjeđenje kvalitetnog i sigurnog gravitracionog zida moraju se ispuniti uslovi u pogledu angažovanja osposobljenog izvođača i odgovarajućeg stručnog nadzora. Međusobna saradnja, izvođača i nadzora je uslov da se izgradnja obavlja po pravilnom redoslijedu koji jamči odgovarajući kvalitet i ispunjavanje terminskih planova izgradnje. Zadatak odgovornog nadzornog organa je da obavlja nadzor na:

- da se gravitacioni zid gradi u skladu sa ovjerenom i revidovanom projektnom dokumentacijom,

- da se u projekt za izvođenje odmah unose sve promjene i dopune koje nastaju u toku građenja i da se sa takvim promjenama slaže investitor i projektant

- da je kvalitet ugrađenih građevinskih i drugih proizvoda, instalacija, tehnoloških naprava i opreme te upotrebljeni postupci potvrđeni sa odgovarajućim dokazima,

- da izgradnja protječe u skladu sa dogovorenim rokovima i terminskim planom.

Odgovorni nadzorni rogan mora svakodnevno upisivati zapažanja u građevinski dnevnik. Osnovni uslov za pravilan položaj u prostoru dimenzija gravitacionog zida je pravilno i na odgovarajući način izvršeno iskolčavanje karakterističnih točaka gravitacionog zida. Iskolčavanje obavlja odgovorni geometar izvođača radova. Primopredaja iskolčavanja izvodi se zapisnički, koga ovjerava odgovorni geometar, odgovorni prestavnik izvođača i nadzorni inžinjer. U okviru preuzimanja građevinske jame potrebno je provjeriti eventualna odstupanja stvarnog stanja od stanja koji je predviđen projektnom dokumentacijom. Preuzimanje obavlja odgovorni nadzorni inžinjer za građevinske radove i odgovorni geomehaničar. U koliko su odstupanja tolika da zahtijevaju promjene, onda iste mora potvrditi odgovorni projektant na osnovu podataka koje su pripremili odgovorni geomehaničar i izvođač radova.



Kod izgradnje gravitacionih zidova mora se obezbijediti praćenje izgradnje u skladu sa važećim zakonskim odredbama. Osim odgovornog nadzornog inženjera i odgovornog geomehaničara, preporučljivo je i prisustvo odgovornog projektanta u obliku projektantskog nadzora. Nadzor prati pravilnost postavljanja oplate, pravilan izbor materijala za oplatu, ugrađivanje armature sa posebnom pažnjom u pogledu kontrole zaštitnih slojeva betona. Potrebna je kontrola izvođenja radnih i dilatacijskih spojeva, privremenih mjera u toku građenja u cilju osiguranja sigurnosti i zdravlja pri radi. Posebnu pažnju nadzor treba posvetiti izvođenju elemenata za odgodnjavanje i ostalih dijelova konstrukcije koji su izgrađeni, a nakon izgradnje nisu vidni. Sve dijelove koji se zasipavaju mora nadzorni organ, prije izvođenja zasipavanja, preuzeti i pismeno potvrditi sa upisom u građevinski dnevnik. U toku izgradnje stalno treba voditi evidenciju o eventualnim promjenama i dopunama rješenja iz projektne dokumentacije. U toku praćenja i evidentiranja potrebno je obavještavati i projektanata dokumentacije izvedenih radova. U cilju efikasnog praćenja izgradnje i pravilnosti u tehničkoj dokumentaciji prikazanih radova, preporučuje se, da se za ovaj dio tehničke dokumentacije na samom početku izvođenja radova izabere i projektant, koji će se brinuti za izradu projekta izvedenih radova. U toku preuzimanja gravitacionog zida treba provjeriti usklađenost geometrije i kvaliteta ugrađenih materijala sa projektnom dokumentacijom objekta. Neophodno je ustanoviti da li je objekat izrađen na način, koji osigurava sigurnu upotrebu u predviđenom roku trajanja objekta i njegovu usklađenost sa izdatom građevinskom dozvolom. 12.2 Održavanje gravitacionih zidova

Pored kvalitetno izvedenih radova, održavanje objekta spada u uslove koji garantuje sigurnost upotrebe i trajnost konstrukcije.

Osnova za kvalitetno održavanje objekta je odgovarajuća i stručna osposobljenost izvođača radova na održavanju objekta te prethodno izrađen projekat održavanja u kome su navedene sve specifičnosti svakog

objekta za koje izvođač održavanja mora posvetiti pažnju.

Za obezbijeđenje efikasnosti održavnaja potrebno je da izvršilac radova, pored opštih odredbi i upustava, uzme u obzir i specifičnosti pojedinih konstrukcija.

Projekat za održavanje i eksploataciju, koga treba izraditi izvođač radova, prestavlja sistematično uređen zbir slikovnog gradiva, nacrta i teksta, koji određuju pravilne intervencije za upotrebu i održavanje gravitacionog zida sa svim pomoćnim objektima i instalacija koja su u njegovom sastavu.

U projektu održavnaja treba navesti sve karakteristične dimenzije konstrukcije, sistem odvodnjavanja te opis i položaj eventualno ugrađenih instalacija. Podatke treba navesti u obliku odgovarajućih crteža i dodatnih objašnjenja u tekstualnom obliku. Ako treba pri nekoj konstrukciji, obratiti posebnu pozornost određenim detaljima ili dijelovima, onda te činjenice treba posebno navesti.

Sastavni dio projekta održavanja je i nulti snimak ugrađenih repera za praćenje deformacija, koje izvođač ugrađuje na projektom predviđena mjesta. Važniji poslovi kod održavanja gravitacionih zidova su:

- redovna mjerenja ugrađenih repera i upoređenje sa nultim mjerenjem, u koliko izmjerena pomjeranja prelaze vrijednost 5 mm, onda mjerenja treba izvoditi češće,

- čišćenje elemenata odvodnjavanja zaleđnih i površinskih voda: drenažni sistemi, odvodni sistemi, kanalizacije, površinsko odovdnjavanje u vidu jaraka, mulda i koritnice treba očistiti od nečistoće i osigurati dobru protočnost; posebnu pažnju navedenim elementima treba posvetiti u jesen i proljeće,

- čišćenje objekta poslije završetka zime,

- kontrola pojavljivanja eventualnih pukotina koje su posljedica izvanrednih događanja (prirodne nesreće u obliku potresa, visoke vode, pojava klizišta, saobraćajne nesreče) ili su nastale kao posljedica grešaka koje do sada nisu otkrivene, odnosno zbog starenja objekta.



Kontrolisanje omogućava uspostavljanje određenog nivoa redovnog održavanja te uočavanje i odklanjanje nedostataka koje mogu prouzrokovati veća oštećenja sa većim štetama.

Kontrolisanje – nadzor se sastoji iz slijedećih aktivnosti:

- obavljanje pregleda, - izrada izvještaja, - programiranje intervencija za održavanje i sanaciju, - kontrola kvaliteta izvedenih intervencija na

održavanju i sanaciji Pregledi se dijele prema vremenu i funkciji na:

- tehnički pregled (pri predaji objekta), - tekući pregledi (uz obilazak trase) - redovni pregledi nakon istega jedne godine

po tehničkom preglledu - redovni pregledi svake 2 godine, - glavni pregledi svake šeste (6) godine i

nakon prolaska garancije, - izvanredni pregledi (poslije izvanrednih

događanja), - detaljni pregledi (sa posebnom

namjenom). U garantno vrijeme se pregledi (osim tekućih) obavljaju sa znanjem zvođača odnosno davaoca garancije. O datumu obavljanja pregleda mora biti obaviješten davalac garancije. U garantnom vremenu je izvođač održavanja dužan organizovati izvanredni pregled odmah nakon saznanja o nastanku izvanrednog događanja. 12.2.1 Tehnički pregled (početni, prvi

pregled uz predaju objekta) Tehnički pregled se izvodi u skladu sa važećim Zakonom o izgradnji objekata. Obavlja ga pristojni organ koji je izdao građevinsku dozvolu. Pri pregledu se konstatuje sledeće: - da li je objekat izveden u skladu sa

građevinskom dozvolom, - da li se iz dokaza o pouzdanosti objekta

može zaključiti, da je objekat izveden u skladu sa građevinskim propisima koji se obavezno primjenjuju u toku građenja,

- da li se iz dokaza o pouzdanosti objekta može zakjučiti, da su u toku građenja primijenjene sve mjere koje će spriječiti odnosno smanjiti na najmanju mjeru uticaje, koje može prouzrokovati objekat sam po sebi odnosno sa upotrebom u svojoj okolini,

- da li su instalacije, tehnološke naprave i

ostala oprema kvalitetno ugrađene, da li ispunjavaju propisane parametre uzimajući u obzir tehnološki proces, sigurnost i zdravlje pri radu, sigurnost pred požarom i čuvanje okoline,

- da li postoji odgovarajući dokaz o pouzdanosti objekta, koji je urađen u skladu sa odredbama Zakona o izgradnji objekata,

- da li su upustva za održavanje i upotrebu objekta urađena u skladu sa odredbama Zakona o izgradnji objekata,

- da li je u skladu sa geodetskim propisima urađen geodetski nacrt novoga stanja zemljišta i novo izgrađenih objekata. Potrebno je napraviti nulti nivelmanski zapisnik o očitavanju repera, koga treba priložiti uz projekat održavanja. 12.2.2 Tekući pregledi Tekuće preglede obavljaju ophodari puta uz redovni obilazak trase najmanje jedanput mjesečno. Termin: Najmanje jednom mjesečno u okviru obilaska trase.

Namjena: Ustanoviti i odstraniti one greške koje ugrožavaju saobraćaj.

Obseg i način: Vizualno uočavanje grešaka na opremi objekta (ograda, odvodnjavanje, eventualna korozija) te odklanjanje manjih nedostataka (prije svega u smislu čišćenja). Dokumentacija: O izvedenim pregledima vodi se pismena evidencija u knjigi održavanja objekta, u slučaju većih grešaka i oštećenja potrebno je obavijestiti nadložnog upravitelja puta. Izvođač pregleda: Putni ophodar – srednja stručna sprema i položen kurs za ophodara – kontrolora. 12.2.3 Redovni pregledi Termin: Prvi redovni pregled izvodi se u prvoj godini po tehničkom prijemu objekta, ostali redovni pregledi izvode se svake dvije godine, osim ako je u istoj godini na redu glavni pregled.



Namjena: Pregledati sve dijelove opreme i nosivog sistema, koji su dostupni bez posebnih naprava. Namjena mu je da se otkriju sve pojave koje ugrožavaju sigurnost saobraćaja, te oštećenja ili štetne pojave na kosntrukciji koja mogu ugroziti sigurnost, upotrebljivost i trajnost objekta. Obseg: - ustanoviti sve promjene na čitavom objektu

od zadnjega pregleda, - ustanoviti stanje objekta i pojedinih

sklopova sa razlikom u pogledu početnog stanja kvaliteta,

- izvesti mjerenja mogućih većih deformacija na objektu,

- izvesti visinsku i situacionu povezanost repera te rezultate unijeti u pripremljeni reperski obrazac,

- predlagati eventualne mjere za dodatno ispitivanje,

- pregledati mjere održavanja Način: Radovi se izvode vizualno ili jednostavnijim ispitivanjima (sklerometriranjem, kucanjem, geodetskim mjerenjem). Oprema za mjerenje: Kontrola kvaliteta betona se određuje sa sklerometrima. Pomjeranja repera treba mjeriti sa geodetskim instrumentom ili metodama koje osiguravaju tačnost ± 1 mm. Dokumentacija: Obavezno se vodi zapisnik o pregledu. Upisuju se opšti podaci, stanje objekta i njegovih sklopova (opreme i nosive konstrukcije) sa predviđenim odgovarajućim mjerama. Izvođač pregleda: Ekipa pod vodstvom stručnjaka sa visokom stručnom spremom, položenim stručnim ispitom i odgovarajućom praksom. U garantnom roku, pregledima treba prisustvovati i prestavnik izdavača garancije. 12.2.4 Glavni pregled Termin: Svakih 6 godina i nakon isteka garancije. Namjena: Cilj i sadržaj pregleda je isti kao kod redovnih pregleda, s tim da je obim pregleda povećan. Potrebno je pregledati i teže dostupna mjesta za što se moraju upotrijebiti odgovarajuće naprave za pristup (stojeće ili viseće skele ili posebno vozilo sa platformom ili košarom).

Odkopavanje zasutih površina izvodi se samo u slučaju kada postoji sumnja za oštećenja koja su mogla nastati zbog prodiranja vode, pojave deformacija, pukotine i sličnih pojava. Kod svakog glavnog pregleda treba izvršiti merenja repera, a izmjerene visine unijeti u reperski obrazac. Izvođač pregleda: Ekipa pod vodstvom stručnjaka sa visokom školskom spremom, položenim stručnim ispitom koji je posebno osposobljen za preglede i ocjenjivanje gravitacionih zidova. Prema potrebi sarađuje i stručna institucija koja obavlja specijalna mjerenja i ispitivanja. 12.2.5 Izvanredni pregledi Vrše se uz ili po pojavi izvanrednih stanja kao što su:

- elementarne nesreće (potres, izvanredni dotoci vode, visoke vode, izvanredne temperature, požar na objektu ili u njegovoj neposredni blizini),

- teže saobraćajne nesreće i udari vozila u objekat,

- ako se u toku redovnog ili glavnog pregleda ustanovi pomjeranja reperskih tačaka za više od 5,0 mm; u tom slučaju se intenzitet mjerenja povećava na vremenski period 6 mjeseci, odnosno 4, 3 ili 1 mjesec što zavisi od veličine prirasta pomjeranja.

Obseg i cilj pregleda zavisi od vrste i obsega oštećenja odnosno razloga za pregled. 12.2.6 Detaljni pregled Detaljni pregled služi kao osnova za ocjenu stvarnog kvaliteta i sigurnosti cijele konstrukcije ili kao osnova za način rehabilitacije objekta. Pregled se izvodi u slijedećim slučajevima:

- ako postoji dvoumljenje u odgovarajući kvalitet, nosivost ili sigurnost,

- kada se očekuju povećana opterećenja ili izvanredni tereti,

- ako su redovni i glavni pregledi ustanovili potrebu za izvođenja rehabilitacije objekta,

- ako su u pitanju sutski sporovi ili drugi slični slučajevi.

Obseg i sadržaj detaljnog pregleda zavisi od uzroka koji zahtijevaju njegovo izvođenje. Težište pregleda je na vizualnom pregledu objekta i na konkretnim ispitivanjima konstrukcije (statičko i dinamičko ispitivanje)



te ispitivanjima karakterističnih dijelova konstrukcije i njenih materijala. Pregled obavlja stručna institucija koja posjeduje opremu i stručnjake za potrebe ispitivanja te znanje za pravilno tumačenje rezultata. U izvještaju se moraju navesti rezultati svih vanrednih mjerenja i predviđeni odgovarajući zaključci. 12.3 Radovi na održavanju Velika opterećenja sa pritiscima zemlje, saobraćajna opterećenja, pojave erozije i mjere za održavanje voznog stanja puteva (solenje) su uzroci koji gravitacione zidove svrstavaju u kategoriju opterećenih objekata. Smanjenje nabrojenih uticaja ima bistveni značaj za vijek trajanja objekta. Uz radove za održavanje spadaju, pored čišćenja objekta i opreme, zamjene istrošenih dijelova opreme i svi oni radovi koji ne zadiru u konstrukciju objekta. Obim radova na održavanju (osim redovnog čišćenja) određuje se na osnovu prije nabrojanih pregleda. O održavanju objekta mora izvršilac voditi knjigu održavanja, u koju se upisuju sva događanja na objektu (obavljeni radovi na održavanju, pregledi, posebni prevozi i drugi značajni dogotki). Knjiga se mora dostaviti u garantnom roku i isporučiocu garancije. Svaki objekat treba da ima svoj karton evidencije, koji sadrži slijedeće osnovne podatke: - naziv objekta, - ime i prezime projektanta, - broj projekta, - naziv izvođača objekta, - godina izgradnje objekta, - naziv upravljača objekta, - godišnji plan tekućih pregleda sa rubrikom

u kojoj se vidi kada su bili izvedeni pregledi,

- naziv odgovorne osobe za tekuće preglede i tekuće radove na održavanju.

Sa primjećivanjem oštećenja na objektu, mora služba za održavanje odmah obavijestiti upravitelja objekta, a u garantnom roku i izvođača objekta. 12.3.1 Redovno čišćenje objekta Redovno čišćenje objekta uključuje generalno čišćenje dva puta godišnje (u proljeće i u jesen) te dodatno čišćenje na

poziv ophodara puta, ako radovi na čišćenju prevazilaze njegove vlastite mogućnosti. Datum i obim redovnog čišćenja unosi se u kartoteku objekta. Proljećno čišćenje Obavlja se po završetku zimske sezone pluženja i posipavanja, odnosno solenja i to u slijedećem obimu: - pranje površina ispostavljenih solenju, - čišćenje drenaža, - čišćenje kanalizacije iza i ispred zida - čišćenje površinskih elemenata

odvodnjavanja (jarci, mulde, koritnice) - čišćenje kolovoznih površina,

odstranjivanje pijeska u području konstrukcije,

- čišćenje struge vodotoka uz objekat, - čiščenje dilatacija, - čišćenje saobraćajne opreme i opreme za

osiguranje saobraćaja. Jesensko čišćenje Obavlja se pred zimsku sezonu, a sadrži

slijedeće radove: - čišćenje drenaža, - čišćenje kanalizacije ispred i iza zida, - čiščenje ispusta drenaže za zidom, - čišćenje površinskih elemenata

odvodnjavanja (jarci, mulde, koritnice) - čiščenje kolovozne površine (ulje, odpaci,

lišće i druga vegetacija) - čišćenje struge vodotoka uz objekat - čišćenje okoline objekta (odstrnajivanje

rastinja) - čišćenje dilatacija Zimsko čišćenje Kod pluženja snijega u zimskom periodu mora se snijeg u cjelosti odstraniti sa objekta. Svakodnevno topljenje neodstranjenog snijega izaziva štetna zamakanja konstrukcije, koje u saradnji sa soli povećava koncetraciju klorida i nepovoljno utiče na konstrukciju. Za uklanjanje snijega mora se izabrati najugodniji termin da se ne bi, radi nasilnog uklanjanja smrzutih ostataka, napravila dodatna oštećenja na objektu. 10.3.2 Dodatno čišćenje Izvodi se na poziv ophodara puta i odklanjaju uzroci poziva (saobraaćajne nezgode, prirodne nepogode i slično).




PROJEKTANTSKA SMJERNICA (PS 1.3.4) Poglavlje 4: SIDRENI POTPORNI ZIDOVI I KONSTRUKCIJE

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Sidreni potporni zidovi


U V O D

Sidreni zidovi su savremene geotehničke konstrukcije, koje omogućavaju planiranje i izgradnju puteva u zahtjevnim geomorfološkim uslovima i urbanim naseljima. U pogledu veličine i cijene sidreni zidovi bistveno utiču na vrijeme i troškove građenja, sigurnost i funkcionalnost saobraćaja te prihvatljivost planiranih intervencija u prostor sa vidika ekologije i zaštite okoline.

Upotreba sidrenih zidova za osiguranje ukopa u toku izgradnje puteva je relativno efikasna i česta, posebno radi pouzdanosti i sigurnosti te mogućnosti izbora alternativnih rješenja u zavisnosti od zahtjevanog stepena osiguranja.

Obrađena Smjernica za projektovanje 1.3.4 podijeljena je u devet poglavlja. Osim uvodnog dijela, detaljno su obrađeni izbor i zasnivanje, projektovanje, geotehnička analiza, građenje i nadzor u toku građenja, obezbjeđenje kvaliteta i održavanje sidrenih zidova.

U posebnom poglavlju (9) obrađena su geotehnička sidra. Sidra prestavljaju specijalan i ekstremno delikatan element sa područja geotehničkih konstrukcija. Nalaze se u tlu radi čega se, zbog svoje nedostupnosti, ne mogu direktno kontrolisati. Tla su heterogena, nedovoljno poznata, a po pravilu sadrže i vodu u kojoj se često nalaze agresivne materije. Ova Smjernica uzima u obzir savremeno stručno i teoretsko znanje, geomehaničara, projektanata i izvođaća. Povezana je na važeće propise i standarde sa područja građevinarstva, kao i evropske norme za geotehničko projektovanje.

Sidreni potporni zidovi Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima


S A D R Ž A J 1. PREDMET PROJEKTANTSKE SMJERNICE ..............................................................................5 2. REFERENTNI NORMATIVI ..........................................................................................................5 3. TUMAČENJE IZRAZA ..................................................................................................................6 4. IZBOR I ZASNIVANJE SIDRENIH ZIDOVA.................................................................................7

4.1 Sidreni blokovi .....................................................................................................................9 4.2 Sidrene vertikalne grede .....................................................................................................9 4.3 Sidrene vertikalne grede sa ispunom..................................................................................9 4.4 Sidrene horizontalne grede .................................................................................................9 4.5 Sidreni roštilj........................................................................................................................9 4.6 Sidreni roštilj sa ispunom ..................................................................................................10 4.7 Sidreni zidovi .....................................................................................................................11 4.8 Posebni sidreni zidovi građeni od gore prema dole ..........................................................12 4.9 Sidreni zidovi od bušenih šipova.......................................................................................12

5. KONSTRUISANJE SIDRENIH ZIDOVA .....................................................................................14 5.1 Općenito ............................................................................................................................14 5.2 Konstrukcije sidrenih blokova............................................................................................16 5.3 Konstrukcije sidrenih vertikalnih greda .............................................................................16 5.4 Konstrukcije iz vertikalnih sidrenih greda sa ispunom ......................................................19 5.5 Konstrukcije sidrenih horizontalnih greda .........................................................................19 5.6 Konstrukcije sidrenih roštilja..............................................................................................20 5.7 Konstrukcije sidrenih roštilja sa ispunom ..........................................................................20 5.8 Konstrukcije sidrenih zidova..............................................................................................23 5.9 Posebne konstrukcije sidrenih zidova građenih od gore prema dole ...............................23 5.10 Konstrukcije zidova od šipova...........................................................................................27

6. GEOTEHNIČKA ANALIZA SIDRENIH ZIDOVA.........................................................................33 6.1 Granična stanja nosivosti ..................................................................................................34 6.2 Granično stanje upotrebljivosti ..........................................................................................35 6.3 Modeliranje tla i sidrenih zidova ........................................................................................35

7. IZRADA SIDRENIH ZIDOVA ......................................................................................................38 7.1 Općenito o izradi sidrenih zidova ......................................................................................38 7.2 Posebne specifičnosti pri izradi pojedinih tipova sidrenih zidova .....................................39 7.3 Izgradnja zidova od bušenih šipova..................................................................................39

8. PRAĆENJE, OBEZBJEĐENJE KVALITETA I ODRŽAVANJE SIDRENIH ZIDOVA..................42 8.1 Praćenje i obezbjeđenje kvaliteta u toku građenja............................................................42 8.2 Održavanje sidrenih zidova...............................................................................................43 8.3 Radovi na održavanju .......................................................................................................46

9. GEOTEHNIČKA SIDRA..............................................................................................................47 9.1 Vrste i sastav geotehničkih sidara.....................................................................................47 9.2 Faktori opterećenja i materijalni parcijalni faktori po Eurocode 7 .....................................48 9.3 Testovi za ocjenjivanje nosivosti geotehničkih sidara.......................................................49 9.4 Način djelovanja geotehničkih sidara................................................................................49 9.5 Prenos sile sidrenja u temeljna tla ....................................................................................51 9.6 Izrada geotehničkih sidara ................................................................................................51 9.7 Upotreba geotehničkih sidara ...........................................................................................53 9.8 Zaštita geotehničkih sidara ...............................................................................................54




SMJERNICE Smjernica je namijenjena svim učesnicima u procesu planiranja, projektovanja, građenja i održavanja sidrenih zidova. Cilj projektantske smjernice je prestavljanje i analiza opštih geotehničkih, konstruktorskih, tehnoloških i organizacijskih saznanja, koji mogu bistveno uticati na tok investicijskog procesa, zasnivanje, konstruiranje, građenje i održavanje sidrenih zidova. Sadržaj projektantske smjernice osigurava povezivanje teoretskih i stručnih znanja i podataka iz literature sa praktičnim stručnim iskustvima, tehničkim propisima i standardima. Smjernica je uglavnom namjenjena za građenje novih sidrenih zidova, premda je zasnovana tako, da se može upotrijebiti i kod obnavljanja rekonstrukcija i sanacija postojećih zidova. Sidreni zidovi su sve potporne armiranobetonske konstrukcije kod kojih je osigurana stabilnost i nosivost objekta preko geotehničkog sidra koji je sidren u pasivnu osnovu. Bez ovog elementa nije osigurana stabilnost i sigurnost objekta u fazi građenja kao ni u fazi upotrebe. Obrađeni su samo oni tipovi zidova, koji su se pokazali kao najugodniji i najviše se upotrebljavaju kod nas i u inostranstvu. Sa ovom konstatacijom se neograničavaju druge vrste sidrenih zidova, koji su uslovljeni sa morfologijom terena i geološkim sastavom tla. Zid od bušenih šipova kao specifičan sidreni zid prestavlja potpornu konstrukciju iz armiranobetonskih šipova promjera od ∅ 80 do ∅ 150 cm. Povezana je sa gredama sa ili bez geotehničkih sidara. Spadaju u grupu konstrukcija koje sa svojim otporom na savijanje i uklještenjem u tla opravdavaju i ispunjavaju svoju namjenu – osiguranje kosina nasipa, usjeka i građevinskih jama. 2. REFERENTNI NORMATIVI Projektovanje, građenje i održavanje potpornih konstrukcija zasniva se na odredbama različitih propisa, standarda i smjernica.

Kod izgradnje potpornih konstrukcija na putevima potrebno je uzeti u obzir slijedeće grupe propisa: - Propisi sa područja građenja i konstrukcije

u cjelini, - Propisi za projektovanje, građenje,

eksploataciju i održavanje puteva. Za sve uticaje saobraćaja treba na odgovarajući način upotrijebiti mjerodavnu regulativu koja obrađuje uticaje na mostove. Propise za materijale i dokaze za pouzdanost geotehničkih konstrukcija. Na području materiala, dokazivanja pouzdanosti i projektovanja potpornih konstrukcija moraju se uzeti u obzir slijedeći pravilnici i standardi iz nekadašnje Jugoslavije: Pravilnik o tehničkim normativima za temeljenje konstrukcija, Sl. list SFRJ br. 15-295/90; Pravilnik o tehničkim normativima za beton i armirani beton, izrađen iz prirodnog i vještačkog lakog agregata kao ispuna, Sl. list SFRJ br. 15-296/90; Pravilnik o jugoslovenskim standardima za osnove projektovanja konstrukcija, Sl. list SFRJ br. 49-667/88; Pravilnik o tehničkim normativima za beton i armirani beton za konstrukcije ispostavljene uticaju agresivne okoline, Sl. list SFRJ br. 18/92; Pravilnik o tehničkim normativima za čelične žice i sajle za prednaprezanje konstrukcije, Sl. list SFRJ br. 41-530/85 i 21-276/88; Cilj navedenih projektantskih smjernica je, između ostalog, razumjevanje i upotreba evropskih normi, koje se odnose na sidrene zidove i zidove od bušenih šipova. - EN 1990:2002 Eurocode 0 Osnove

projektovanja konstrukcija, - prEN 1991 Eurocode 1 Uticaji na

konstrukcije - prEN 1992 Eurocode 2 Projektovanje

betonskih konstrukcija - prEN 1997 Eurocode 7 Geotehničko

projektovanje - prEN 1998 Eurocode 8 Projektovanje

konstrukcija sigurnih na potres

EN 12063:1990 Izvođenje specijalnih geotehničkih radova – zagatni zidovi



EN 12699:2000 Izvođenje specijalnih Geotehničkih radova – Zabijeni šipovi EN 1537:2002 Izvođenje posebnih geotehnička sidra. EN 1537:2002 Izvođenje posebnih geotehničkih radova – Geotehnička sidra EN 206-1:2003 Beton – 1. dio – Specifikacija, osobine, proizvodnja i skladnost Evropske norme prEN su još u fazama dopunjavanja, probanja i potvrđivanja 3. TUMAČENJE IZRAZA Sidreni zid je potporna konstrukcija koju sačinjavaju armiranobetonski elementi i geotehnička sidra sa kojima se obezbjeđuje stabilnost, nosivost i sigurnost objekta. Zaleđna strana je poluprostor na padinskoj strani potporne konstrukcije. Zaleđna tla su intaktna ili padinska tla koja se nalaze iza zida i koja treba zaštititi. Zaleđna (padinska) strana je površina zida na strani tla koju štiti od obrušavanja i klizanja Čelna (dolinska) strana je vidna zračna strana zida. Dolinska (čelna) temeljna peta je produženi dio temelja sa čelne strane. Temeljna tla prestavljaju tla različitog geološkog sastava na koja se prenose opterećenja. Strana zida je vertikalni nosivi element zida preko koga se zaleđni pritisci zemlje prenose na temeljna tla ili geomehaničko sidro. Nagib strane je ugao koga čelno ili leđno zatvara sa vertikalom. Kruna je završni – gornji dio zida. Blok je armiranobetonski element preko koga se sila iz sidra prenosi u tla. Greda je vodoravni, vertikalni ili kosi armiranobetonski element položen na teren preko koga se sila iz sidra prenosi u tla. Roštilj je povezani sistem vertiklanih, vodoravnih ili kosih greda koji su položeni na teren. Ispuna je material koji ispunjava prostor između grede, odnosno unutar roštilja.

Drenaža je namijenjena efikasnom odvodnjavanju vode iz zaleđa sidrenog zida u cilju sprečavanja pojava hidrostatičkih pritisaka. Drenažni beton je sastavljen iz jednofrakcijskog agregata veličine zrna f 16 mm koji propušta vodu. Drenažni geotekstil je pretežno izrađen iz sintetičkih vlakana ili traka koji propušta vodu. Radni plato je prostor na kome se izvodi sidreni zid ili etapa – kampada sidrenog zida. Kampada je dužina radnog takta potpornoga zida. Etapa je visina radnog takta. Pristupni put je komunikacija za pristup mehanizacije i transportnih srestava do radnog platoa. Bušeni šip na završetku izgradnje prestavlja izrađeni šip sa ugrađenim betonom i armaturom u prethodno izbušenu ili iskopanu bušotinu u temeljnom poluprostoru. Zid od bušenih šipova je konstrukcija sastavljena iz bušenih šipova i vezne grede sa ciljem da se osiguraju pokosi nasipa ili usjeka. Vezna greda je konstruktivni element, koji povezuje vrhove šipova u podužnom smjeru zida od bušenih šipova. Unutrašnja sidrena greda je konstruktivni element, koji služi za ugrađivanje sidara i povezivanja šipova zida u podužnom smjeru. Ispuna između šipova je dio konstrukcije zida od bušenih šipova koji osigurava prostor između šipova. Obloga zida od bušenih šipova je, u posebnim okolnostima, naknadno obrađena vidna površina zida od bušenih šipova. Geotehničko sidro je nosivi konstrukcijski element preko kojeg se sila zatezanja sa konstrukcije prenosi u sidrena tla. Probna sidra su sidra na kojima se obavljaju testovi za ocjenjivanje nosivosti sidara. Test za ocjenjivanje je test za određivanje karakterističnog odpora sidra na lokaciji ugrađivanja.



Kontrolna sidra (sidra za mjerenje) su ugrađena sidra u sidrenom objektu na kojima se obavljaju mjerenja za vrijeme eksploatacije objekta. Vezna dužina sidra je dužina preko koje se sila prenosi u okolna temeljna tla. Slobodna dužina sidra je dužina između vezne dužine sidra i kotve – glave sidra. Kotva – glava sidra je dio geotehničkog sidra koji silu zatezanja iz kabla prenosi u sidrenu konstrukciju. Monitoring je skup činilaca sa kojima se prati izgled i ponašanje konstrukcije u cilju kontrole sigurnosti i produženja trajanja objekta. 4. IZBOR I ZASNIVANJE SIDRENIH

ZIDOVA Sidreni zidovi su potporne konstrukcije sastavljene iz betonskih elemenata i geotehničkih sidera. Sidra preuzimaju cjelokupnu ili samo dio sile za obezbjeđenje sigurnosti i stabilnosti u svim fazama građenja i u fazi upotrebe. Betonski dio (blokovi, grede, roštilj, zid) služi da se sila iz sidara prenese u tla i lokalno osigurava padinu. Projektant, na osnovu prethodno prikupljenih geomehaničkih i drugih karakteristika terena, zasniva konstrukciju sidrenog zida. Kod zasnivanja konstrukcije potrebno je uzeti u obzir: - pouzdanost - upotrebljivost - uslove izvođenja - ekonomičnost - estetski izgled odnosno prirodne

karakteristike okoline U tehničkom izvještaju, za zasnovani sidreni zid, treba pripremiti obrazloženje za pribavljene podloge, izbor konstrukcije, dokaze stabilnosti i moguće varijante izvođenja. Izbor, zasnivanje i konstruktorska rješenja sidrenih zidova oslanjaju se na hidrološke karakteristike tla, oblik i veličinu ukopavanja te raspoložljivu mehanizaciji i opremu izvođača. Izgradnja sidrenih zidova može se izvoditi na dva načina. U slučaju kvalitetnog tla zidovi se izvode direktno na iskopanu padinu. U primjeru slabog tla zidovi se izvode po tehnologiji od gore prema dole. Kod ovakvog

načina visina etape zavisi od karakteristika tla i izbora konstrukcije. Zasnivanje i izbor konstruktorskog rješenja sidrenih zidova neposredno je povezano sa kvalitetom odnosno karakteristikama tla na lokaciji objekta. Uzimajući u obzir ove činjenice, sidreni zidovi se dijele u slijedeće grupe: - sidreni blokovi (slika 4.1) - sidrene vertikalne grede (slika 4.2) - sidrene vertikalne grede sa ispunom (slika

4.3) - sidrene horizontalne grede (slika 4.4) - sidreni roštilj (slika 4.5) - sidreni roštilj sa ispunom (slika 4.6) - sidreni zidovi (slika 4.7 i 4.8) - posebni sidreni zidovi građeni od gore

prema dole (slika 4.9) - sidreni zidovi od bušenih šipova (slika 4.10,

4.11 i 4.12) Redoslijed nabrojanih zidova odgovara smanjivanju geomehaničkih karakteristika tla, a sa time i upotreba zahtjevnijih mjera osiguranja ukopa. Sve nabrojane grupe mogu se graditi u monolitnoj ili montažno-monolitnoj tehnologiji. Karakteristike zidova nabrojanih od prve do pete alineje je ta, da nemaju uobičajenih temelja. Faza koja mora slijediti izboru konstrukcije je provjeravanje, da li se izabrana konstrukcija može izvesti na predviđenoj lokaciji. Projektant mora, pored izrađenih odgovarajućih nacrta i analiza stabilnosti, pripremiti i provjeriti okvirna tehnološka ishodišta za građenje zida. Pri tehnološkim ishodišćima treba analizirati sve postupke, koji su potrebni za izgradnju određenog potpornog zida. Treba predvidjeti: - moguće prilazne puteve, - radne platoe za izgradnju, - tehnologiju izvođenja zemljanih radova sa

odgovarajućim osiguranjem, - zaštitu prema uzročnicima koji ometaju i

otežavaju izgradnju (dotok vode zaleđa, rastresiti slojevi padine …),

- osiguranje odvijanja saobraćaja i funkcionisanja ostalih infrastrukturnih sadržaja,

- faznost građenja u smislu definicije početne tačke i smjera napredovanja radova,

- obavezne tehnološke postupke za pojedine faze građenja,

- definisati odgovarajuće detalje i rješenja povezana sa njima,

- zahtjeve povezane sa tekućim praćenjem kvaliteta materiala i njihovog ugrađivanja,

- zahtjeve za praćenje geodetske kontrole.


Slika 4.1: Sidreni blokovi

Slika 4.2: Sidrene vertikalne grede

Slika 4.3: Sidrene vertikalne grede sa ispunom




Slika 4.4: Sidrene horizontalne grede 4.1 Sidreni blokovi Sidreni armiranobetonski blokovi različitog oblika preko kojih se sila sidrenja prenosi u tla, upotrebljavaju se na padinama sa sorazmjerno kvalitetnijom ili ispucalom stijenskom masom. Osnovna namjena njihove upotrebe je smanjenje prirodnog nagiba padine i obezbjeđenje globalne stabilnosti padine. Prostor između blokova zaštićuje se sa vegetacijom. 4.2 Sidrene vertikalne grede

Sidrene, armiranobetonske, približno u vertikalnoj smjeri na teren položene grede različitih presjeka, preko kojih se sila sidrenja prenosi u tla, upotrebljavaju se u primjerima raspucalih stijenskih padina na kojima se sa zaštitnim mrežama ne može obezbjediti sigurnost.

Sa ovim mjerama obezbjeđuje se globalna stabilnost i sigurnost. Lokalna stabilnost postiže se sa zaštitnim mrežama ili sa brizganim betonom. Koji od načina će se primijeniti zavisi od erozijskih karakteristika padine i lokalne stabilnosti. 4.3 Sidrene vertikalne grede sa ispunom

Sidrene, armiranobetonske, približno u vertikalnoj smjeri na teren položene grede različitih presjeka sa međuprostorom zapunjen ispunom iz armiranobetonskih elemenata, upotrebljavaju se u primjerima raspucalih stijenskih padina gdje se sa zaštitnim mrežama ne može obezbjediti sigurnost, a postoji potreba za povećanjem prirodnog nagiba padine. Sa sidrenim gredama se obezbjeđuje nosivost, globalna stabilnost i sigurnost. Lokalna sigurnost i zaštita protiv erozije padine osigurava se sa montažnim armiranobetonskim horizontalnim

elementima koji se ugrađuju između greda ili sa kamenim blokovima.

Visina sidrenih vertikalnih greda je do 10 m. 4.4 Sidrene horizontalne grede Sidrene, armiranobetonske, približno u horizontalnoj smjeri, na teren »položene« grede različitih presjeka, preko kojih se sila sidrenja prenosi u tla, upotrebljavaju se u primjeru jače ispucalih stijenskih padina gdje se sa zaštitnim mrežama ne može obezbjediti sigurnost. U poređenju sa sidrenim vertikalnim gredama, sidrene horizontalne grede upotrebljavaju se u primjerima u kojima bi se sidrene vertikalne grede ugrađivale na manjim međusobnim razmacima i ne bi imale odgovarajući učinak. Upotrebljavaju se u slabijoj stijenskoj padini gdje se garantuje kontinuirani unos sile sidrenja. Za razliku od sidrenih zidova ove grede visine 0,80 – 1,50 m nemaju temelja. Služe za osiguranje čitave padine ili samo labilnog dijela zasjeka ili padine (npr. portali tunela). 4.5 Sidreni roštilj Armiranobetonski, približno u vertikalnoj smjeri na teren »položene« grede i armiranobetonske, približno u horizontalnoj smjeri, na teren »položene« grede različitih presjeka, povezane u sidreni roštilj upotrijebljavaju se u primjeru raspucale stijenske padine, gdje se sa zaštitnim mrežama ne može obezbjediti sigurnost, a želimo smanjiti prirodni nagib padine. Sa sidrenim roštiljem osiguava se globalna stabilnost i sigurnost. Lokalna sigurnost se obezbjeđuje sa zaštitnim režama ili sa brizganim betonom čitave površine u zavisnosti od erozijskih karakteristika padine i lokalne stabilnosti.


Slika 4.5: Sidreni roštilj

Slika 4.6: Sidreni roštilj sa ispunom 4.6 Sidreni roštilj sa ispunom Armiranobetonske grede u horizontalnom i vertikalnom smjeru međusobno povezane u »roštilj« sa ispunjenim međuprostorima upotrebljavaju se u relativno dobrom geološkom sastavu tla (prepereli kamen), jako ispucaloj stijeni i izmješanoj stijeni (permokarbon, fliš, lapor) gdje treba lokalno osiguravati padinu. Ova vrsta sidrenih zidova upotrebljava se radi povećanja prirodnog nagiba u ukopu. Sa sidrenom konstrukcijom u obliku roštilja osigurava se globalna stabilnost. Sa ispunom praznog prostora između greda sprečava se erozija padine, osiguava lokalna stabilnost i odvodnjavanje zaleđa. Od karakteristika tla odnosno stijenske mase zavisi nagib čitave konstrukcije. U primjeru preperine nagib ne treba da prelazi 45°, u ispucalim i rastresenim stijenama i polustijenama zavisi od nagiba koji se može izvesti u još sigurnom iskopu. Izbor vrste i načina ugrađivanja ispune zavisi takođe od karakteristika zaleđa i raspoložljivog materijala za ispunu. U jako

ispucalim i rastresenim primjerima, stijensku masu treba osigurati sa kamenim zidom. U ovom slučaju zaleđe je obično vodopropusno pa ga ne treba drenirati. U slučaju preperine, za ispune se upotrebljava kameni nabačaj na drenažnom betonu. Međusobni razmak između vertikalnih i horizontalnih greda zavisi od karakteristika zaleđa i visine zida. Obično razmak između vertikalnih greda ne treba biti veći od 6,0 m, između horizontalnih greda ne veći od 4,0 m po vertikali. Maksimalna visina pojedinačnog zida je 10 – 12 m u zavisnosti od nagiba zida. U koliko se osigurava ukop većih visina, zaštitna konstrukcija se izvodi u dva dijela sa bermom između njih koja služi za pravilno odvodnjavanje i održavanje objekta. Minimalna širina berme 3,0 m.



Slika 4.7: Sidreni zid

Slika 4.8 Sidreni zid sastavljen iz više etapa 4.7 Sidreni zidovi Sidreni monolitni i/ili montažno-monolitni armiranobetonski zidovi upotrebljavaju se za nekoherenta i koherentna tla. Po visini zid može biti sastavljen iz više etapa. Zidovi visine do 6,0 m izvode se u jednoj etapi. Zidovi većih visina od 6,0 m izvode se u dvije ili tri etape. Maksimalna visina pojedinačne etape iznosi 4,0 m, dok ukupna maksimalna visina od 10 do 12 m. Ukupna visina zida zavisi od visine potrebnog osiguranja padine. Između pojedinih etapa treba predvidjeti stepenicu širine do 1,0 m, koja služi za izgradnju, odvodnjavanje i održavanje konstrukcije.

Ako je visina padine veća od 10 do 12 m onda se između posameznih dijelova zida ostavlja berma širine 3 m. Berma služi za izgradnju, odvodnjavanje i održavanje konstrukcije. Debljina ovih zidova je min. 40 cm zbog unošenja sila sidrenja, dok max. debljina iznosi 60 cm. U slučaju upotrebe sidrenih montažnih ploča potrebno je uzeti u obzir njihovu težinu, pošto se dovoze na gradilište i ugrađuju na predviđeno mjesto. Dimenzije ploča su ograničene zbog transporta. Kod ove vrste sidrenih zidova temelj služi za montažu u fazi građenja.


Sidreni potporni zidovi Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima 4.8 Posebni sidreni zidovi građeni od gore

prema dole Ova grupa sidrenih zidova upotrebljava se u slučaju osiguranja padina iz nekoherentnog i koherentnog tla srednjeg kvaliteta. Osnovna karakteristika ove skupine je ograničena visina etape na max. 3 m radi slabijih karakteristika tla od tla u kojima se primjenjuju sidreni zidovi. Posebna karakteristika ovih zidova je tehnologija izvođenja sa početkom na vrhu zida i završetkom sa temeljom.

Obrnuto primjenjen postupak izvođenja govori da ova tehnologija spada u jako zahtevne načine izvođenja zidova. Zidovi se izvode po etapama max. visine 3 m i odsjecima max. dužine 6 do 7 m. U jednoj kampadi mogu se izvoditi radovi na više odsjeka po šahovskom sistemu. Visina ovih zidova, zbog estetskog i funkcionalnog izgleda, je ograničena na cca 10 m. U koliko je potrebna veća visina zida za osiguravanje iskopa, treba predvidjeti bermu i nastaviti zaštitu sa jednim od nabrojanih tipova zidova.

Slika 4.9: Sidreni zid građen od gore prema dole 4.9 Sidreni zidovi od bušenih šipova Zidovi od bušenih šipova su konstrukcije opterećene na savijanje, izrađene iz armirano betonskih šipova okruglog presjeka promjera od 80 do 150 cm. Upotrebljavaju se za obezbjeđenje ukopanih pokosa, pokosa nasipa, dubokih građevinskih jama i u slučajevima u kojima radi potencijalne nestabilnosti terena, treba prvo ugraditi potpornu konstrukciju, a nakon toga izvršiti iskop. Zidovi od bušenih šipova se često sidraju. Zidovi od bušenih šipova su skupe konstrukcije, zahtjevne kod izvođenja i održavanja zbog ograničene trajnosti geomehaničkih sidara. Radi ove činjenice njihova upotreba za osiguranje pokosa nasipa i ukopa, mora biti dobro utemeljena i opravdana još kod izrade prve faze projekta puta i putnih objekata.

Izbor i opravdanost upotrebe zidova od bušenih šipova treba da bude plod saradnje projektanta puta, geomehaničara i projektanta konstrukcije. Odluka o izboru donosi se na osnovu najmanje dva izrađena varijantna rješenja, koja su pripremljena na dovoljno obrađenim putnim i geomorfološkim podlogama. U pogledu položaja, odnosno načina na koji preuzimaju opterećenja, zidovi od bušenih šipova dijele se na: - potporne konstrukcije, koje osiguravaju

odnosno podupiru nasip ili pokos ispod puta

- potporne konstrukcije, koje osiguravaju kosine ukopa iznad puta.



Slika 4.10: Zid od bušenih šipova bez sidara

Slika 4.11: Zid od bušenih šipova sa sidrima na vrhu



Slika 4.12: Višestruko sidreni zid od bušenih šipova U pogledu na način preuzimanja horizontalnih sila, dijele se na: - Zidovi od bušenih šipova bez sidrenja

su konstrukcije, koje samo sa svojim uklještenjem u tla i odporom na savijanje osiguravaju kosine ukopa ili nasipa – konzolni zid.

- Zidovi od bušenih šipova sa sidrima na vrhu su konstrukcije sa uklještenjem u tla, koja sa odporom na savijanje i geomehaničkim sidrima na vrhu zida osiguravaju kosine ukopa ili nasipa.

- Višestruko sidreni zidovi od bušenih šipova su konstrukcije koje se uklještenjem u tla, odporom na savijanje i geomehaničkim sidrima ugrađenim u više nivoa po visini zida osiguravaju kosine ukopa ili nasipa.

5. KONSTRUISANJE SIDRENIH

ZIDOVA 5.1 Općenito Konstruktorsko zasnivanje sidrenih zidova proizilazi iz činjenice, da geomehanička sidra preuzimaju horizontalnu silu, dok betonska konstrukcija prestavlja osnovu za realizaciju pritisaka i sila. Jedna od karakteristika sidrenih zidova je kontaktno betoniranje. Iz ovog razloga ne mogu se iza zida raditi uobičajene drenaže iz filterskih slojeva, kao u primjerima gravitacionih zidova. Iz ovog razloga se iza

zida ugrađuje jednofrakcijski drenažni beton ili se položi drenažni geotekstil. Drenažni geotekstil istovremeno sprečava miješanje zemlje i betona kod kontaktnog betoniranja. Ako se u zaleđu zida pojavi veći priliv vode onda se izvode horizontalne drenaže u padini, koje se povežu sa sistemom odvodnjavanja zida. Kosine osigurane sa sidrenim zidovima treba odvodnjavati na kvalitetan i odgovarajući način. Radi toga se na vrhu zida i na vrhu eventualnih kampada predvide kanalete odnosno odvodni jarci. Kompletno odvodnjavanje treba projektovati u skladu sa hidrološkim i hidrogeološkim podacima. Posebno treba paziti na vođenje koritnica i jaraka po velikim strminama koje se često pojavljuju pri zaključivanju zidova. Korita jaraka treba izraditi u obliku i iz materijala koji umiruju vodotok i razbijaju energiju toka vode. Kod konstruisanja sidrenih zidova treba broj geomehaničkih sidara ograničiti na najmanju moguću mjeru. Kod izbora broja sidara treba poštovati osnovno načelo, da izabrano sidro ima nosivost koja u najvećoj mjeri dozvoljava kvalitet sidrenog zaleđa. Kvalitet betona za sidrene zidove je min. C 25/30 (MB 30) za stepen ispostavljenosti XC2 (OMO). Beton mora biti vodonepropustan. Vrsta i kvalitet armature je min. S400 (RA 400/500).


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Sidreni potporni zidovi U slučaju da je sidreni zid lociran uz kolovoz, onda beton mora odgovarati klasi za stepen ispostavljenosti XF2 (OSMO). U ovakvim primjerima se donji dio površine sidrenog zida na min. visini 3,0 m od donjeg vidnog ruba zida zaštiti sa epoxi premazom koji povećava odpornost betona na mraz uz prisustvo soli.

Sidreni zidovi nude pri samom zasnivanju dosta varijantnih rješenja u pogledu njihove namjene i izgradnje. Primjeri navedeni u smjernici od sidrenog bloka do sidrenih zidova su samo rješenja koja se najčešće upotrebljavaju u Sloveniji i susjednim državama. Na osnovu datih principa i koncepata mogu se, u visokim zasjecija i ukopima sa različitim geološko-geomehaničkim profilima i nagibima, projektovati različiti tipovi sidrenih konstrukcija.

Slika 5.1: Sidreni blok pravougaonog oblika

Slika 5.2: Sidreni blok u obliku trostrane prizme



Slika 5.3: Sidreni blok u obliku zvijezde 5.2 Konstrukcije sidrenih blokova Sidreni blokovi su armiranobetonski elementi sa dimenzijama koje su određene na osnovu dozvoljenih kontaktnih napona u tlu odnosno veličine sile sidrenja i potrebnih mjera za ugrađivanje sidra. Blokovi su u većini slučajeva montažni ili su betonirani na licu mjesta. Kod konstruisanja blokova mora se obezbjediti ravnomjerno unošenje sile u temeljna tla. To znači da sila sidrenja mora »pasti« u blizini težišta kontaktne površine. Kotva – glava sidra može biti potopljena u blok za sidrenje ili izvučena na površinu bloka. Prednost rješenja sa kotvom na površini bloka je jednostavnija izrada oplate, armature bloka, nema oslabljenja betonskog presjeka i unos sile sidrenja u blok je bolji. Montažni blokovi se ugrađuju na izravnatu površinu iz izravnavajućeg podbetona debljine cca 10 cm. Oblici sidrenih blokova su različiti: kvadratni, pravougaoni, okrugli, elipsasti ili zvjezdasti (slika 5.1, slika 5.2, slika 5.3).

5.3 Konstrukcije sidrenih vertikalnih greda

Sidrene vertikalne ili kose grede su armiranobetonski elementi kod kojih se nagib, dimenzije i raspored određuje na osnovu geološko-geomehaničkih karakteristika padine, kontaktnih napona, veličine sile sidrenja i potrebne dimenzije za ugrađivanje kotve te načina građenja. Sidrene grede se u većini slučajeva izrađuju na licu mjesta, mogu biti i montažne, ako to dozvoljavaju karakteristike padine, prilazni putevi i potrebna mehanizacija. Razmak između greda zavisi od karakteristika padine. Orijentaciono se kreće između 2 do 6 m. Dimenzije presjeka greda zavise od načina ugrađivanja kotve – glave sidra. U slučaju »potopljene« kotve je dim. š/v = 80/80 cm, ako je kotva »izvučena« na površinu, min. dimenzije su š/v = 40/40 cm. Grede koje se izvode na licu mjesta treba ukopati 15 – 20 cm u padinu. Betoniranje se izvodi kontaktno na podlozi iz izravnavajućeg podbetona debljine min. 10 cm (slika 5.4).


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Sidreni potporni zidovi Za montažne grede treba kontaktnu površinu pripremiti na način koji garantuje nalijeganje grede po čitavoj kontaktnoj površini. Obično se to postiže tako, da se pri montaži grede ostavi slobodan prostor između grede i terena, koji se naknadno ispuni sa izravnavajućim podbetonom.

Kot manje kompaktnog tla, gdje se brizgani beton upotrebljava između greda za osiguranje kosine, grede se montiraju ili betoniraju na ugrađeni brizgani beton.

Slika 5.4: Sidrene vertikalne i kose grede



Slika 5.5: Sidrene vertikalne grede sa ispunom – brizgani beton

Slika 5.6: Sidrene vertikalne grede sa ispunom iz armiranobetonskih ploča



Slika 5.7: Sidrene horizontalne grede 5.4 Konstrukcije iz vertikalnih sidrenih

greda sa ispunom


Dimenzije, raspored, nagib, veličina sile sidrenja i način izrade i u ovoj grupi sidrenih zidova zavisni od nabrojanih faktora u tački 5.3. Ova grupa se razlikuje od opisane iz tačke 5.3 samo po tome što se upotrebljava u nekoliko slabijim geomehaničkim uslovima u kojima je potrebno prostor između greda osigurati. To osiguranje se postiže brizganim betonom sa ili bez armature (slika 5.5). U slučaju raspadajuće padine ili iz estetskih razloga mogu se za ispunu upotrijebiti armiranobetonski montažni elementi koji omogućavaju humuziranje i zasipavanje

međuprostora. Dimenzije montažnih elemenata zavise od razmaka greda i karakteristika padine (slika 5.6). 5.5 Konstrukcije sidrenih horizontalnih

greda Sidrene grede su armiranobetonski elementi kod kojih dimenzije, nagib i raspored određuju geološko-geomehaničke karakteristike padine, kontaktni naponi, veličina sila sidrenja i potrebne mjere za ugrađivanje kotvi – glave sidra te način građenja (slika 5.7).



Greda se u većini slučajeva izrađuju na licu mjesta, ali mogu biti i montažne. U slučaju izvođenje na licu mjesta, dužine greda su teoretski neograničene sa čime je i njihov učinak veći. Montažni elementi su ograničeni sa dimenzijama i težinom. Visina greda je od 0,80 do 1,50 m, debljina od 30 do 60 cm, u zavisnosti od načina ugrađivanja kotve.

Kod sidrenih greda koje se izrađuju na licu mjesta potrebno je grede ukopati 15-20 cm u kosinu padine. Betoniranje se izvodi kontaktno na podlozi koja je pripremljena sa brizganim betonom. U koliko je padina stabilna u tolikoj mjeri, da ne treba izvoditi osiguranje sa brizganim betonom, onda se na zaleđu greda ugrađuje folija iz geotekstila koja sprečava miješanje zemlje sa betonom. Radi lakšeg i jednostavnijeg armiranja i kontinuiranog toka opterećenja i napona, bolje rješenje je sa ugrađivanjem kotvi na površinu greda. Izabrana konstrukcija se obično upotrebljava na lokacijama i uslovima kod kojih se u zaleđu ne očekuje prisustvo podzemne vode. Zbog toga nije potrebna izrada drenaža na zaleđu greda. Na vrhu svake grede treba predvidjeti kanaletu odgovarajućih dimenzija za odvodnjavanje površinskih voda iznad zida. 5.6 Konstrukcije sidrenih roštilja Sidreni roštilji su armiranobetonski horizontalni i vertikalni elementi međusobno povezani čije dimenzije, raspored i nagib određuju geološko-geomehaničke karakteristike padine, kontaktni naponi, veličine sile sidrenja i potrebne mjere za ugrađivanje kotvi – glave sidra te način građenja (slika 5.8). Konstrukcije sidrenih roštilja se najlakše i najkvalitetnije izrađuju na licu mjesta. Dimenzije presjeka greda roštilja zavise od načina ugrađivanja kotvi. U primjeru »potopljene« kotve je dimenzija š/v = 80/80 cm, ako je kotva »izvučena« na površinu, onda je min. dimenzija š/v = 40/40 cm. Razmak vertikalnih greda je 3 do 6 m, horizontalnih 2 do 5 m. Geotehnička sidra treba predvidjeti na ukrštanju greda. Potrebna dodatna sidra i rupe za rezervna sidra ugrađuju se u međuprostoru između križanja vertikalnih i horizontalnih greda.

Vertikalne i horizontalne grede roštilja izrađuju se na pripremljenu podlogu iz izravnavajućeg podbetona. Izabrana konstrukcija se obično upotrebljava na lokacijama i u uslovima na kojima se u zaleđu ne očekuje podzemna voda. Radi toga se ne izvode drenaže na leđnim stranama greda konstrukcije roštilja. Na vrhu zida i na vrhu eventualnih bermi treba predvidjeti kanaletu odgovarajućih dimenzija za odvodnjavanje površinskih voda iznad zida. Radi lakšeg i jednostavnijeg armiranja i kontinuiranog toka opterećenja i napona treba predvidjeti ugrađivanje kotvi na površini greda roštilja. Prostor između vertikalnih i horizontalnih greda roštilja treba zaštititi sa brizganim betonom, ako su u pitanju lokalno nestabilne površine. 5.7 Konstrukcije sidrenih roštilja sa

ispunom Dimenzije, raspored, razmak horizontalnih i vertikalnih greda, veličina sile sidrenja i način izvođenja u ovoj grupi sidrenih zidova zavisi od faktora nabrojanih u tački 5.6. Ova grupa zidova razlikuje se od opisane u tački 5.6 po tome što se upotrebljava u nešto slabijim geomehaničkim uslovima u kojima prostor između greda treba osigurati protiv klizanja i raspadanja. Nagib konstrukcije je manji od konstrukcija bez ispune (slika 5.9). Kao ispuna između horizontalnih i vertikalnih greda roštilja upotrebljava se složeni kamen iz odgovarajućeg autohtonog kamenoloma koji se polaže u drenažni beton. Veličina pojedinih komada je od 40 do 70 cm, debljina drenažnog betona pa min. 20 cm. Ukupna debljina ispune treba da je min. 80 cm. Površinske fuge između kamenih blokova u dubini 10 do 15 cm ispune se sa humusom ili cementnim malterom. Vertikalne grede roštilja betoniraju se na izravnavajući sloj podbetona, dok se horizontalne grede roštilja i ispuna betoniraju na sloju filterskog betona koji omogućava dreniranje vode iza zaleđa. Na najnižoj tački zida – uz petu temelja zida treba, po čitavoj dužini zida, voditi drenažnu cijev. Na svakih 30 m drenaža se mora povezati sa kontrolnim šahtom ispred zida, a šahtovi su povezani sa sistemom za odvodnjavanje cijelog zida.


Slika 5.8: Konstrukcija sidrenog roštilja



Slika 5.9: Sidrena konstrukcija roštilja sa ispunom




5.8 Konstrukcije sidrenih zidova Sidreni armiranobetonski zidovi mogu se u cjelosti izraditi na licu mjesta, a mogu biti polumontažne izrade. Nagib i dimenzije zavise od geološko-geomehaničkih karakteristika padine, kontaktnih napona, veličine sile sidrenja, potrebnih mjera za ugrađivanje kotve – glave sidra te načina građenja. U slučaju izgradnje na licu mjesta, prethodno se na zaleđu padine izvede sloj drenažnog betona ili folija drenažnog geotekstila, a tek onda se pristupa izgradnji zida. Minimalna debljina zida je 30 cm, odnosno zavisi od dimenzije tulca sistema za prednapenjanje geotehničkog sidra. Drenažni sloj mora biti debel min. 15 cm. Kotvu – glavu sidra treba izvući iz ravnine zida (slika 5.10). Kod djelomično montažne izgradnje postoje najmanje dvije varijante:

Kod prve varijante se na iskopanu i pripremljenu padinu razastre drenažni geotekstil, dok se za oplatu zida koristi montažna armiranobetonska ploča na koju je pričvršćena potrebna armatura zida. Prostor između geotekstila i montažne ploče ispuni se sa betonom. Ploča na spoju mora imati sidra odnosno omče sa kojima se montažna ploča i ispuna sprežu u nosivi sistem zida. Minimalna debljina montažnih ploča je 15 cm, a dodatnog betona min. 30 cm. Ukupna debljina zavisi od dimenzije tulca sistema za prednaprezanje geotehničkog sidra. Veličina ploče zavisi od transportnih srestava, s tim da nisu šire od 220 cm i više od 350 cm (slika 5.11). Prednost ove varijante su manji troškovi oplate, brže napredovanje radova, kvalitetnija izrada vidne površine zida i ljepši izgled zida. Kod druge varijante prvo se izvede temelj sa otvorima za ugrađivanje moždanika na koje se nataknu montažne ploče (slika 5.12). Ploče su debele min. 30 cm i dimenzija koje odgovaraju težini i dimenzijama koje omogućavaju utovar, transport i laganu montažu uz korištenje jednostavnije mehanizacije. Prostor između padine i ploče zapuni se sa filterskim drenažnim betonom min. debljine 15 cm. Ako bi, pri ugrađivanju filterskog betona, moglo doći do miješanja sa zemljom, treba prije betoniranja preko padine razastrijeti geotekstil. Za odvodnjavanje drenažne i površinske vode važe opšta pravila.

5.9 Posebne konstrukcije sidrenih zidova građenih od gore prema dole

Posebni sistemi armiranobetonskih zidova građeni po tehnologiji od gore prema dole mogu se u cjelini graditi na licu mjesta ili u djelimičnoj montažnoj izradi. Dimenzije i nagib zida određuju geološko-geomehaničke karakteristike padine, kontaktni naponi u tlu i veličina raspoložljivih sila sidrenja (slika 5.13). Za razliku od sidrenih zidova iz tč. 5.8, kod ovih tipova zidova može se postići strmiji nagib iskopa pokosa – obično 4 : 1. Sa ovim se smanjuje obim zaleđa na kome može doći do pojave nestabilnosti i rušenja tla pokosa. Tehnologija izrade ovog zida prouzrokuje djelomičnu nelogičnost u dimenzijama konstrukcije: debljina zida je na području najkvalitetnijeg pokosa najveća. Karakteristike ovih zidova su: da su, radi tehnologije izgradnje, nekonstantnog presjeka po visini. Na svakoj etapi se zid zamakne za cca 35 cm, kako bi se omogućilo betoniranje zida niže – donje etape. Sledeća karakteristika je, da imaju ovi tipovi zidova temelj i da se betoniraju kontaktno. Zato se na zaleđe, koje je u kontaktu sa betonom, položi drenažni geotekstil. Minimalna debljina zida prve etape je 40 cm, debljina zida slijedećih etapa je veća radi zamicanja. Ovi tipovi se obično izrađuju po montažno-monolitnoj tehnologiji. Pri tome se upotrebljavaju montažne ploče deb. min. 15 cm koje služe kao oplata sa čelne strane zida. Ploče se izrađuju u bazi i dopremaju na gradilište. Širina je ograničena sa transportom na max, 2,2 m. Visina ne treba da prelazi 3,50 m. Ovakve dimenzije ploča dostižu težinu, koja se još uvijek može savlađivati na teško dostupnim mjestima uz upotrebu uobičajene mehanizacije. Prvu etapu treba izgraditi sa najvećom pažnjom pošto se izvodi u najtežim geološko-geomehaničkim uslovima. Jedna od mjera koja se primjenjuje u prvoj etapi jeste ugrađivanje kotvi na dvije različite visine u cilju sprečavanja rotacije zida. Svaku izvedenu etapu treba, prije bilo kakvog nastavka radova, sidrati. Tek kada su svi dijelovi jedne kampade sidreni mogu se radovi nastaviti sa potkopavanjem već izrađenih etapa. Slijedeče etape se rade po etapama na preskok.


Slika 5.10: Sidreni zid u monolitnoj izradi

Slika 5.11: Sidreni zid u polumontažnoj izradi



Slika 5.12: Djelomično montažni sidreni zid U svakoj kampadi zida mora se na dnu ugraditi armatura za sidrenje ∅ 32/33 cm ili ∅ 28/25 cm koja služi za međusobno povezivanje kampada. Prije betoniranja zida treba preko površine padine, koja dolazi u dodir sa betonom, položiti drenažni geotekstil, koji se poveže na drenažnu cijev koja ide po dužini iza zida na svakoj kampadi. Ove se cijevi na krajevima povežu sa koritnicama koja ide po kosini krajeva zida. Na najnižoj tački zida – peti temelja treba ugraditi drenažnu cijev koja se na krajevima zida spoji na sistem za odvodnjavanje saobraćajnice ili se izvede na slobodno oticanje.



Slika 5.13: Karakteristični poprečni presjek sidrenog zida građenog od gore prema dole




5.10 Konstrukcije zidova od šipova Stabilnost i sigurnost zidova od šipova moraju se obezbjediti sa otporom tla i geotehničkim sidrima u slučaju sidrenja te sa krutosti na savijanje koja igra najznačajniju ulogu kod obezbjeđivanja pouzdanosti ovakve konstrukcije. Da bi se svi elementi zidova od šipova optimalno uključili i iskoristili u konstrukciji, potrebno je da se svim konstruktivnim dijelovima i geološko-geomehaničkim uslovima posveti znanje i stećena iskustva. Treba imati na umu, da se radi o sastavnim dijelovima konstrukcije koji u cjelosti nisu matematički obrađeni radi čega, kod projektovanja, dolaze iskustva do punog izražaja. Zidovi od šipova su konstrukcijski objekti koji se sa svojom veličinom i oblikom ne uklapaju najbolje u okolinu. Prestavljaju samostalne potporne konstrukcije zbog čega, pored statičkog značaja, moraju sadržavati i elemente arhitektonskog oblikovanja. Da li je zid od šipova pravilno uklopljen u okolinu najbolje se uočava na oblikovanju krajeva i vrha zida. Liniju vezne grede treba prilagoditi u najvećoj mjeri morfologiji padine. Veliki lomovi vezne grede nisu poželjni. Krajevi zidova od šipova – spoj zida i padine treba oblikovati na način koji eliminiše neobične početke konstrukcije. Spoj zida i terena mora se izvesti neusiljeno, odnosno prilagoditi terenu. Sa tim se omogućava kvalitetno i pravilno odvajanje površinskih voda iz kanalete u kontrolni šaht. Treba razlikovati, u kakvu okolinu se zid ugrađuje. Ako se zid od šipova ugrađuje u osjetljivu okolinu, kulturno i istorijsko zaštićenu okolinu, onda ovakvu nezgrapnu konstrukciju treba na odgovarajući način estetski obraditi. Pri tome se prije svega misli na oblaganje zida kako bi dobio oblik fasade. Podkonstrukciju, na koju se pričvršćuje obloga treba ugraditi na nosivu konstrukciju tako da je omogućeno zračenje obloge i odvodnjavanje vode iz zaleđa. Detalje pritvrđivanja treba takođe obraditi na način koji neće prestavljati slaba mjesta u konstrukciji. Obloge zidova od šipova, koje se preko podkonstrukcije pričvrste na šipove, odnosno grede, sprečavaju pregled i pristup do nosive

konstrukcije. Ugrađivanje obloga prestavlja poseban problem kod sidrenih zidova od šipova pošto ometaju kontrolu i održavanje kotvi geotehničkih sidara i pristup mjernim i kontrolnim sidrima. U svakom slučaju treba nastojati da su razgibani oblici polukrugova šipova na različitim međusobnim rastojanjima i da su vidni, pošto takvi estetkski izgledi nude istinjsku struktru, koja sa svojim robusnim izgledom izražava svoju pravu namjenu. Zidove od šipova bez obloga treba oprati s vodom pod pritiskom pri čemu treba paziti da se zbog previsokog pritiska ne ošteti vidna betonska struktura. Estetsko poboljšanje pogleda na konstrukciju zida od šipova postiže se sa prirodnim ozelenjavanjem. U tu svrhu treba ispred zida predvidjeti prostor širine 60 do 80 cm u koji se naspe plodna zemlja i zasade različiti puzavci koji se preko ugrađene mreže, penju po visini šipova i tako djelomično sakriju pogled na zid. Kod izbora sadnica treba paziti da ne dođe do narušavanja širine slobodnog saobraćajnog profila puta te da su odporni na uticaj soli koja se koristi u zimskom periodu. U slučaju prekomjerne izraženosti nejednakog izgleda šipova i ispune među njima, onda treba ukupnu vidnu površinu zida, bez vezne grede i grede za sidrenje, prešpricati betonom sa dodatkom mikrovlakana. U slučaju da se zid od šipova nalazi neposredno uz kolovoz (potporni zid), tada donji dio zida do min. visine 3,0 m treba zaštititi sa epoxi premazom koji betonu povećava odpornost na mraz uz prisustvo soli. Ovaj premaz mora biti proziran i bezbojan kako bi se očuvala i ostala vidna prirodna struktura betona. Konstrukcija, armatura šipova i način izvođenja šipova detaljno su obrađeni u smjernici PS 1.3.1 –Temeljenje na šipovima i bunarima. Za zidove od šipova treba predvidjeti sidrene konzole ili upotrebljavati šipove ∅ 100 do ∅ 150 cm. Okrugli presjek šipova u statičkom pogledu nije najugodniji za opterećenja na savijanje pošto je armatura u presjeku slabo iskorištena. Preporučuje se simetrično armiranje šipova zbog lakše izrade i eventualno naknadno ugrađenih sidara.


Slika 5.14: Dio konstrukcije zida od šipova sa sidrenjem u dva nivoa

Slika 5.15: Ispuna između šipova


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Sidreni potporni zidovi Kod izbora promjera šipova, projektant treba donijeti pravu odluku uzimajući u obzir geološko-geomehaničke karakteristike tla, hidrološke prilike i visinu zida. Izbor promjera šipova direktno zavisi od opterećenja i dužine šipova. Kod zidova od šipova koji su sidreni u jednom ili više nivoa po visini upotrebljavaju se šipovi ∅ 100 cm, a kod većih opterećenja ∅ 125 cm. Ovi šipovi sa svojom krutošću bolje sarađuju sa sidrima pri interakciji između konstrukcije i tla, nego šipovi većih promjera. Izbor promjera šipa može zavisiti i od dužine šipa. U primjerima kada je dužina šipa veća od dužine armaturne palice glavne armature, tada treba armaturne koševe produžavati, pošto mogu nastupiti teškoće vezane za propisane minimalne prostore između palica u području preklopa. Razmak između palica mora biti min. 3 cm kako bi sve palice bile obavijene ugrađenim betonom. Kod šipova promjera ∅ 125 cm, veće dubine od 12 mm i većeg procenta armiranja od 2,5 %, neophodno je povećanje promjera šipa pošto se ne može izvesti nastavljanje armature sa preklopom na pravilan način. U slučaju da je šip krači od 12 m može se primijeniti i veći procenat armiranja.

Razmak između šipova zavisi od opterećenja zida i karakteristika tla u njegovom zaleđu pošto prostor između šipova treba privremeno »otvoriti« i očistiti a nakon toga među prostore zapuniti sa oblogom prema projektovanim detaljima. Usvojenom promjeru treba prilagoditi i razmak između šipova. Najmanji razmak teoretski može biti jednak promjeru šipa, ali se preporučuje min. razmak između šipova 10 cm zbog problema obezbjeđenja tačnosti kod bušenja. Najveći dozvoljeni razmak zavisi od promjera šipa, a iznosi: - za šip ∅ 100 cm: e = 2,00 m - za šip ∅ 125 cm: e = 2,50 m - za šip ∅ 150 cm: e = 3,00 m Vezne grede povezuje vrhove šipova i prestavljaju završetak zida koji je najispostavljeniji dio konstrukcije. Pošto se nalazi na udaru pogleda, treba je što kvalitetnije oblikovati (zarubljene ivice, beton odgovarajućeg kvaliteta, kvalitetna oplata). Posebnu pažnju treba posvetiti položaju i namještanju kotvi geotehničkih sidara, ako se radi o sidrenom zidu. U ovom slučaju se na određenim mjestima ugrađuju kontrolna i / ili sidra za mjerenje koja treba na odgovarajući način održavati.

Slika 5.16: Poprečni presjek vezne grede



Slika 5.17: Poprečni presjek srednje grede za sidrenje

Slika 5.18: Povezivanje srednje grede sa šipovima


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Sidreni potporni zidovi U slučaju da neposredno iznad zida od bušenih šipova prolazi saobraćajnica, onda vezna greda postaje dio kolovoza. U ovom slučaju treba veznu gredu oblikovati na odgovarajući način, ugraditi zaštitnu ogradu i hodnik za pješake. Vezna greda mora imati takve dimenzije i krutost da može preuzeti posljedice eventualnih oštećenja nosivih elemenata zida na bušenim šipovima (lokalno veći pritisci zemlje, popuštanje šipa, popuštnaje sidra, …) i prenese opterećenje na susjedne šipove odnosno sidra. Širina vezne grede treba biti veća od promjera šipa za 15 – 25 cm na svakoj strani zbog eliminisanja mogućih grešaka kod izvođenja šipova, te zbog lakšeg i jednostavnijeg ugrađivanja armature u gredi. Vertikalna armatura šipa ne omogućava ravnomjernu raspodjelu armature po donjoj stranici grede. Visina vezne grede ne treba biti veća od dužine sidrenja armature šipa plus 10 cm. Ako se zid od bušenih šipova sidra onda visina grede je min. 120 cm radi pravilnog oblikovanja i obrade kotvi geotehničkih sidara. U podužnom smjeru veznu gredu treba dilatirati na razmaku 15 do 20 m. U slučaju da se vezna greda na vrhu prilagođava razgibanom terenu radi ćega se u više navrata lomi, tada su rastojanja između dilatacije manja i prilagođena mjestima na kojima se lomi. Dilatacije se izvode u obliku »pero i utor«. Srednje grede za sidrenje pojavljuju se samo u slučajevima kod kojih je neophodno sidrenje na dva ili više nivoa po visini zida od bušenih šipova. Srednje grede povezuju šipove u cjelinu, ali prije svega imaju ulogu elementa konstrukcije u koji se ugrađuju kotve geotehničkih sidara. Raspored ovih sidara je obično takav, da sidra prolaze kroz prostor između šipova. Na mjestu srednjih veznih greda treba urediti kvalitetan spoj između šipa i vezne grede. Na spoju treba izbušiti u svaki šip po dvije rupe ∅ mm, dužine 45 cm u koje se ugradi armatura (sidra) u prethodno ispunjene rupe sa ekspanzijskim malterom. Na ovom području (kao što prikazuje slika 5.18) treba odstraniti beton šipova do armature, na ostaloj površini, koja je na spoju za veznom gredom, šip treba oprati i nahrapaviti.

Slika 5.19: Tlocrt dilatacijskog spoja na veznoj gredi

Slika 5.20: Tlocrt dilatacijskog spoja na srednjoj gredi Razmak između sidara zavisi od nosivosti pojedinačnog sidra i opterećenja zida od bušenih šipova. Treba težiti prema što manjem broju sidara, zato treba upotrebiti sidra maksimalne nosivost. U većini primjera maksimalnu nosivost prestavlja vanjska nosivost sidra, odnosno nosivost koju može preuzeti tlo odnosno stijenski masiv. Razmak između sidara na veznoj gredi ne smije biti u istoj ravnini manji od 50 cm. Kod razmaka koja su manja od 1,5 m treba predvidjeti sidro različite dužine, koji se ugrađuju neizmjenično sa različitim i izmjeničnim uglom nagiba sidra. Razlika u dužini mora biti jednaka dužini veznog dijela plus 2 m, dok razlika u uglu nagiba treba iznositi 10°. U slučaju sidrenja u kompaktnu, kvalitetnu stijensku masu, navedeni uslovi se upotrebljavaju kada je razmak između sidara manji od 1 m.




Na veznoj gredi treba sidra, po mogućnosti, rasporediti između šipova. U suprotnom se moraju rezati palice armature šipa (dvije do pet) pošto ometaju prolazak sidra i ugrađivanje kotve. Na veznoj gredi se obično ugrađuju sidra za testiranje na osnovu kojih se izvodi test za ocjenu i odredi vanjska nosivost sidra. Na srednjoj gredi za sidrenje obavezno se ugrađuju sidra između šipova. Ako treba sidra se mogu ugraditi u dva reda. Odvodnjavanje zaleđa zida od bušenih šipova je važno, da ne dođe do hidrostatičkih pritisaka na zid, koji bi u krajnjem slučaju, mogao oštetiti konstrukciju. Odvodnjavanje ovih zidova može se podjeliti na dva dijela i to odvodnjavanje zaleđa i odvodnjavanje površinskih voda.

Za odvodnjavanje voda zaleđa treba izvesti drenažu podužno uz gornju veznu gredu (slika 5.16) i izvesti dreniranje prostora između šipova.

Iza vezne grede treba, cca 50 cm ispod donjeg ruba horizontalne grede, izvesti horizontalnu drenažu. Drenažni zasip prostire se po cijeloj visini grede. Zasip se izvodi nakon ugrađivanja geotehničkih sidara pri čemu treba posebno paziti da ne dođe do oštećenja sidara. Dreniranje prostora između šipova može se izvesti na dva načina: • sa filterskim betonom između šipova i

armiranobetonskom oblogom sa vidne strane. Ovaj detalj je kvalitetan i zahtijeva više radnih postupaka;

• sa vertikalnim drenažnim cijevima u prostoru između šipova, što prestavlja jednostavniju ali i manje efikasnu izradu.

Svu sakupljenu dreniranu vodu treba, preko kontrolnih šahtova, nadgledati i sprovesti do sistema odvodnjavanja ili na odgovarajućim mjestima ispustiti u prirodu pošto se ne radi o zagađenoj vodi.

Blagovremeno i efikasno odvodnjavanje površinskih voda spada u važno rješenje koje učestvuje u stabilnosti ovih konstrukcija. Površinsku vodu treba po najkraćem putu kanalizirati izvan područja zida. U tu svrhu treba dimenzionirati presjek kanalete odnosno jarka kako ne bi došlo do prelijevanja vode preko zida u vrijeme intenzivnijih oborina. Dno kanala za odvod vode koji se prostiru preko strmih terena zaleđa treba obraditi na način koji će usporiti protok i umanjiti energiju vode prije ulijevanja u kontrolni šaht (oblogu iz lomljenog kamena, pragovi itd.).

Kvalitet betona za šipove mora biti minimum C 25/30 (MB 30) za stepen ispostavljenosti XC2. Vrsta i kvalitet armature je S 400 (RA 400/500). U slučaju da se zid od bušenih šipova nalazi uz kolovoz, onda beton mora odgovarati za stepen ispostavljenosti XF2. Kod ovakvih primjera, površinu zida u visini 3,0 m od donjeg vidnog ruba zida, treba zaštititi sa epoxi premazom, koji povećava odpornost betona na mraz uz prisustvo soli. Pri konstruisanju i izgradnji sidrenih zidova i konstrukcija pored uobičajnog betona odgovarajuće marke koriste se dranažni beton i torkret brizgani beton. Radi specifičnosti tih betona ovdje se daju neke njihove karakteristike i načini izgradnje.

Drenažni beton

Tip betona Posebna osobina po

PGD i tehničnim uslovima

Dodatni zahtjevi po tehničnim uslovima

Sadržaj cementa, vode i agregata

Drenažni beton – grubi, "A"

fcc = 5 N/mm2

propusnost za vodu kao za šljunak, k po Darcy-ju

granulacija jednofrakcijska, 8-32 mm

170 kg-C, 58 I-V, 8-16 mm… 40 %, 16-32 mm … 60 %

Drenažni beton – fini, "B"

fcc = 5 N/mm2

propusnost za vodu kao za šljunak, k po Darcy-ju

granulacija jednofrakcijska, 8-16 mm

170 kg – C, 56 I-V, 8-16 mm … 100 %



Ugrađivanje drenažnog grubog betona Betonirci rasprostiru grubi drenažni beton na temeljna tla direktno iz kamiona – miksera i uz pomoć rovokopača sa utovarnom kašikom. U tlocrtu raspoređuju beton u poprečnim trakama – kontinuirano u podužnom smjeru u jednom ili više taktova, po visini u jednom sloju debljine 35 cm. Kompaktnost trake – sloja izvodi se sa ručnim vibracijskim valjkom (npr. BW 70) sa 2x prelazima s vibracijom i to 1 prelaz poprečno i 1 prelaz podužno. Za njegovanje betona upotrebljava se pokrivač iz PE folije ili filca koji se ugrađuje na slobodne površine. Njegovanje sa tekućom vodom nije dozvoljeno pošto može doći do zatvaranja drenažnog sistema. Torkret brizgani beton Brizgani-torkret cementni beton (s Dmax=8 mm ili Dmax=16 mm) upotrebljava se za sprečavanje osipanja padina ili kao potporni element. Obloga iz brizganog betona zatvara prsline, sprečava ispadanje materijala, a sa tim i obrušavanje. Održavanje početne odpornosti masiva je važno radi uspostavljanja svoda koji se formira u masivu, npr. neposredno oko iskopanog profila. Torkretirana i sidrena armatura ili mikroarmirana (armaturne mreže, mikrovlakna) obloga ima različite debljine: 5 do 25 cm. Torkretiranje se izvodi po fazama napredovanja, dok se po debljini izvodi u slojevima. Torkret primarna obloga se sidra sa rudarskim sidrima tipa Swellex, SN i BIO. Gustina ugrađenih sidara zavisi od kategorije masiva (npr. predviđene: A2, B1, B2 i PC na području portala). Za ugrađivanje suhe mješavine betona u mješalicu i torkretiranje na površinu važe slični zahtjevi kao i za normalni beton koji se ugrađuje u oplatu. Na stijenskom masivu mora se ugraditi odgovarajuća čelična mreža – armatura koja obezbjeđuje preuzimanje sila prijanjanja sa stijenskim masivom. Stijena se mora prethodno očistiti sa komprimiranim zrakom ili vodom pod pritiskom. Stroj za torkretiranje mora imati opremu za doziranje tečnih dodataka betonu. Ostojanje između mlaznica i površine nanosa je 1,0 do 1,3 m, a ne smije biti veći od 2,0 m. Mlaznica sa tlakom 3 – 6 bara mora se usmjeriti okomito na površinu. Minimalno prekrivanje mreže sa torkret betonom mora

biti 50 mm, sa čime se ispunjava uslov korozije i propusnosti. 6. GEOTEHNIČKA ANALIZA

SIDRENIH ZIDOVA Dokaz pouzdanosti sidrenog zida je samostalni dio sadržaja idejnog projekta i projekta za dobivanje građevinske dozvole. Dokaz se oslanja na rezultate geološko-geomehanička ispitivanja i procjene geomehaničkih osobina tla, te prostorsko-urbanističke, saobraćajne, geodetske, putne, hidrološko-hidrotehničke, meteorološko-klimatske i seizmološke podatke. Pojam pouzdanosti uključuje sigurnost, upotrebljivost i trajnost potpornih konstrukcija. Dokaz pouzdanosti je obavezni sastavni dio projekta sidrenog zida koji, u zavisnosti od geotehničkih zahtjeva, sadrži dokaze graničnih stanja nosivosti, upotrebljivosti i trajnosti. Potrebna pouzdanost sidrenih zidova mora se dokazati za privremene, stalne i izvanredne projektne situacije, koje nastaju u toku izgradnje, upotrebe, održavanja te u izvanrednim situacijama za ukupni vijek trajanja potporne konstrukcije. Kod geotehničkog projektovanja ne mogu se analizirati svi strani projektni primjeri, koji su često slučajni ali realni da se dogode u životnom dobu sidrenog zida. Radi toga za svaku fazu građenja i eksploatacije, treba odrediti kritične primjere koji obrađuju najkritičnija stanja u toku trajanja sidrenog zida. Kod svake geostatičke analize sidrenog zida treba obraditi slijedeće projektne situacije: • projektna situacija početnog stanja padine,

postojećih objekata i infrastrukture u uticajnom području prije izvođenja građevinskih radova;

• tehnološke projektne situacije koje mogu sadržavati: izgradnju prilaznih puteva, radnih platoa, iskope građevinskih jama i radne faze izvođenja sidrenog zida;

• projektne situacije trajne eksploatacije objekta u predviđenom životnom trajanju,

• seizmičke i izvanredne projektne situacije. Sa analizom pojedinačnih projektnih situacija treba dokazati, da u ukupnom žiotnom trajanju obrađivanog sidrenog zida neće biti prekoračeno ni jedno granično stanje nosivosti, upotrebljivosti i trajnosti.



Kod upotrebe zahtjevnijih mehaničkih modela tla i potpornih konstrukcija može se, sa simuliranjem pojedinih faza građenja, postepeno analizirati više projektnih situacija uz istovremeno dokazivanje svih graničnih stanja nosivosti i upotrebljivosti.

Manje zahtjevni mehanički modeli potpornih konstrukcija i tla omogućavaju analize pojedinih graničnih stanja nosivosti i upotrebljivosti, ali su rezultati manje pouzdani i kod njihove interpretacije su važnija iskustva. Dozvoljava se upotreba samo onih modela, koji na zadovoljavajući način predočavaju mehaničke osobine tla i pojedinih elemenata potpornih konstrukcija uz granično stanje. 6.1 Granična stanja nosivosti Po evropskim geotehničkim normama prEN 1997-1:2001 razlikuju se slijedeća granična stanja: • gubitak globalne stabilnosti mase

temeljnog tla zajedno sa potporama konstrukcije, koja prouzrokuje znatna pomjeranja tla radi djelovanja napona na smicanje, slijeganja, vibracije ili podizanja, oštećenja ili smanjenja upotrebljivosti susjednih ili postojećih objekata, saobraćajnica i druge infrastrukture. Za dokazivanje razmatranog primjera najvažniji su parametri za odpornost i krutost tla odnosno nosivost pojedinih konstruktivnih elemenata;

• unutrašnje rušenje ili prekoračene deformacije pojedinih elemenata konstrukcije uključujući i šipove, zidove, sidra itd. kod kojih je odpornost konstrukcijskih materijala jako važna za

uspostavljanje odpora (STR);

• rušenje ili prekoračenje deformacija tla kod primjera kod kojih je odpornost tla odnosno stijenske mase najvažnija kod uspostavljanja potrebnih odpora (GEO);

• gubitak ravnoteže geotehničkih konstrukcija ili tla radi podizanja koga prouzrokuju pritisci vode (UPL);

• hidraulički lom tla, unutrašnja erozija tla i lokalno rušenje u tlu koji nastaju radi opterećenja tla sa hidrauličkim gradientom (HYD);

• gubici ravnoteže konstrukcija ili tla kao krutih tijela kod kojih, pri obezbjeđenju potrebnih odpora materijala konstrukcije i tla, nemaju značajniji uticaj (CAU). Kod potpornih konstrukcija ovo granično stanje nije tako značajno.

Granično stanje globalne stabilnosti obrađuje geomehaničke uslove gubitka globalne stabilnosti ili prekomjernih deformacija tla kod kojih je, za obezbjeđenje otpora, najvažnija odpornost tla i stijenske mase. Kod projektovanja i građenja sidrenih zidova mora se dokazati globalna stabilnost uticajnog područja, uključujući i zid od bušenih šipova i postojeće objekte, za sve analizirane projektne situacije. Treba dokazati globalnu stabilnost sidrenog zida, područja tla iznad i ispod sidrenog zida, prilaznih puteva, iskopa, radnih platoa čiju izradu uslovljava tehnologija građenja. Kod izbora odgovarajućih metoda za dokazivanje graničnih stanja globalne stabilnosti potrebno je uzeti u obzir: slojevitost padine, pojavljivanje i smjerove diskontinuiteta, procjeđivanja podzemne vode, porne pritiske, uslove kratkotrajne i dugotrajne stabilnosti, deformacije radi napona na smicanje i prikladnost upotrijebljenih modela za analizu potencijalnog rušenja. Granično stanje GEO obrađuje opasnost rušenja ili prekomjernih deformacija tla kod kojih je, pri obezbjeđivanju odpora, najvažnija odpornost tla i stijenske mase. Kod potpornih konstrukcija granično stanje GEO po pravilu obrađuje: nosivost temeljnog tla, određivanje pritiska tla (pritisaka i aktivnih otpora na potporne konstrukcije, vanjsku nosivost geotehničkih sidara idr. Granično stanje STR obrađuje unutrašnje rušenje ili prekomjerne deformacije elementa konstrukcije zajedno sa temeljima, šipovima, zidovima i sidrima kod kojih za dokazivanje nosivosti preovlađuje odpornost materijala konstrukcija. Kod potpornih konstrukcija sa graničnim stanjem STR dokazuje se dovoljna nosivost presjeka konstruktivnih elemenata na djelovanje opterećenja zatezanja pritiska, savijanja i torzije te kombinacije navedenih uticaja. Granično stanje UPL obrađuje rušenje tla i/ili potporne konstrukcije radi narušene ravnoteže vertikalnih sila u slučajevima kod kojih odpornost tla ima mali uticaj.



Granično stanje HYD obrađuje stanje rušenja tla na uticajnom području potporne konstrukcije radi prekoračenih hidrauličkih gradiendov kod kojih, odpornost tla ili stijenske mase ima veliki uticaj. Ova analiza graničnog stanja obavlja se uvijek u slučajevima kod kojih se pojavljuje filtracija podzemne vode u smjeru prema gore ispred potporne konstrukcije i kod svih slučajeva kod kojih su nivoji vode ispred i iza različiti.

Kod sidrenih zidova, odnosno u svim slučajevima gdje stabilnost konstrukcije zavisi od pasivnog odpora ispred nje potrebno je, pri dokazivanju graničnih stanja nosivosti, smanjiti projektovanu kotu tla za vrijednost Δa, koja kod prosječne pouzdanosti kontrole i nadzora na gradilištu za sidrene ili poduprte sidrene zidove iznosi 10 % ostojanja između najniže potpore odnosno sidra, ali najviše 50 cm. 6.2 Granično stanje upotrebljivosti Kod sidrenih zidova treba obraditi granično stanje upotrebljivosti za privremene i trajne projektne situacije. Granična stanja se, prije svega odnose, na deformacije potporne konstrukcije i tla, te drugih objekata i infrastrukture na uticajnom području potporne konstrukcije. Kod izbora računskih vrijednosti graničnih pomjeranja treba uzeti u obzir rizike kod određivanja prihvatljivih vrijednosti, pojavu i intenzitet pomjeranja tla, vrstu konstrukcije i konstrukcijskog materijala, načina temeljenja, načina deformacija, dilatacije te povezivanje sa drugim objektima. Za zahtjevnije elemente betonskih konstrukcija treba dokazati granična stanja pukotina sa posebnim utemeljenjem očekivanih događanja na nedostupnim mjestima te na području predviđenih radnih spojnica. Za dokazivanje graničnih stanja upotrebljivosti elemenata konstrukcija treba uzeti u obzir odredbe evropskih norma prEN 1992. 6.3 Modeliranje tla i sidrenih zidova Geomehaničke analize sidrenih zidova treba urediti na mehaničkim modelima tla i potpornih konstrukcija. Obično je dozvoljena upotreba analiza na proizvoljnim modelima koji su naučno utemeljeni i prihvatljivi odnosno potvrđeni u geotehničkoj praksi.

U želji da dobiju sigurniju i ekonomičniju konstrukciju, projektanti upotrebljavaju različite kompjuterske programe. Kada su u pitanju različitosti, onda se misli na različite teoretičke koncepte, a ne porijeklo (autorstvo) programa. Svi programi su pripremljeni na način koji omogućava jednostavnu pripremu ulaznih podataka da rezultati ovih analiza omogućavaju dimenzioniranje potporne konstrukcije. Za dimenzioniranje sidrenog zida, dovoljno je da konstruktor ima podatke o dubini temeljenja zida, potrebnoj sili sidrenja, tok momenata sanjanja i poprečnih sila po dužini zida. Poželjno je, da ima podatke o pomjeranjima i savijanjima potporne konstrukcije. Kod analize sidrenog zida u praksi se pretpostavlja površinsko deformacijsko stanje, što znači da se zid ponaša kao ploča. Obično se sidreni zidovi računaju kao linijski elementi širine 1 m. U statičkom smislu sidreni zidovi prestavljaju jednostavne linijske nosače, koji su elastično poduprti u jednoj ili više točaka (mjesto sidara) i kontinuiranoj elastičnoj potpori u temeljnom tlu. Opterećenja ovih linijskih nosača su pritisci tla i podzemne vode iza zaleđa potporne konstrukcije, reakcija geotehničkih sidara i otpor temeljnog tla na zračnoj strani potporne konstrukcije. Opšti početni utisak nameće zakjučak, da je statička analiza sidrenih zidova jednostavna, međutim u stvarnosti je sasvim drugačije. Velike teškoče prestavljaju nepoznavanje deformacija potporne konstrukcije odnosno okolnog tla. Uticaj interakcije, između potporne konstrukcije i okolnog tla je veliki, kako na opterećenje tako i na reaktivne količine u potpornoj konstrukciji. 6.3.1 Kruto plastični model tla i sidrenih

zidova Kod ovog najjednostavnijeg modeliranja osobina tla prestavljen je kruto-plastični model sa izabranim parametrima otpora na smicanje (parametri c' i ϕ), dok se za potporne konstrukcije upotrebljava model krutok, a može i elastičnog tijela. Geotehnička sidra se uzimaju u obzir sa projektovanim veličinama sila sidrenja. Podzemne vode, površinska i dodatna seizmička opterećenja u mehaničkom modelu uzimaju se u obzir kao površinske ili



volumenske sile koje se nadomjeste sa modelom opterećenja. Kao osnova ovom računskom modelu služi unaprijed kvalitetno propisano kinematičko ponašanje potporne konstrukcije i granično odnosno projektno naponsko stanje u tlu ispred i iza potporne konstrukcije. Upotreba kruto plastičnog modela tla i sidrenog zida ne omogućava proračun stvarnog pomjeranja potporne konstrukcije. Radi toga se obično klizni pritisci tla računaju sa odgovarajućim faktorima sigurnosti, koji su za aktivne pritiske tla manji, a za pasivne pritiske veći. Kada se zna tok aktivnih i pasivnih pritisaka po dužini sidrenog zida, onda je jednostavno određivanje unutrašnjih statičkih količina, napona u tlu i sila sidrenja. Kod ovakvog modeliranja važno je trenje između potporne konstrukcije i tlom »σ« čiji aktivirani dio treba odrediti u odnosu na uslove aktiviranja relativnih pomjeranja u kontaktnoj površini između potporne konstrukcije i tla. Ovakav pojednostavljen model tla i potpornih konstrukcija uz upotrebu pojedinačnih jednostavnih modela graničnih stanja, omogućava kontrolisanje i utvrđivanje pouzdanosti planiranih projektnih rješenja. Ovi modeli potpornih konstrukcija omogućavaju srazmjerno tačno određivanje graničnih vrijednosti uticaja i otpora (aktivni i pasivni pritisci tla te nosivost temeljnog tla) u slučajevima kada treba aktivirani dio tih vrijednosti ocijeniti u pogledu očekivane odnosno dozvoljene deformacije potporne konstrukcije i tla u uticajnom području. Analize sa promjenom propisanog kinematičkog ponašanja i kliznih aktivnih i pasivnih pritisaka zemlje su jednostavne i često upotrebljavane. Uz pravilnu primjenu mobiliziranih parametara otpornosti okolišnog tla, ove analize daju dosta ekonomične konstrukcije. Metoda ne može uzeti u obzir uticaje deformabilnosti potporne kontrukcije na preraspodjelu pritisaka tla radi čega je njena upotreba ograničena na analizu krutih zidova. Na osnovu dobivenih rezultata mogu se izračunati samo relativna, ali ne mogu i apsolutna pomjeranja sidrenog zida. Kod proračuna sa kliznim pritiscima zemlje potrebno je uzeti u obzir dva ekstremna primjera:

• granično stanje pasivnog odpora za

određivanje unutrašnjih statičkih količina i • primjena mobiliziranog pasivnog odpora za

određivanje dubine temeljenja.

Slaba strana opisanog modela prestavlja nemogućnost proračuna pomjeranja potporne konstrukcije i verifikovanje vrijednosti rezultirajućih aktivnih i pasivnih pritisaka tla, odnosno ne može se računski opravdati koeficijent sigurnosti. Sa primjenom faktora sigurnosti koji se u praksi najviše upotrebljavaju za projektovane pritiske tla (obično se kod aktivnih pritisaka reducira kohezija c i količnik ugla trenja tanϕ sa faktorom Fa = 1,3 do 1,5, pasivni otpor sa faktorom Fv = 1,5 do 2,0) je opasnost od rušenja na ovakav način provjerenog zida, vrlo mala. 6.3.2 Elasto-plastični mehanički model

Elasto-plastično modeliranje potpornih konstrukcija i tla omogućava analizu projektnih situacija sa uzimanjem u obzir ukupnog uticajnog područja sa objektima i spravama koji se u uticajnom području nalaze. Osobine temeljnog tla su u ovakvim modelima uzete sa elasto-plastičnim konstruktivnim modelima. Elementi potpornih konstrukcija, razupora i sidara modeliraju se sa elastičnim odnosno elastoplastičnim grednim elementima. Za analiziranje stvarnog stanja u pojedinim projektnim situacijama najbolje je upotrijebiti metodu konačnih elemenata. U proračunu se uzimaju dodatna projektna opterećenja, usiljena pomjeranja i uticaji podzemne vode po teoriji efektivnih naponskih stanja. Prednosti ovakvih analiza odražavaju se prije svega u obezbjeđenju primjenljivosti deformacija tla i pojedinih elemenata potpornih konstrukcija te u činjenici, da su sa analizom određeni stvarni uticaji na elemente potpornih konstrukcija te deformacije na centralnom uticajnom, odnosno analiziranom području.

Numerička analiza sidrenih zidova po metodi konačnih elemenata koja se oslanja na elasto-plastičnim modelima i omogućava modeliranje temeljnog tla, potporne konstrukcije, sidara i prilika na spoju različitih medija sa odgovarajućom zbirkom konačnih elemenata, nudi najbolji uvid u naponsko i deformacijsko stanje u zidu, sidru i okolnom tlu. Primjena iterakcije između tla i konstrukcije vodi ka realnoj distribuciji pritisaka tla u pogledu na deformacije zida i tla.

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Sidreni potporni zidovi veliko zavisi od ocjenjene vrijednosti modula reakcije tla, naročito od toga da li je ovaj modul uzet kao konstantna vrijednost po čitavoj dubini ili je usvojena pretpostavka, da modul sa dubinom raste u zavisnosti od geološke građe tla.

Ovakav pristup zahtjeva prilično tačne podatke o osobinama temeljnog tla (naponi na smicanje, deformabilnost za opterećena i rasterećena stanja, stratigrafiju uticajnog područja, podatke o objektima na uticajnom području itd.). Za dobivanje ovih rezultata potrebni su opsežni radovi na ispitivanju.

Na dobivene rezultate u velikoj mjeri utiče i pretpostavljeni sistem elastičnih potpora u podnožju potporne kosntrukcije i omjera između krutosti pojedinih računskih elemenata (zid, sidro, elastične potpore).

6.3.3 Model na osnovu modula reakcije tla

Nepoznavanje stvarnih pomjeranja potporne konstrukcije koja utiču na raspoređivanje i veličinu aktivnih i pasivnih pritisaka tla na zidove od bušenih šipova, prestavlja glavni uzrok zbog koga se upotrebljava modul reakcije tla u analizi ovih zidova.

Na osnovu navedenog može se zaključiti da su rezultati statičke procjene potpornih konstrukcija sa upotrebom modula reakcije tla jako upitni. Naročito opasna je upotreba različitih kompjuterskih programa koji omogućavaju primjenu elastičnih potpora kod kojih je definisana njihova deformacija, ali nije nosivost. Kod upotrebe ovakvih programa mogu biti podcijenjene dubine uklještenja zidova od bušenih šipova (uslovi ravnoteže su ispunjeni dok dobiveni reaktivni pritisci u elastičnim potporama prelaze granična stanja).

U praksi se zidovi od bušenih šipova modeliraju kao nosači koji su na zračnoj strani zida pod površinom zemlje (slika 6.1a i 6.1c), ili ispod »nulte« tačke (gdje je predviđena nulta razlika između aktivnim i pasivnim pritisaka tla – slika 6.1b) poduprti sa sistemom elastičnih potpora (opruge). U slučaju kada je zid od bušenih šipova jedanput sidren, onda se obično predvidi elastična potpora i na mjestima pričvršćenja sidra. Ovi modeli su neupotrebljivi, ako se osim

popuštanja elastičnih potpora ne uzmu u obzir i njihove nosivosti za određene dubine uklještenja zida od bušenih šipova. Nosivost se mora odrediti sa analizom stabilnosti ili iz ravnoteže kliznih pritisaka tla.

Kao opterećenje na konstrukciju šipova uzimaju se klizni pritisci na zaleđnoj strani zida. U odnosu na način podupiranja zida sa sistemom opruga na zračnoj strani potporne konstrukcije (umjesto pasivnog odpora tla) Prednost postupka sa upotrebom modula

reakcije tla je u tome da se mogu odrediti i pomjeranja potporne konstrukcije, ako se za elastične veze uzmu u obzir deformacije i nosivost. Bez obzira na tu činjenicu još uvijek je prisutan uticaj preuzete vrijednosti za modul reakcije tla.

opterećenje se uzima po čitavoj dužini nosača (slika 6.1a) ili do »nulte« tačke (slika 6.1b) odnosno do dna iskopa na zračnoj strani konstrukcije (slika 6.1c). Modul reakcije tla »k« (kN/m3) je obično procijenjena vrijednost. Definisan je kao sorazmjerni faktor između normalnih napona u tački potporne konstrukcije i pomjeranjem te tačke (σ = k . m). Ovaj izraz napona pokazuje, da konačni rezultat (prije svega pasivni otpor zemlje) analize zida od bušenih šipova sa upotrebom modula reakcije tla u

Slika 6.1: Mogući načini proračuna kod statičke analize sidrenog zida od bušenih šipova sa upotrebom modula reakcije tla



Slika 6.2: Raspored pritisaka i pomjeranja kod

Slika 6.3: Raspored pritisaka i pomjeranja kod jednostruko sidrenog zida od konzolnog zida od bušenih šipova bušenih šipova

7. IZRADA SIDRENIH ZIDOVA 7.1 Općenito o izradi sidrenih zidova U ovom poglavlju dati su postupci koje treba uzeti u obzir u toku izgradnje sidrenih zidova u cilju obezbjeđenja sigurnosti, odgovarajući kvalitet, izgled i upotrebljivost izgrađene konstrukcije. Projektant konstrukcije u tehničkom izvještaju, a geolog u geološko-geomehaničkom izvještaju moraju upoznati izvođača radova na posebne karakteristike na koje mogu naletiti u toku izvođenja radova (lokacije klizišta, dotoci podzemne vode, maksimalne lokalne nagibe privremenih ukopa).

Izrada sidrenih zidova sastoji se iz više faza koje su međusobno povezane i izvode se po pravilnom redoslijedu. Izradu faza treba uskladiti i sa eventualnom izgradnjom drugih objekata koji su u neposrednoj vezi sa izvođenjem sidrenog zida. Kod planiranja treba posebno uzeti u obzir pojedinačne sigurnosti izgradnje predmetnog objekta i susjednih objekata, te sigurnost i stabilnost cijelog područja, koje može biti u vezi sa izgradnjom svake pojedinačne faze. Izvedbeni tehnološki elaborat izrađuje izvođač radova. Tehnološki elaborat mora obezbijediti oblik predviđen po projektu, kvalitet i trajnost konstrukcije uz primjenu svih zahtjeva koji su vezani za obezbjeđenje sigurnosti i zdravlja ljudi. Posebnu važnost treba posvetiti opštoj organizaciji i redoslijedu izvođenja radova na izgradnji koji treba biti usklađen sa statičkom analizom projektnih situacija.

Za svaki zid se mora izraditi tehnološki elaborat koji sadrži definisane prilazne puteve, radne platoe, način i tok odvodnjavanja površinskih i zaleđnih voda, faze i etape izgradnje zidova sa privremenim osiguranjem i terminskim planom napredovanja radova. Izgradnju zida treba uskladiti sa kompletnim redoslijedom izvođenja radova na čitavoj dionici puta. Postupak građenja pojedinačnog zida je relativno jednostavan, dok je građenje više različitih sistema zidova dosta komplikovan rad i zahtjeva varijantne obrade. Organizacija i faznost izgradnje moraju biti taki da izgradnja jednog zida ne ugrožava sigurnost već izgrađenog dijela ili zida u cjelini (slika 7.1). Svaka eventualna ostupanja od projektovanih rješenja dozvoljena su samo uz pismenu saglasnost naručioca i odgovornog projektanta. Prilazni put do radnih platoa mora omogućavati pouzdan i siguran transport radnika i materijala. Trasu prilaznog puta treba provući i utvrditi tako, da njegova upotreba ne prouzrokuje negativne uticaje na stabilnost kosina ukopa i nasipa puta. Širinu puta treba prilagoditi terenskim prilikama i vrsti transportnih srestava i mehanizacije. Kod izvođenja zidova od bušenih šipova, minimalna širina prilaznih puteva je 5,0 m, kod ostalih zidova min. 3,0 m. Radni plato treba da ima dovoljnu širinu za sigurno i kvalitetno izvođenje radova. Kod određivanja širine treba uzeti u obzir i potrebnu širinu za postavljanje elemenata oplate, njihovo podupiranje i osiguranje, postavljanje radnih skela te širinu potrebnu za upotrebu mehanizacije.




Odvodnjavanje prilaznih puteva i radnih platoa treba urediti tako, da ne preozrokuje nestabilnost na području gradilišta i oštećenja navedenih površina. Kod iskopa za sidrene zidove ili pojedine dijelove zidova (kampade, etape) treba poštovati projektovana rješenja. Otvaranje građevinske jame može se izvesti najviše na dužini jedne radne kampade, odnosno maksimalno do obima koji je predviđen projektom. Iskop iza zaleđa treba izvoditi u takvom obimu koji obezbjeđuje privremenu stabilnost kosine iskopa. U koliko, radi objektivnih razloga, izvođač mora izvesti iskop sa većim nagibom kosine od projektom propisanog, onda se mora pobrinuti za odgovarajuću zaštitu iskopa, koja obezbjeđuje približno istu stabilnost. Ove promjere mora ovjeriti odgovorni projektant. Kod postavljanja oplate sidrenih zidova potrebno je uzeti u obzir sva upustva iz projekta u pogledu kvaliteta upotrebljenih elemenata za oplatu. Ona zavisi samo od strane zida ili eventualno dodatne obrade vidnih površina. Armatura armiranobetonskih sidrenih zidova ugrađuje se u skladu sa armaturnim nacrtima. Kod ugrađivanja treba paziti na zaštitni sloj armature koji mora iznositi 5 cm za površine koje dolaze u dodir sa zemljom, na ostalim mjestima 4,5 cm. Za osiguranje zaštitnih slojeva obavezna je upotreba distancera iz materijala koji ima iste karakteristike kao beton (betonski ili beton sa vlaknima). Betoniranje sidrenih zidova može početi tek poslije preuzimanja armature koju obavlja nadzorni organ. Preporučuje se betoniranje sa što manjim brojem radnih spojeva. Ako su spojevi neophodni iz tehnoloških razloga i visine zida, onda ove spojeve treba izvesti kao vodonepropusne u skladu sa zahtjevima u pogledu vodonepropusnosti cijele konstrukcije. Dodirne spojnice između pojedinih kampada treba izvesti u skladu sa PS 1.2.9. Posebnu pažnju treba posvetiti slučajevima kod kojih su nosiva tla promjenljivo nosiva. U takvim primjerima obavezno se zid izvodi sa zubom zbog sprečavanja pomjeranja između pojedinih kampada. Kod takvih spojeva treba izbjegavati geotehnička sidra.

Osnovni elementi koji sastavljaju konstrukciju ovih zidova su armirani beton i geomehanička sidra. U pogledu izvođenja samih armiranobetonskih elemenata nema posebnih zahtjeva koji izlaze iz okvira opšte poznate tehnologije, dok se izvođenje geotehničkih sidara treba obavljati prema odredbama datih u poglavlju 9. 7.2 Posebne specifičnosti pri izradi

pojedinih tipova sidrenih zidova Na slici 7.1 detaljno su prikazane sve faze izgradnje zida. Posebnu pažnju treba posvetiti građenju zidova koji se izgrađuju od gore prema dole. Ovaj tip zida upotrebljava u zahtjevnim geološko-geomehaničkim uslovima, a gradi se po kampadama na preskok minimalne dužine 5,0 m. Kampade obično imaju dužinu 7,0 m, visinu do 3,5 m, a zavise od geološko-geomehaničkih karakteristika i hidroloških uslova. Zidovi koji su duži od 30 m moraju se dilatirati. Dilataciju treba izvesti sa smičućim zubom kroz koji prolazi traka za dilatiranje. Dužine pojedinih dilatacijskih jedinica treba da su cca 20 m. Na zidovima po dužini dilatacija, sa obe strane, treba predvidjeti sidra u svakoj etapi bez obzira na potrebu sa geostatičkog vidika. Sa smičućim zubom i sidrima uz dilataciju sprečava se eventualna pojava nejednakih deformacija na zidu. 7.3 Izgradnja zidova od bušenih šipova Izrada zidova od bušenih šipova sastoji se iz više radnih faza koje su međusobno povezane i slijede jedna drugoj. Pošto su zidovi od bušenih šipova obično vezani sa drugim objekima, onda izvođenje pojedinih faza treba usaglasiti sa predviđenim planom. Svi postupci za izvođenje te za siguran i kvalitetan rad trebaju biti opisani u tehnološkom projektu izvođenja zidova od bušenih šipova i projektu organizacije gradilišta. Ove projekte moraju pripremiti projektant i izvođač radova. Projektant konstrukcije u tehničkom izvještaju i geolog u geološkom izvještaju moraju upozoriti izvođača radova na sve posebne specifičnosti na koje mogu naići u toku izvođenja radova (lokacije klizišta, lokacije dotoka vode, maksimalni lokalni nagibi privremenih ukopavanja…).



Radni plato mora biti toliko širok, da omogućava kvalitetno i sigurno izvođenje radova kod upotrebe stroja za »bušenje« šipova i da je sa njega omogućeno ugrađivanje armaturnih koševa i betona. Širina platoa mora iznositi najmanje 5 m. Mora se na odgovarajući način utvrditi i odvodnjavati. Odvodnjavanje platoa mora biti izvedeno tako, da ne preuzrokuje nestabilnost tla na široj lokaciji građenja. Pri izvođenju šipova važna je kota platoa. Ona treba da iznosi najmanje 10 cm više od buduće gornje kote vezne grede šipova. Sa ovim se sprečava krivljenje armature, koja viri iz već izgrađenih šipova, sa gusjenicama mašine za izradu šipova. Na platou se izvodi i iskolčavanje šipova. U PGD mora biti obrađeno i dato iskolčavanje zida od bušenih šipova u karakterističnim profilima (obično na 20 m), dok u projektu za izvođenje (PZI) mora biti dato iskolčavanje za svaki tip posebno. Iskolčavanje je obrađeno u Goussovim koordinatama. Kod bušenja šipova treba prije svega paziti na tačnost izvođenja u pogledu vertikalnosti i lokacije šipa. Eventualne greške nakon iskopa ometaju tok građenja, dok pri samoj gradnji nekonstantne mjere prouzrokuju dodatne teškoće. Bušenje mora pratiti odgovorni geolog koji vodi dnevnik bušenja šipa sa stalnim upisima sastava tla. Sa odgovornim izvođačem radova brine o tačnosti izvedenih šipova u pogledu kota i da li su dovoljno uklješteni u nosiva tla. U slučaju odstupanja u nosivom tlu od predviđanja iz projekta, moraju odmah obavijestiti odgovornog projektanta te zajedno donijeti daljna upustva. Kada se postigne zahtjevana dubina bušenja, u bušotinu treba što prije ugraditi armaturu šipa. U slučaju da je dužina šipa veća od dužine armaturnih palica, onda treba dva koša spojiti na licu mjesta. Pri tome treba paziti da hod spiralne armature bude gušći na području postavljanja koša.

Nakon završetka postavljanja armature može se odpočeti betoniranje. Betoniranje se izvodi sa kontraktorskom cijevi koja u svakom trenutku mora biti potopljena u betonsku mješavinu min. 1 m. To zahtjeva betoniranje od početka do kraja bez prekida i zastoja. U skladu sa napredovanjem betoniranja iz bušotine se izvlači zaštitna kolona šipa. To se mora raditi pažljivo, kako se pri tome nebi izvukla armatura.


I. faza: široki iskop izvođača trase do vezne grede

II. faza: široki iskop izvođaća trase do donjeg ruba prve etape u nagibu 1:2 III. faza: 1. Iskop izvođača zida u nagibu zida za prvu etapu u pojedinoj kampadi

2. Izrada privremenog podbetona debljine 15 cm 3. Polaganje podužne drenažne cijevi 4. Izrada betona uz otvore za odvodnjavanje 5. Postavljanje ploča 6. Betoniranje filterskog betona 7. Prednaprezanje geotehničkog sidra 8. Izgradnja kanalete 9. Betoniranje vezne grede ploča

IV. faza: široki iskop izvođača trase do donjeg ruba druge etape u nogi br. 1:2 V. faza: 1. Iskop izvođača zida u nagibu zida za drugu etapu u pojedinoj kampadi 2. Uklanjanje podbetona 3. Ugrađivanje drenažnog geoteksila i podužne drenažne cijevi iza temelja 4. Izrada temelja 5. Postavljanje ploče 6. Betoniranje filterskog betona 7. Betoniranje spojeva između ploča 8. Prednaprezanje geotehničkog sidra 9. Uređenje berme VI. faza: kao II. faza VII. faza: kao III. faza VIII faza: kao IV. faza IX. faua: kao V. faza X. faza: kao II. faza XI. faza: kao III. faza XII. faza: kao II. faza XIII. faza: kao III. faza Slika 7.1: Šematski prikaz faza građenja sidrenog zida




Betoniranje se izvodi cca 30 do 50 cm iznad predviđene kote gornjeg ruba šipa. Pri tome se izgura betonska mješavina sa primjesom zemlje na vrh šipa. Zato se taj višak betona slijedeći dan, kada beton još nije stvrdnuo, odstrani. Vezna greda se izvodi na podbetonu. Obzirom da je greda vidna, potrebno je upotrijebiti oplatu za vidni beton, a rubove skinuti. U slučaju da se u veznoj gredi nalaze kotve za sidrenje, iste treba ugraditi okomito na sidro i za taj položaj prilagoditi oplatu grede. Odmah nakon izrade, na vezne grede treba ugraditi repere za mjerenje deformacija sa nultim – početnim visinskim kotama i označiti njihovu tačnu poziciju. Ako su predviđena sidra onda se nakon izrade vezne grede pristupa ugrađivanju i prednaprezanju sidara. Nakon prednaprezanja slijedi odkopavanje tla na zračnoj strani do nivoa slijedeće grede za sidrenje odnosno do dna izvođenog zida iz prethodne faze. Postupak izgradnje srednje grede za sidrenje, ugrađivanje i prednaprezanje sidara identičan je prethodno opisanom. Kada su primarni dijelovi zida od bušenih šipova izgrađeni, počinje izgradnja drenaža: horizontalnih ispod vezne grede i vertikalnih između šipova. Ujedno se obrađuju vidne površine šipova, koje mogu biti u nekoherentnom tlu »obložene« sa dobetoniranim dijelom tla ili se peru sa vodom pod pritiskom. Na kraju postupka slijedi još i izrada završnog sloja između šipova: preko betonskog drenažnog sloja napne se PVC folija, na bočnom dijelu šipa nalijepi se nabrekajuća traka i zabetonira razmaknuti prostor između šipova. Na dnu vidnog dijela zida od šipova skuplja se drenirana voda iz prostora između šipova, a od tu sa podužnom drenažnom cijevi izvodi van zida u okolinu ili se spajaju na odvodnjavanje ukupne okoline.

8. PRAĆENJE, OBEZBJEĐENJE KVALITETA I ODRŽAVANJE SIDRENIH ZIDOVA

8.1 Praćenje i obezbjeđenje kvaliteta u

toku građenja Za kvalitetan i sigurno izgrađen objekat mora investitor, pored kvalitetnog i osposobljenog izvođača, uključiti u proces građenja i stručno osposobljeni nadzor. Odgovorna nadzorna služba kontroliše: - da li se u projekat za izvođenje blago-

vremeno unose sve promjene i dopune koje nastaju u toku građenja i da li se sa takvim promjerama slažu investitor i projektant;

- usklađenost projekta za izvođenje (PZI) konstrukcije sa građevinskim propisima;

- kvalitet i kakvoća ugrađenih građevinskih i drugih proizvoda, instalacija, tehnoloških naprava i opreme;

- dogovorene rokove izvođenja radova. Odgovorni nadzorni organ mora sve nalaze iz gore navedenih kontrola svakodnevno upisivati u građevinski dnevnik. Na kliznim i nestabilnim područjima potrebno je prije početka građenja pregledati teren sa namjenom, da odgovorni projektant konstrukcije, odgovorni geolog i odgovorni nadzorni organ zajedno odrede da li je potrebno ugrađivanje inklinometara na predviđenom području građenja i da tačno odrede mjesta njihovog ugrađivanja. Odmah nakon ugrađivanja izvede se nulto snimanje i odredi gustina uvodnih mjerenja. Gustina mjerenja se određuje na bazi izmjerenih rezultata. U toku građenja treba posvetiti posebnu pažnju mjerenju repera koji su ugrađeni na objekat. Reperi se ugrađuju u toku izvođenja konstrukcije na vezne grede i grede za sidrenje na međusobnim razmacima cca 20,0 m. Ako se konstrukcija nalazi i nestabilnom ili plazovitom području, onda se reperi ugrađuju na međusobnom razmaku od 10,0 m. Za repere treba napraviti nulto snimanje, a nakon toga se izvode mjerenja u određenim vremenskim razmacima. Mjerenje se obavezno izvodi i nakon izvedenih većih zemljanih radova (odkop zemlje na zračnoj strani zida) koji mogu prouzrokovati dodatne pritiske na zid od bušenih šipova, te nakon svakog napenjanja geomehaničkih sidara.



Ako se uoče pomjeranja u inklinometrima koji su ugrađeni na području zida i na samom početku osmatranja konstrukcije, onda se mjerenja repera izvode u vremenskim razmacima od 7 dana. Ako su izmjerena pomjeranja u intervalu 7 dana veća od 5 mm, tada se interval smanjuje na 3 dana. Ako se pomjeranja nastavljaju, mjerenje repera se obavlja svaki dan. Ako su pomjeranja repera manja od 5 mm, onda se slijedeće mjerenje obavlja kroz 7 dana pa onda poslije 14 dana. Ako nakon 14 dana nisu zabilježena ukupna pomjeranja veća od 10 mm može se interval mjerenja produžiti na 30 dana, a nakon toga 90 dana. U toku građenja interval praćenja ne može biti veći od 90 dana. Ako se u toku mjerenja pojave iznenadna pomjeranja, onda se gustina mjerenja prilagodi gore navedenim vremenskim intervalima. Pomjeranja reperskih tačaka treba mjeriti sa geodetskim instrumentima koji obezbjeđuju tačnost ± 1 mm. U skladu sa mjerenjem repera treba izvoditi i mjerenja na mjernim mjestima i kontrolnim sidrima, ako su ista predviđena u konstrukciji. Dodatna mjerenja na sidrima, a u vezi sa tim i na reperima, treba izvoditi u slučajevima pada ili prirasta sile sidrenja za 10 kN. Mjerenje sila u sidrima treba izvoditi sa instrumentima, koji imaju atest i koja su kalibrirana u duhu zahtjeva proizvođača za njihovu upotrebu. Sva mjerenja repera, mjernih i kontrolnih sidara u času građenja treba posredovati odgovornom projektantu i odgovornom nadzornom organu. 8.2 Održavanje sidrenih zidova Nakon završene izgradnje dolazi na red druga vrsta nadzora. Namjena ovog nadzora je obezbjeđenje sigurnosti, upotrebljivosti i trajnosti potporne konstrukcije. U cilju organizacije ovakvog nadzora, zakon je propisao izradu projekta za održavanje objekta, koji je sastavni dio tehničke dokumentacije. Projekat za održavanje i upotrebu objekta je sistematično uređen zbir slikovnog gradiva, crteža i teksta u obliku jamstva, potvrde,

sadržaja, shema, upustava i sličnih sadržaja, koji određuju pravila za upotrebu i održavanje izgrađenog odnosno rekonstruisanog objekta i ugrađenih instalacija na osnovu kojih se vlasniku omogućava održavanje na odgovarajući način. Glavne karakteristike i posebnosti koje su kod održavanja najuznačajnije i koje treba poznavati sa ciljem lakšeg razumjevanja, boljeg održavanja i pregleda objekta su: • Trajna geotehnička sidra – redovno treba

očitovati sile u mjernim sidrima i upisivati u tabele koje su u prilogu poslovnika za održavanje. U koliko dođe do pada ili prirasta sila u sidrima za veću vrijednost od 10 kN, onda mjerenja treba izvoditi u kraćim vremenskim razmacima.

• Obavezno i redovno očitavanje i upisivanje koordinata ugrađenih repera – načelni snimak i tabela moraju se priložiti uz poslovnik za održavanje. Kod svakog izmjerenog pomjeranja repera, koja su veća od 5 mm, treba mjerenja ponavljati u kraćim vremenskim intervalima.

• Drenaže za odvodnjavanje voda iz zaleđa moraju biti čiste sa čime se omogućava normalno oticanje vode u odvodni sistem.

• Treba redovno pregledavati i po potrebi čistiti drenažnu ispred zida.

• Treba redovno pregledavati i po potrebi čistiti ispust drenaže i šahta za reviziju koji se nalaze iza zida.

• Redovno treba pregledavati i po potrebi čistiti koritnicu iza opornog zida. Eventualna oštećenja treba odmah sanirati da ne bi došlo do nepotrebnog pronicanja vode iza potporne konstrukcije.

• Redovno i vizualno treba pregledavati vanjske površine zida zbog eventualnog pojavljivanja pukotina.

Obilasci i nadziranje omogućavaju određivanje nivoa redovnog održavanja te konstatovanja i odklanjanje nedostataka koji mogu prouzrokovati veća oštećenja i štete. Nadziranje objekta sastoji se iz slijedećih aktivnosti: - obavljanje pregleda - izrada izvještaja - programiranje održavanja i mjera za

sanaciju - kontrola kvaliteta održavanja mjera za

sanaciju



Pregledi se mogu podijeliti po vremenu i funkciji na: - tehnički pregled (uz predaju objekta) - tekući pregledi (uz obhodnju ceste) - redovni pregled (1. godine nakon tehničkog

pregleda) - redovni pregledi na 2.godine - glavni pregledi na 6. godina po isteku

garancije - izvanredni pregledi (po izvanrednim

događanjima) - detaljni pregledi (sa posebnom namjenom). 8.2.1 Tehnički pregled (nulti pregled) Tehnički pregled prilikom predaje objekta naziva se i nulti pregled, obavlja se u skladu sa važećim Zakonom o izgradnji objekata. Obavlja ga upravni organ koji je izdao građevinsku dozvolu. Ovim pregledom utvrđuje se:

- da li je objekat izveden u skladu sa tehničkom dokumentacijom, propisima i standardima za izgradnju takvih objekata;

- kontrola dokaza o kvalitetu svih ugrađenih materijala (atesti, kontrolna mjerenja, superkontrola …),

- kontrola dokaza opšte sigurnosti objekta i saobraćaja (upotreba objekta).

Potrebno je izvesti i nulti nivelmanski pregled repera - zapisnik o očitavanju repera, koji se mora priložiti uz poslovnik o održavanju. 8.2.2 Tekući pregledi Tekuće preglede obavljaju putni ophodari uz redovni obilazak trase najmanje jedanput mjesečno. Termin: Najmanje jednom mjesečno u okviru obilaska trase. Namjena: Utvrditi i odstraniti greške koje ugrožavaju sigurnost saobraćaja. Obim i način: Vizualno utvrđivanje grešaka na opremi objekta (ograda, odvodnjavanje, eventualne korozija), odklanjanje manjih grešaka (prije svega u smislu čišćenja). Dokumentacija: Vodi se evidencija izvedenih pregleda u knjigi održavanja objekta. U slučaju konstatacije veće greške, ophodar mora pismeno obavijestiti upravljača objekta.

Izvođač pregleda: Putarski ophodar – srednja stručna sprema i završen kurs za ophodara. 8.2.3 Redovni pregledi Termin: Prvi redovni pregled obavlja se u prvoj godini nakon tehničkog pregleda odnosno svake 2. godine, osim ako se u istoj godini obavlja glavni pregled. Namjena: Pregledavaju se svi dijelovi opreme i nosivog sistema koji su dostupni bez posebne opreme za pristup. Namjena pregleda je odkrivanje svih pojava koji ugrožavaju sigurnost saobraćaja i oštećenja odnosno štetnih pojava na konstrukciji koji mogu ugroziti sigurnost, upotrebljivost i trajnost objekta. Obim: - utvrditi sve promjene na čitavom objektu od

zadnjeg pregleda, - utvrditi stanje objekta i pojedinih sklopova i

odstupanja od kvaliteta početnog stanja, - izvršiti mjerenja eventualnih većih

pomjeranja na potporni konstrukciji, - u slučaju da su pomjeranja repera manja

od 5 mm, naredna mjerenja obavljaju se uz sledeći redovni pregled (pregled na 2. godine),

- kod uočenih većih pomjeranja od navedenih, mjerenja treba ponoviti nakon 6 mjeseci,

- uz redovni pregled (obavlja se svake 2. godin, treba napraviti nivelmanski snimak repera, a rezultate unijeti u pripremljeni reperski obrazac,

- obavezno se obavlja pregled geotehničkih sidara i to vizualni pregled i očitavanje sila u mjernim sidrima. Pregled i zapisnik o stanju sidara mora napraviti osposobljeno stručno lice za pregledanje i ocjenjivanje stanja geotehničkih sidara.

- U slučaju prirasta sila u sidrima uz manju vrijednost od 10 kN, slijedeća mjerenja se obavljaju uz redovni pregled (pregled na 2. godine),

- Ako je prirast sile veći od navedenih vrijednosti, mjerenje se ponavlja nakon 6 mjeseci,

- predlagati mjere za dodatna ispitivanja, - predlagati mjere za održavanje.



Način: Stanje se utvrđuje u navedenom obimu, prije svega vizualno i na osnovu jednostavnijih ispitivanja (kucanjem, sklerometriranjem, niveliranjem, očitavanjem sila u sidrima sa posebnim instrumentima…). Instrumenti za mjerenje: Mjerenje sila u sidrima izvodi se sa instrumentima koji su atestirani i kalibrirani za upotrebu prema zahtjevu proizvođača. Pomjeranje reperskih tačaka treba mjeriti sa geodetskim instrumentima tačnosti ± 1 mm. Dokumentacija: Obavezno se vodi zapisnik o pregledu. Uvode se opšti podaci, stanje objekta i njihovih sklopova (opreme i nosive konstrukcije), a po potrebi treba predvidjeti odgovarajuće mjere. Upotrebljava se tipski zapisnik ili noveliran obrazac za održavanje. Izvođač pregleda: Ekipa pod vodstvom stručnog lica sa visokom školskom spremom građevinskog smjera sa položenim stručnim ispitom i odgovarajućom praksom. U toku trajanja garancije, pregledu mora prisustvovati i davalac garancije. 8.2.4 Glavni pregled Termin: Svakih 6 godina po isteku garancije. Namjena: Cilj i sadržaj glavnog pregleda isti je kao pri redovnom pregledu, stim da kod glavnog pregleda treba obuhvatiti i pregled teže dostopnih mjesta i prekrivena mjesta konstrukcije. U tu svrhu treba upotrebiti odgovarajuća srestva koja omogućavaju pristup do takvih mjesta (stojeću ili viseću skelu, posebno vozilo, hidrauličku korpu). Odkopavanje zasutih površina izvodi se samo u slučaju da postoje sumnje za pojavu oštećenja, a iste su posljedica pojave procjeđivanja, deformacija, pukotina i sl. Kod svakog glavnog pregleda treba napraviti nivelmanski snimak repernih tačaka i podatke unijeti u reperski obrazac. Izvođač pregleda: Ekipa pod vodstvom stručnog lica sa visokom stručnom spremom građevinskog smjera i položenim stručnim ispitom koji je posebno osposobljen za preglede i ocjenjivanje stanja potpornih zidova. Prema potrebi u ekipi sarađuje i stručna institucija koja obavlja posebna mjerenja i ispitivanja.

8.2.5 Izvanredni pregledi Izvanredne preglede treba obavljati poslije izvanrednih događanja, kao što su: - elementarne nepogode (potres,

neočekivane poplave, klizišta, izvanredne temperature, požar u neposrednoj blizini);

- teške saobraćajne nesreče i udari vozila u objekat,

- prekoračenja opterečenja ili pojava iznenadnih oštećenja,

- ako se uz redovni ili glavni pregled ustanovi prirast sile u mjernom sidru više od 10 kN ili su pomjerenja reperskih tačaka veća od 5 mm. U ovom slučaju se intenzitet mjerenja smanjuje na period 6 mjeseci, odnosno 3 mjeseca ili 1 mjesec što zavisi od veličine prirasta sile ili veličine pomjeranja.

Obseg i cilj pomjeranja zavisi od vrste i obima oštećenja odnosno razloga za izvođenje pregleda. 8.2.6 Detaljni pregled Detaljni pregled služi kao osnova za ocjenu stvarnog kvaliteta i sigurnosti cjelokupne konstrukcije ili kao osnova za dijagnostiku i određivanje principa sanacije. Izvodi se u slijedećim slučajevima: - ako postoji sumnja u odgovarajući kvalitet,

nosivost ili sigurnost, - ako zaključak redovnih i glavnih pregleda

nalaže potrebu sanacije - ako postoje sudski sporovi ili drugi slični

primjeri Od uzroka za obavljanje detaljnog pregleda zavisi i njegov sadržaj i obim. Pored vizualnog pregleda, detaljni pregled se oslanja na konkretnom ispitivanju konstrukcije (statički ili dinamičko testiranje) te ispitivanju karakterističnih dijelova konstrukcije i njihovih materijala. Pregled obavlja institucija koja posjeduje opremu i stručnjake za obavljanje potrebnih ispitivanja te znanje i iskustvo za pravilno tumačenje rezultata. U izvještaju treba navesti rezultate svih izvedenih mjerenja sa odgovarajućim zaključcima.



8.3 Radovi na održavanju Sidreni zidovi spadaju u kategoriju maksimalno opterećenih konstrukcija zbog velikih opterećenja sa pritiscima zemlje te redovnog solenja u zimskom periodu (na geografsko ispostavljenim područjima). Iz ovih razloga treba dati veliku važnost radovima na održavanju u koliko se želi osigurati dugi vijek trajanja konstrukcije. U radove za održavanje ubrajaju se radovi na redovnom čišćenju objekta i opreme, zamjena potrošenih dijelova opreme i svi radovi koji ne zalaze u konstrukcijskom konceptu objekta ili njegovih pojedinih dijelova. Doziranje potrebnih radova na održavanju (osim redovnog čišćenja) određuju se prema zakjučcima nabrojanih pregleda. Izvođač radova na održavanju objekta mora voditi knjigu održavanja u koju se evidentiraju sva događanja na objektu (obavljeni radovi, pregledi, posebni prevozi i druga značajnija događanja). Knjiga održavanja u vrijeme trajanja garancije mora biti dostupna u svakom momentu davaocu garancije. Svaki objekat mora imati karton evidencije, koji sadrži slijedeće osnovne podatke:

- naziv objekta, - ime i prezime projektanta, - broj projekta, - naziv izvođača objekta, - godina izgradnje objekta, - naziv upravljača objekta - godišnji plan tekućih pregleda sa rublikom

iz koje se vidi kada su se obavljali pregledi - naziv odgovorne osobe za tekuće preglede

i tekuće radove na održavanju. Karton evidencije mora biti kod neposrednog subjekta koji je zadužen za održavanje objekta. Nakon utvrđivanja oštećenja na objektu, služba za održavanje mora odmah obavjestiti upravljača objekta, a u garantnom roku i izvođača objekta. 8.3.1 Redovno čišćenje objekta Redovno čišćenje objekta dva puta godišnja generalno (proljetno i jesensko) čišćenje, te dodatno čišćenje na poziv ophodara ceste, ako obim čišćenja prevazilazi njegove mogućnosti. Datum i obim redovnog čišćenja unosi se u kartoteku objekta.

8.3.2 Proljetno čišćenje Obavlja se po završenoj zimskoj sezoni čišćenja snijega i posipavanja odnosno solenja protiv zamrzavanja. Prije svega sadrži slijedeće: - nakon toplenja snijega treba ukupnu

površinu zida od bušenih šipova temeljito oprati, ako se isti nalazi uz saobraćajnicu,

- čišćenje drenaža, - čišćenje kanalizacije ispred i iza zida, - čišćenje ispusta drenaža iza zida - čišćenje kanaleta iza zida 8.3.3 Jesensko čišćenje Obavlja se pred početak zimske sezone u cilju uklanjanja posljedica izazvanih saobraćajem i vegetacijom. Sadrži slijedeće: - čišćenje drenaža, - čišćenje kanalizacije ispred i iza zida, - čišćenje ispusta iza zida, - čišćenje kanaleta iza zida. 8.3.4 Zimsko čišćenje U koliko se sidreni zid nalazi uz saobraćajnicu, onda se snijeg od pluženja mora odstraniti iz donjeg dijela objekta. Ako se snijeg zadržava uz objekat pri svakom pluženju, povećava se opasnost koncentracije slane vode sa čime se ubrzava pojava oštećenja od mraza i soli i povećava koncentracija štetnih klorida. 8.3.5 Dodatno čiščenje Izvodi se na poziv cestnog ophodara i uklanjanju uzročnici pojave ometanja saobraćaja (saobraćaj, prirodno nevrijeme, nesreće i sl.). 8.3.6 Održavanje sprava za mjerenje U vrijeme održavanja objekta potrebna je sprave za mjerenje na objektu uredno održavati. Uz održavanje sidra za mjerenje dodaju se slijedeće aktivnosti: - naprave za mjerenje treba održavati po

upustvima proizvođača, - treba obnavljati zaštitu kotvi i sidara na

uticaj korozije uključujući i ploče za sidrenje,

- na kapama za zaštitu sidra treba obnavljati zaptivače i zaštitne premaze.

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Sidreni potporni zidovi - u pogledu sastavnih dijelova, sidra mogu

biti u obliku samo jedne palice – palična sidra ili u obliku više žica, kao snop, odnosno geotehnička kabelska sidra;

9. GEOTEHNIČKA SIDRA 9.1 Vrste i sastav geotehničkih sidara

- u pogledu materijala u kome se sidraju, dijele se na geotehnička sidra koja se sidraju u stijenu i geotehnička sidra koja se sidraju u zemlju;

Geotehničko sidro, u sastavu geotehničkih konstrukcija, prestavlja nosivi element preko kojeg se sila zatezanja sa konstrukcije prenosi u sidrena tla. Na taj način se bistveno pvećava stabilnost objekta što je i osnovni zadatak sidara.

- u pogledu načina i karaktera sidrenja dijele se na linijska, površinska i volumenska;

- u pogledu načina djelovanja dijele se na pasivna i aktivna geotehnička (prednapregnuta) sidra.

Danas se smatra da su najznačajnija geotehnička sidra ona prednapregnuta sidra koja linijski prenose silu u sidrenu masu sa jasno izraženom slobodnom dužinom sidra. Ovako geotehničko sidro prestavlja geostatički element koji je sastavni dio sklopa – cjeline objekat-sidro-tlo u kome su skoro uvijek zapletena stanja napona i deformacije. Ovo se uglavnom odnosi na napone i deformacije u kontaktu sidrenega cilindra i sidrene okoline u neposrednoj blizini.

- u pogledu načina upotrebe dijele se na trajna, privremena i probna geotehnička sidra.

Trajna sidra su ona kod kojih vijek trajanja mora biti jednak vijeku trajanja konstrukcije koja se sidra. Kao privremena se smatraju ona sidra kod kojih vijek trajanja iznosi do 2 godine. Probna sidra su ona koja su na poseban način oblikovana i ugrađena. Na ovim sidrima se vrše ispitivanja na osnovu kojih dobivamo podatke vezane za izbor vrste sidra i dužine veznog dijela sidra.

Geotehnička sidra se obično sastoje iz prednapregnutih kablova. U građevinarstvu su prednapregnuti elementi ušli u primjenu tek u novije vrijeme odnosno tek prije 65 godina. Upotreba prednapregnutih geotehničkih sidara je još kraća i iznosi cca od 25 do 30 godina.

EUROCODE 7 razlikuje trajna i privremena geotehnička sidra još kod proračuna -projektovane (dopuštene) nosivosti sidara. Ova razlika se manifestuje kroz propisane različite faktore γm koji je 1,25 za privremena i 1,5 za trajna sidra. Preporučuje se da se faktor za privremena sidra (1,25) upotrebljava i u Bosni i Hercegovini.

Geotehnička sidra se mogu podijeliti na više načina. Najznačajnije podjele su:

Slika 9.1: Prednapregnuto geotehničko sidro sa tipičnim elementima i oznakama




Sidro je sastavljeno iz sljedeća tri glavna elementa (slika 9.1):

- vezne, sidrene dužine, - slobodne dužine, i - kotve (glava sidra) Uloga dužine veznog (sidrenog) dijela sidra Lv sastoji se u prenosu sile iz sidra u tla. Uloga slobodne dužine sidra Ls je višestruka. Bistvo prednapregnutog geomehaničkog sidra zasniva se na pravilno analizranoj i izabranoj slabodnoj dužini sidra. Slobodna dužina sidra zavisi : - od osobine poluprostora - od položaja linije loma koja je određena

putem analiza stabilnosti - od težine mase tla koja se aktivira oko

sidra za slučaj sigurnog prenošenja sile - od čvrstoće padinskog masiva - od dimenzije bloka na spoju koji mora biti

stabilizovan na svojoj poziciji. 9.2 Faktori opterećenja i materijalni

parcijalni faktori po Eurocode 7

Eurocode 7 poznaaje dvije vrste faktora sigurnosti:

- za opterećenje (projektovane vrijednosti opterećenja i moguća očekivana opterećenja uvećavaju se – množe se sa faktorom sigurnosti)

- za materijal (osobine materijala se redukuju sa materijalnim faktorima).

Za područje geotehnike Eurocode 7 tačno određuje projektne situacije koje treba provjeriti u fazi projektovanja i određuje zahtjeve u pogledu trajnosti konstrukcije i materijala koje upotrebljavamo u izgradnji. Bistvenu novost donosi poglavlje koje opredjeljuje računske metode geotehničkog projektovanja.

U geotehničku praksu uvodi upotrebu djelomičnih količnika sigurnosti. To se odražava na računskom modelu opterećenja (sile ili usiljeni pomaci), karakteristikama materijala, geometrijskim podacima kao i na limitne vrijednosti deformacija, pukotine ili vibracije. EUROCODE 7 uvodi u projektovanje, odnosno u provjeravanju konstrukcija potpuno nov pristup jer zahtijeva računsku provjeru za tri različita primjera:

- Primjer A: Gubitak stabilnosti konstrukcije u slučaju kada odpornost temeljnog tla ili konstrukcije nije značajna (npr. gubitak stabilnosti radi pojave uzgona).

- Primjer B: Rušenje konstrukcije ili njenih elemenata (šipova, zagatnica, sidara, itd.), a ista je uslovljena sa odpornošću materijala konstrukcije.

- Primjer C: Rušenje temeljnog tla kada odpornost konstrukcije nije značajna i u proračunu ne nastupa. Proračun za primjer C je relevantan kod analiza stabilnosti, određivanju dimenzija, potpornog zida ili kod određivanja potrebne dubine ukleštenja zida od bušenih šipova u temeljna tla.

Za svaku situaciju određeni su sigurnosni količnici γm pomoću kojih se određuje projektovana vrijednost opterećenja i stepen mobilizacije odpora tla na smicanje (tabela 1).

Vrijednost projektovanih opterećenja određuje se sa množenjem karakterističnih opterećenja, a projektovana vrijednost parametara temeljnog tla na smicanje sa redukcijom karakterističnog odpora na smicanje. Za provjeru graničnog stanja upotrebe (pomaci, deformacije) sve su vrijednosti količnika sigurnosti jednake 1,0, a granične vrijednosti rotacije i diferenčnih pomaka su propisane.

Tabela 1: Parcijalni količnici sigurnosti

Opterećenje Temeljna tla Stalno opterećenje Privremeno

Primjer

ugodan uticaj

neugodan uticaj

ugodan uticaj

tan φ

c'

cu

qu

A 0.95 1.0 1.5 1.1 1.3 1.2 1.2 B 1.0 1.35 1.5 1.0 1.0 1.0 1.0 C 1.0 1.0 1.3 1.25 1.6 1.4 1.4



Kod projektovanja sidrenih potpornih konstrukcija sa primjenom evropskog standarda Eurocode 7 treba sprovesti dvojni račun: a) za dimenzioniranje konstruktivnih

elemenata sidrene potporne konstrukcije (kao i sidara) prema primjeru B (primjena količnika opterećenja uz primjenu količnika materijala sa vrijednošću 1,0) i

b) provjera globalne stabilnosti sidrene konstrukcije (temeljnog tla) po primjeru C (količnik sigurnosti opterećenja je 1,0, izuzetno kod privremenog opterećenja sa neugodnim uticajem je 1,3) te propisani količnici materijala za ugao smicanja, koheziju odnosno nedreniranu koheziju.

9.3 Testovi za ocjenjivanje nosivosti

geotehničkih sidara Kod projektovanje sidrenih konstrukcija zahtijeva se ispitivanje nosivosti sidara na mjestu ugrađivanja. Potrebna su najmanje tri sidra za ispitivanje (testovi za ocjenjivanje), koji se moraju izraditi prije početka radova ili na samom početku radova na sidrenju. Zahtjevi za izvođenje ocjenivačkih testova nosivosti sidara vodi prema sigurnoj i ekonomičnoj sidrenoj konstrukciji. Broj kontrolnih i/ili mjernih sidara je minimum 5% ukupnog broja sidara, odnosno najmanje 3 sidra na rađevinski element.

Testiranja, koja se obavljaju na sidrima, služe za određivanje karakterističnog odpora sidra na mjestu ugrađivanja. Broj testiranih sidara mora biti 1% od broja predviđenih privremenih sidara odnosno 2 % od broja predviđenih trajnih sidara. Najmanji broj ispitivanja su 2 kom za privremena i 3 kom za trajna sidra. Ispitivanja moraju trajati toliko vremena dok se ne umire deformacije koje su nastale uslijed prednapenjanja i puzanja.

Karakteristični odpor sidra Rak određuje se na osnovu broja izvedenih testiranja za prosječnu i minimalnu vrijednost odpora kod testa Ram te u odnosu na vrijednosti ζ koje su navedene u tabeli 2.

Rak = Ram / ξ

Projektovanu odnosno dopuštenu vrijednost odpora Ra dobivamo na taj način da karakterističnu vrijednost (mjerodavna je manja vrijednost Rak) dijelimo sa faktorom γm koji iznosi 1,25 za privremena i 1,5 za trajna sidra.

Ra = Rak / γm

Tabela 2: Broj testova za ocjenu 1 2 >2 (a) ξ na prosječni Ram 1.5 1.35 1.3 (b) ξ na minimalni Ram 1.5 1.25 1.1

Broj ispitivanih sidara (testova za ocjenu) utiče na visinu dopuštene sile, a posredno i na troškove sidrenja. 9.4 Način djelovanja geotehničkih sidara

Razlozi prednapenjanja geotehničkih sidara razlikuju se u osnovi od razloga koji su prisutni kod prednapenjanja betona.

Kod betona sa visokim stepenom prednapenjanja čeličnog kabla, u betonski elemenat unose se odgovarajući naponi na pritisak koji će biti iskorišteni u toku eksploatacije konstrukcije za preuzimanje sila zatezanja bez opasnosti za pojavu pukotina. Kod geotehničkih sidara prednapenjanje se prvenstveno izvodi sa namjerom da se:

- sidro po potrebi trenutno aktivira po postupku samostalnog napenjanja (koje nastaje radi promjene stanja deformacija u sistemu objekat-sidro-tla, a te promjene mogu nastati iz bilo kog razloga).

- spriječe eventualna štetna i nepoželjna pomjeranja sidrenog objekta;

- izvrši kontrola uspješnosti izrade sidra (podpuni i jednostavni pokus napenjanja geotehničkog sidra);

- izazovu povoljni uticaji uklještenja nastala između bloka stijene i fragmenta odnosno da se poveća integritet ispucale stijenske mase.

Način djelovanja prednapetih geotehničkih sidara može se na jednostavan način obrazložiti na primjeru sidrenog betonskog bloka na koga djeluje sila dizanja P sa promjenljivim intenzitetom (slika 2).

Sa prednapenjanjem se postiže elastično produženje sidra se, koje je gotovo uvijek veće od slijeganja tla ispod betonskog bloka sb. Ako bi se tla ispod bloka slegla uslijed reologije za vrijednost se onda bi nastupio slučaj da se u potpunosti eliminiše sila prednapenjanja u sidru. (Vrijednost sile se smanji na nulu). Iz toga se može zaključiti da treba težiti čim većem omjeru se/sb. Pošto je pri vrijednosti sile Np, slijeganje tla ispod kontrolisanog bloka funkcija vrste tla, onda se na veličinu sb teško može uticati. Radi toga koristimo veću mogućnost na uticaj promjene vrijednosti se.

Sidreni potporni zidovi Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Na osnovu Hookovog zakona imamo:

FEL

Ns fpe ..=

Iz gornje jednačine se vidi da je vrijednost se pri određenoj sili Np povećava čim je veća slobodna dužina sidra, a vrijednost modula elastičnosti i presjek čelika manji. Pošto je modul elastičnosti za sve vrste čelika približno isti, onda nam za povećanje vrijednosti se ostaje na raspolaganju povećanje slobodne dužine lf i smanjenje površine čelika. Površina čelika se može smanjiti i sa upotrebom čelika boljeg kvaliteta. Iz svega ovoga se može zaključiti da je uloga slobodne dužine lf jako velika na utjecaj promjene veličine se.

Iz svega ovoga proizlazi da treba birati što veću slobodnu dužinu sidra. Praktično slobodna dužina treba da bude veća od veznog dijela sidra, posebno u slućajevima kada se sidra upotrebljavaju u stijenskim masama. Na slici 9.2.b prikazano je aktiviranje normalnih kontaktnih napona ispod betonskog bloka koje nastaju radi djelovanja sile Np koja je sa prednapenjanjem unešena u sidro. Ako na blok djeluje vanjska sila P sa vrijednosti P<Np (slika 9.2.c), onda će pomjeranja sistema blok-temeljna tla biti mali, ali dovoljno veliki da se uspostavi nova ravnoteža sa padom kontaktnih napona.

Slika 9.2: Prikaz djelovanja prednapetog geomehaničkog sidra a) sidro prije prednapenjanja b) prednapenjanje sidra aktivira kontaktne napone ispod betonskog bloka c) na blok djeluje vanjska sila P < Np d) veličina sile jednaka je sili prednapenjanja sidra Np e) sila P veća je od sile Np – u sidru se pojavljuje sila N = P > Np




Međutim sila u sidru praktično ostaje nepromijenjena. Ako se sila i dalje povećava i dostigne vrijednost P = Np (slika 9.2.d) onda se sa minimalnim pomjeranjima sistema ponovo uspostavi ravnoteža pri kojoj su kontaktni naponi jednaki nuli. Sila u sidru je još uvijek nepromijenjena. Ako se sila povećava na vrijednost P> Np

(slika 9.2.e) onda se ravnoteža uspostavlja jedino sa povećanjem sile u sidru. Ovo povećanje ima za posljedicu pojavu večih pomjeranja. U tom slučaju se između bloka i tla pojavi pomjeranje "a". 9.5 Prenos sile sidrenja u temeljna tla Nosivost sidra u velikoj mjeri zavisi od kvaliteta unošenja sile prednapenjanja u tla. Ovo je jedan od najvećih problema (osim zaštite kvaliteta sidra) koji se pojavljuju u ovoj vrsti konstruktivnih elemenata. Nosiva temeljna tla u koja sidramo geomehaničko sidro mogu biti zemljani ili stijenski masiv. Velike sile koje se pojavljuju u sidrenom dijelu sidra prenose se na stijenski masiv uz pomoč injektiranog sidra sa cementom.

Ispitivanja, koja su obavljena na ovakvim sidrima, pokazala su da se u veznom dijelu sidra pojavljuje athezija veličine 5000 kN/m2. Uslov da spoj sa stijenskom masom mora biti nepomičan omogućava prenos velikih sila sidrenja u stijensku masu. Prethodno se mora bušotina ispitati na vodonepropusnost. Ako bušotina nije vodonepropusna onda se izvrši konsolidacija bušotine sa injektiranjem. Poslije toga se izvrši novo bušenje i ugrađivanje sidra sa čime se postiže dovoljna sigurnost u prenošenju sila. U zavisnosti od različitih pokazatelja zavise i različite mogućnosti prenosa sile u osnovnu na stijensku masu. Ako postoje razlike u osobinama i hrapavosti stijenske mase onda se prenos sile može odrediti samo sa probnim sidrima pomoću kojih se određuju stvarna moguća opterećenja koje stijenska masa može preuzeti. Kod probnih sidara se obično skrati vezna dužina za trećinu sa omjerom faktora sigurnosti. Sidro se opterećuje do rušenja. Obično rušenje nastupa na površini između čelika i cementa po obodu ili na površini između cementa po obodu i stijenskog masiva.

Nosivost sidara u zemljanim masivima zavisu od osobina masiva i tehnologije ugrađivanja veznog dijela sidra. Najznačajniji faktor koji utiče na nosivost sidra je vezni dio čiji je učinak povezan sa određenim ograničenjima.

Sa povećanjem pomaka veznog dijela smanjuje se trenje po plaštu. Slijedeći faktor, koji utiće na nosivost sidra u zemljanim masivima, je promjer bušotine. Sa povećanjem promjera bušotine povećava se sila trenja. Međutim, ovo povećanje ima svoje granice, pošto se mora izvesti po čitavoj dužini bušotine što ima za posljedicu povećane troškove bušenja.

Na nosivost sidra u zemljanom masivu utiče i pravilno izvedena bušotina po čitavoj veznoj dužini sidra. Jedan od najboljih pokazatelja nosivosti ovih sidara je mjerenje povećanja pritiska pri injektiranju. U čestim slučajevima pa i u koherentnim materijalima zadovoljava i samo jednostavno injektiranje. Kod materijalima sa slabim osobinama to nije dovoljno. U takvim slučajevima se upotrebljava t.z. poinjektiranje, odnosno ponovno injektiranje veznog dijela sidra nakon određenog vremena. U koherentnim materijalima se obično, kot prvog injektiranja, ispune samo pukotine u bušotini ili manje kaverne.

Takvo injektiranje prenosi sorazmjerno male sile. Sa poinjektiranjem veznog dijela sidra pod visokim pritiskom povećavaju se radijalni naponi na spoju mase za injektiranje sa zemljanom masom. Sa time se povećava sila trenja po plaštu i oblikuje neregularni oblik i površina sidra sa čime se obezbjeđuje bolji spoj sidra sa okolinom. Sa više puta ponovljenim injektiranjem opisani efekat se još više poboljša. 9.6 Izrada geotehničkih sidara

Izrada kompletnog geomehaničkog sidra sastoji se iz četiri glavne operacije: - izrada bušotine - sastavljanje i ugrađivanje sidra - injektiranje - napenjanje Metoda bušenja bušotine mora odgovarati materijalu u kome se vrši bušenje uz primjenu odgovarajućeg promjera bušotine. Kod bušenja se mora obavezno voditi dnevnik bušenja. Nakon završenog bušenja, bušotine se moraju zaštititi radi sprečavanja upadanja neželjenog materijala. Kod zemljanih materijala sa primjesom gline i kod materijala koji su podložni brzom raspadanju treba što prije ugraditi i injektirati sidro. Bušotine u kamenim masivima treba ispitati na vodonepropusnost. Ako kvalitet bušotine nije zadovoljavajući onda je potrebno izvršiti njenu konsolidaciju sa injektiranjem ili primijeniti neki drugi odgovarajući postupak.

Sidreni potporni zidovi Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Kod šljunkovito-pjeskovitih materijala kod kojih može doći do zasipanja, bušenje se obavlja sa zaštitnom kolonom koja omogućava ugrađivanje sidra. Ove kolone se izvlače iz bušotine istovremeno sa injektiranjem.

Pri izvođenju bušenja treba kontrolisati poziciju, nagib i dužinu bušotine. Sastavljanje sidra mora se izvesti u tvorničkim uslovima. Transport, uskladištenje, doprema do mjesta ugrađivanja i samo ugrađivanje se mora organizovati na način koji garantuje da neće doći do štetnih uticaja na funkcionalnost i efikasnost zaštite na uticaj korozije.

Ugrađivanje sidra se može izvesti ručno, pomoću različitih dizalica ili pomoću posebnih naprava koje se upotrebljavaju za ugrađivanje sidara.

Slika 9.3: Ručno sastavljanje sidra

Slika 9.4: Ugrađivanje sidra sa kranom

Slika 9.5: Ugrađivanje sidra sa autodizalicom

Injektiranje je postupak sa kojim se mora obezbijediti unos sile sidrenja u veznom dijelu sidra na sidrenu osnovu i zaštita sidra na uticaj korozije.

Pritisak injektiranja i količinu mase za injektiranje treba prilagoditi odnosno uskladiti sa geometrijskim, geološkim i hidrogeološkim prilikama, tipu i sastavu sidra. Injektiranje počinje od najudaljenijeg mjesta, dok se na drugom kraju mora obezbijediti nesmetani izlazak zraka ili vode iz bušotine.

Masa za injektiranje je u većini slučajeva iz čistoga portland cementa, vode i dodataka koje reduciraju sadržaj vode. Vodocementni faktor je u intervalu od 0,36 do 0,44. Za ponovljeno injektiranje, vodocementni faktor je 0,5.

Za postizanje pravilne viskoznosti, smjesa se priprema u visoko turbulentim mješalicama. Masa za injektiranje se čuva u posebnim rezervoarima koji su opremljeni sa stalnim mješačima i pumpama. Kod ponovnog injektiranja – poinjektiranje upotrebljavaju se udarne klipne pumpe.

Kakvoća injekcijske mase, koja se upotrebljava za stvaranje vezne dužine sidra, mora se prilagoditi osobinama temeljnog tla u kome se vrši injektiranje.

Ako za injektiranje ne upotrebljavamo cementne suspenzije, nego neku drugu mješavinu, onda moramo dokazati da ona odgovara u pogledu pitanja zaštite na uticaj korozije, trajnosti i na druge mehaničke osobine.


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Sidreni potporni zidovi Injektiranje se obično izvodi u dva dijela. Prvo se injektira vezni dio sidra, a nakon završenog prednapenjanja obavi se injektiranje slobodnog dijela sidra.

Injektiranje spada u grupu najznačajnijih postupaka koji su u sastavu izrade sidra. Radi toga se ovoj fazi mora posvetiti posebna pažnja pri čemu se vodi uredan zapisnik o pripremi mješavine i injektiranju sidra. Sa prednapenjanjem visokokvalitetnog čelika, sidro preuzima onu funkciju koja mu je namijenjena. Sidro se može prednapeti tek kada je masa za injektiranje dostigla propisanu odpornost. Vrijeme, poslije kojeg se može vršiti prednapenjanje, se određuje na osnovu rezultata ispitivanja ili prema upustvima proizvođača injekcijskog maltera.

Prije početka prednapenjanja mora se odrediti odgovorna osoba koja će voditi kompletan postupak prednapenjanja. Napenjanje se mora vršiti u svemu prema elaboratu za prednapenjanje sidara koga je pripremio projektant Napenjanje se izvodi u smislu ispitivanja sidra i u smislu kontrole napenjanja. Ispitivanje se obavlja radi dimenzioniranja sidra, a kontrola napenjanja radi određivanja nosivosti i preuzimanja sile sidrenja.

Slika 9.6: Sidra na potpornoj konstrukciji U fazi izrade, transporta, uskladištenja i ugrađivanja potrebno je spriječiti pojavu lokalne korozije na sidrima na kojima nije obavljeno napenjanje te na sidrima koja su prednapeta, a još nisu injektirana. Privremena zaštita (umotavanje u zamašćen papir, transport u drvenim sanducima sa dobrim zračenjem) je u praksi dala dobre rezultate. Posebnu pozornost treba posvetiti sprečavanju pojave kondezne vode. Osim toga čelik za prednaprezanje ne smije biti ispostavljen temperaturnim promjenama (sunce).

Največa opasnost za čelične pramenove sidra prestavlja višak vode iz betona koja se nalazi u zaštitnoj cijevi, a u sebi sadrži kloride i sulfate. Radi toga treba tu vodu odstraniti iz cijevi. Opšte pravilo, kojeg treba primjenjivati, je to da se prednapeta sidra što prije injektiraju sa čime se mogućnost pojave kondezne vode svodi na minimum. 9.7 Upotreba geotehničkih sidara

Upotreba geotehničkih sidara dosta je u praksi raširena. Međutim sidra se upotrebljavaju samo u slučajevima u kojima primjena drugih rješenja daje slabije rezultate.

To se prije svega odnosi na slučajeve u kojima bi moglo doći do rušenja konstrukcije, a istu treba sačuvati, u slučajevima estetskih zahtjeva kada su u pitanju znatno povećani troškovi ili u slučajevima u kojima se radovi ne mogu izvesti bez upotrebe sidara.

Slika 9.7: Sidreni blokovi na kamenoj padini

Neke konstrukcije se ne mogu zamisliti bez upotrebe sidra, kao kod: - visokih brana radi formiranja povoljnih

naponskih stanja u kritičnim zonama. To se prije svega odnosi na obezbijeđenje dobre saradnje temeljnog tla i objekta radi sprečavanja neželjenih deformacija.

Slika 9.8: Sidreni blok visećeg mosta


Sidreni potporni zidovi Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima - kod hidrotehničkih konstrukcija kod kojih

treba obezbijediti opštu stabilnost objekta na uticaj uzgona ili klizanja, kada treba povezati nadograđeni sa postojećim dijelom nekog objekta, za preuzimanje hidromehaničke opreme te za obezbijeđenje stabilnosti objekata kod opterećenja na potres.

Slika 9.9: Sidrenje za preuzimanje sila uzgona

Slika 9.10: Sidrenje građevinske jame - za zaštitu iskopa kod dubokih građevinskih

jama, - za sanaciju nestabilnih padina i klizišta,

sidrenje svodova u podzemnoj izgradnji, sidrenje upornjaka kod mostova itd.

9.8 Zaštita geotehničkih sidara Sidra treba da budu projektovana i izvedena tako da obavljaju svoju funkciju za čitavo vrijeme trajanja objekta pošto obično imaju važnu funkciju u egzistenciji objekta. Radi toga sidra moraju biti izgrađena tako da prestavljaju trajne i sigurne elemente građevine. Da bi se sve to postiglo, moraju se obezbijediti slijedeči parametri: - vijek trajanja sidra mora biti jednak ili veći

od trajanja objekta - uvid u stanje sidra mora biti dostupan u bilo

kom vremenskom periodu - eventualni prijevremeni prestanak

funkcionisanja sidra mora se blagovremeno otkriti tako da ostane dovoljno vremena za evakuaciju ugroženog osoblja i zamjenu neispravnog sidra.

Ove zahtjeve ne ispunjava veliki broj do sada ugrađenih sidara, a neki ispunjavaju samo djelomično. Bez obzira što se kod brojnih sidrenih objekata ne može tačno predvidjeti odkazivanje funkcije djelovanja pojedinih sidara, do sada nismo imali štetu na sidrenim objektima, a nadamo se da će tako biti i u budućnosti. Sa ovom činjenicom je upoznata i sa njom se slaže većina investitora. Ovaj problem neki prevlađuju sa profesionalnim optimizmom, dok mnogi zabranjuju upotrebu trajnih sidara. Kako bi ove druge uvjerili da nisu u pravu moramo trajna sidra stalno dograđivati kako bi se u njihovu funkciju što više vjerovalo.

Dugoročna sigurna i trajna sidra izrađena iz visokokvalitetnog čelika su samo ona koja su u potpunosti i trajno zaštićena od prodiranja vode i kod kojih tu zaštitu i nosivost možemo provjeriti u svakom trenutku.

Prema saznanjima metalurga, visokokvalitetni čelici su, u pogledu svojih mehaničkih osobina, najzahvalniji materijal za sidrenje konstrukcije bez obzira što su njegove mehaničke osobine ugrožene od svakoga elektrolitskoga procesa, koji se dešava na površini bez obzira na to da li sidra imaju ulogu anode ili katode.

Ova razlika, između visokokvalitetnih čelika koji se upotrebljavaju za sidra i čelika koji se upotrebljavaju za armaturu, ima za posljedicu da antikorozijska zaštita, izvedena pomoću cinkovanja ili katodne zaštite, kod geotehničkih sidara vrlo brzo otkazuje i u eksploataciji konstrukcije ne štiti sidra od propadanja. Pojavu i djelovanje elektrolitskih procesa može se spriječiti samo sa trajnom izolacijom koja štiti kompletno sidro od prodiranja vode. Ovako važan zahtjev u građevinskoj praksi još nije postignut bez obzira što je u švajcarskoj u posljednim godinama učinjen veliki napredak.

Nedostatak čelika ogleda se u tome što ima tendenciju da se vrati na najniži oblik energije čeličnih oksida. Taj nedostatak prouzrokuje i omogućava početak procesa korozije. Raspadanje čelika nastaje kao posljedica različitih vrsta korozije. Što je veći stepen litine to je kompliciraniji mehanizam korozije.

Obični čelici koji se upotrebljavaju za armaturu te visokokvalitetni čelici koji se upotrebljavaju za sidra izloženi su različitim vrstama korozije: Površinska korozija se razvija na nezaštićenoj površini čelika sa dovoljnim procentom vlažnosti zraka.




Tačkasta korozija je rezultat različitih potencijala na površini čelika. Ubrzano nastajanje iona željeza je posljedica anodne reakcije. Slobodni kloridovi ioni su opasni za nastajanje ubrzane točkaste korozije.

Naponska korozija je fenomen visokih naponskih stanja u čeličnim palicama. Njena pojava je uslovljena sa anodnim reakcijama koje stvaraju određene uslove za pojavu vodikove krtosti.

Vodikova krtost - je vrsta korozije kod koje se najznačajniji uslov ogleda još u prethodnoj obradi čelika. Raspadanje kovine nije povezano sa prethodno navedenim vrstama korozije koje su predmet anodne korozije. Reakcije u medijima kiseline direktno ugrožavaju čelike za prednapenjanje. Ove reakcije prouzrokuju stvaranje procesa u kojima se ioni vodika reduciraju i kod elektrolita bez kisika koji imaju jako negativne potencijale, posebno u slučajevima kod kojih dolazi do cijepanja vode i stvaranja atoma vodika. Ovi ioni direktno ugrožavaju površinu čelika. Kod getehničkih sidara treba posvetiti posebnu pažnju naponima korozije koji su do sada bili zanemareni. U takvim slučajevima treba razmatrati slijedeće:

Lokalne napade korozije, koji nastaju kao posljedica uticaja klorida koji prouzrokuju gubitak alkalne cementne zaštite oko čelika i pojavu pukotina. Ove pukotine djeluju kao mehaničke pukotine, a istovremeno stvaraju pogodno tlo za pojavu napona korozije koja se oslobađaja sa pojavom vodika.

Stvaranje makroelemenata koji karakterizira lokalno odvajanje anode i djelimične katodne reakcije. U konkretnom primjenu se radi o makroelementu kojeg obrazuje armatura objekta sa sidrom u zemlji. Armatura je ubetonirana i nalazi se u pasivnom stanju dok se sidro, na mjestima nedovoljne antikorozijske zaštite, nalazi u aktivnom stanju. Razlika potencijala ΔU koja nastaje između čelika u aktivnom i pasivnom stanju u tom makroelementu vodi do električkog toka I koji na sidru izlazi iz kovine i ulazi u armaturu objekta. U takom slučaju nastaje reakcija na sidru na izlaznom mjestu zbog čega se nosivi poprečni presjek smanjuje, naponi se povećavaju sa čime se stvaraju uslovi za pojavu naponskih pukotina. Gustoća električnog toka anodnoga rastapljanja može da pređe vrijednost 1 mA/cm2, a zavisi od veličine oštećenja. Radi toga "dvojna antikorozijska zaštita" koja se obično

upotrebljava (sastoji se od cementnog maltera u koji se ugrađuje prednapeti kabel i polietilenske zaštitne cijevi koja je iz jednog komada na čitavoj dužini) ne može u potpunosti spriječiti ugrožavanje koje nastaje kao posljedica navedenog makroelementa. Eliminacija ove pojave moguća je jedino sa električnom izolacijom od objekta. Antikorozijska zaštita sa toplim cinkovanjem, koja se za normalne čelike upotrebljava, stvara takav makroelement. U takvom procesu cinkova prevlaka postaje anoda, a čelik katoga. Nastupajuća katodna reakcija, uz nedostatak kisika i prevelike katodne polarizacije, stvara mogučnost pojave atomskog vodika. Cinkovanje kao direktna antikorozijska zaštita zaštitnih kapa i ploča za sidrenje se ne smije upotrebljavati radi pojave i učinka vodikove krtosti. Zaštita ovih elemenata mora se nadomjestiti sa sistemima premazivanja

Lutajuće struje - prestavljaju klasičan oblik problematike koja se pojavljuje kod željeznica sa pogonom na istosmjernu struju. Dio kompletnog uzvratnog električnog toka napusti tračnice, ulazi u okolna tla i kao lutajuća struja dolazi do usmjerivača. Ako se na mjernom putu nalaze metalne konstrukcije (armatura) koje služe kao provodnik, onda dio te lutajuče struje ulazi u tu konstrukciju dok iz nje izlazi tek u blizini usmjerivača i preko tla ponovo ulazi u tračnice. Ugroženost od lutajučih struja nastupa pri njenom izlasku. Na tom mjestu se stvara djelimična anodna reakcija. Kod ulaska lutajuće struje nastupa proces djelomične katodne reakcije. U slučaju da nije prisutan kisik odnosno kada je gustoća toka velika, dolazi do razjedinjavanja vode. Tada se čelik katodno polarizuje, dolazi do nastanka atomarnega vodika koji, kod geomehaničkih sidara, stvara mogućnost pojave vodikove krtosti. Kakvu opasnost preuzrokuju lutajuće struje, govori podatak da električni tok od 1 A u vremenu od 1 godine "istopi" približno 9 kg čelika. Mjerenja su pokazala da lutajuće struje mogu biti i preko 100A. Samo električna izolacija sidra od objekta zajedno sa dvojnom antikorozijskom zaštitom može spriječiti ugrožavanje sidra od djelovanja makroelemenata i lutajućih struja. Katodna zaštita kod koje se pomoću kontrolisanog električnog toka između anoda i čeličnog elementa, koga treba zaštititi od uticaja korozije, postiže smanjenje potencijala i sprečavanje raspadanja metala. Ova metoda, koja se dosta upotrebljava kod ukopanih cjevovoda i rezervoara, može postati problematična kod zaštite visokokvalitetnih čelika. Ovdje je takođe



prisutna opasnost od pojava vodikove krtosti i napona korozije visokokvalitetnih čelika.

Iz svega navedenog slijedi da se za obezbijeđenje sigurnosti sidra i čelika za prednapenjanje, moraju izvesti postupci koji garantuju trajnu zaštitu protiv uticaja korozije i sprečavaju pojavu najmanje brazgotine koje mogu prouzrokovati stvaranje napona korozije. Pored osnovnog znanja o ugroženosti, značajna je tehnologija izvođenja zaštite i mogućnost provjeravanja predviđenih intervencija.

Radi toga zaštiti od uticaja korozije treba posvetiti posebnu pažnju kod transporta, ugrađivanja i u toku eksploatacije objekta.

Osnovna antikorozijska zaštita čelika za prednapenjanje osigurava se sa alkalnom okolicom mase za injektiranje uz predpostavku, da je injektiranje izvršeno kvalitetno brez praznina. Kontrola injektiranja mora se vršiti u toku samog izvođenja. U masi za injektiranje ne smije biti dodataka koji mogu ubrzati proces korozije. Drugu barijeru za zaštitu od korozije prestavlja zaštitna cijev. Cijevi iz plastičnih masa su bolje od čeličnih cijevi. Najvažnija barijera za zaštitu prestavlja betonski omotač koji mora imati dovoljnu debljinu. Kod pripremanja zaštitnog betona ne smiju se upotrebljavati betonsko-tehnološke intervencije koje služe za postizanje visokovrijednih betona.

Svi dosadašnji sistemi trajnih sidara imaju "dvojnu antikorozijsku zaštitu". Kod ovog koncepta vanjsku zaštitu čini plastična cijev (polietilen) na čitavoj dužini sidra, a unutrašnja zaščita pojedinih pramenova se ostvaruje sa injekcijskom masom. Najvažniji zahtjev ovog sistema je vodonepropusna plastična cijev (iz tvrdog polietilena) koja sprečava prodor vode u sidro. Ova cijev istovremeno obezbijeđuje i zaštitu od lutajučih struja. Uticaji makroelemenata mogu se spriječiti samo sa izolacijom sidra od armature objekta. Osnovna načela antikorozijske zaštite sidara i prednapetih kablova su: - spriječiti dostup agresivnih medija

(vode), - spriječiti električni kontakt sa objektom - obezbijediti mogućnost kontrole. Ispitivanja, koja su obavljena na već ugrađenim sidrima s mjerenjem električnog odpora, pokazala su da sidreni sistemi sa dvojnom zaštitom imaju znatne konstruktivne nedostatke. Dosta su česta oštećenja polietilenskih zaštitnih cijevi koja su nastajala

od nesavjesnog rukovanja na gradilištu odnosno prevelikih deformacija vezne dužine sidra kod probnog napenjanja. Pri radu sa sidrima mora se uzeti u obzir činjenica da samo jedno ostećenje plastične zaštitne cijevi može dovesti do toga da sidro postane makroelemenat sa odgovarajućim električnim tokom. Intenzitet električnog toka zavisi od razlike potencijala koji nastoje između kotve sidra (glave) koja je električno povezana sa objektom i temeljnim tlom u području oštećenog mjesta. Moguće lutajuće struje mogu, na tim mjestima, znatno povećati električni tok kroz sidra. Na oštećenom mjestu nalazi se koncentrisan ulaz i izlaz struje koja može dovesti do gubitka materiala na čeliku sidra i pojave vodikove krtosti. Između teorije dvojne zaštite od korozije i prakse u građevinarstvu postoji veliki raskorak. U cilju savlađivanja i eliminacije ovih raskoraka uložen je veliki rad, obavljen veliki broj probnih ispitivanja, mjerenja i provjeravanja radnih postupaka i svih konstruktivnih kritičnih mjesta. Sav ovaj uloženi trud eliminisao je razlike koje su postojale između teorije i prakse. Rezultati navedenih ispitivanja uzeti su u obzir u novim preporukama SIA 191. U njemu je eliminisana pojava dvojne antikorozijske zaštite. Sidram moraju imati vanjski zaštitni omotač iz tvrdoga polietilena koji se mora nalaziti na čitavoj dužini prednapetog oštećenja koja mogu nastati pri transportu, ugrađivanju i injektiranju. U cilju sigurnog odvajanja glave (kotve) za sidranje od armature objekta ugrađuje se izolacijska ploča između ploče za sidranje sidra i objekta koji se sidra. Ova intervencija povečava odpor sidra za ulazak električne struje sa čime se istovremeno spriječava proticanje makroelementnih struja u armaturu sidranog objekta poprečno kroz sidro u području glave sidra. Veza između tulca za sidranje sa zaštitnim ovojem cijevi mora biti vodonepropusna. Prazan prostor, koji se nalazi između objekta koji se sidra i tulca za sidranje, mora se injektirati. Nezabetonirane glave sidara koje služe za kontrolu i mjeranje treba zaštititi sa zaštitnim kapama. Ove kape ne smiju biti cinkovane nego zaštićene na koroziju sa premazima koji su električno neutralni prema čeliku.


Legenda:

1. goli prednapeti kabel 2. prednapeti kabel u PE zaštićenom ovoju, zamašćen 3. unutrašnje injektiranje (PC) 4. injekcijska cijev za unutrašnje injektiranje 5. injekcijska cijev za vanjsko injektiranje 6. vanjsko injektiranje 7. rebrasta ovojna PE cijev 8. glatka ovojna PE cijev 9. spoj rebraste i glatke ovojne cijevi 10. zid bušotine 11. rastojnik 12. čep za zaštitu noge sidra

13. vanjski oslonac sidra sa prirubnicom iz čeličnog lima zavarenom spiralom, cjevčicama za injektiranje i spuštanje zraka 14. cijev za injektiranje na vanjskem osloncu sidra 15. cijev za ispuštanje zraka 16. izolacijska ploča (cevolit) 17. podložna ploča za sidrenje koja može biti ubetonirana

ili zaštićena na koroziju 18. tulec – privaren na sidreno pločo 19. obruč za dihtovanje 20. injekcijska masa vanjskog oboda sidra 21. kotva (glava) sidra 22. unutrašnje injektiranje kotve (glave) sidra (mast ili PC) 23a zaštitna kapa (samostalna ili za betonirana) 23b zaštitna kapa sa premazom za koroziju

Slika 9.11: Trajno sidro koje odgovara važećim zahtjevima u pogledu zaštite od korozije





PROJEKTANTSKA SMJERNICA (PS 1.3.5) Poglavlje 5: OBJEKTI U POKRIVENIM USJECIMA I

GALERIJE

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Objekti u pokrivenim usjecima


U V O D

Objekti (građevine) u pokrivenim usjecima i galerije su armirano betonske inžinjerske konstrukcije izgrađene sa namjerom da štite trup puta u dubokim usjecima, koji se po izgradnji konstrukcije zatrpavaju ili da štite trup puta u prirodnim ili vještačkim zasjecima. Projektovanje i izgradnja ovih objekata nastaje u usjecima dubine 10-30 m kada su ti usjeci za trup puta samostalni objekti ili predusjeci na ulazima u tunele sa blagim nagibom ulazne kosine. Razlozi za izgradnju konstrukcije u usjeku mogu biti slaba geološka građa tla, teško i skupo uspostavljanje stabilnosti kosina usjeka i skupo održavanje. Duboki usjeci zahtjevaju širok pojas terena i prestavljaju vještačku duboku prepreku za prirodno kretanje ljudi i životinja na tom prostoru. Duboki usjeci su gruba intervencija u prirodni ambijent. Na ulaznim dijelovima tunela sa blagim nagibom u geološko slabim tlima objekti u dubokim usjecima omogućuju da dosegnemo nadsloj nad kalotom tunela dovoljne debljine, koji zavisno od geološke građe tla, omogućuje iskop za tunelsku cijev i betoniranje obloge po poznatim metodama tunelogradnje. Galerije su inženjerske konstrukcije koje štite sigurnost i stabilnost saobraćaja na putu i trup puta od zasipanja materijalom sa prirodnih ili vještačkih kosina ili od zasipanja snjegom u planinskim predjelima. Vanjska površina galerija je potpuno ili djelimično otvorena radi prirodne rasvjete i ozračenja i boljih uslova eksploatacije.

Objekti u pokrivenim usjecima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima


S A D R Ž A J 1. PREDMET PROJEKTANTSKE SMJERNICE ..............................................................................5 2. REFERENTNI NORMATIVI ..........................................................................................................5 3. TUMAČENJE IZRAZA ..................................................................................................................6 4. KONCEPCIJE I PROJEKTOVANJE OBJEKATA U POKRIVENIM USJECIMA I GALERIJA......6

4.1 Uvod ....................................................................................................................................6 4.2 Podloge za projektovanje objekata u pokrivenim usjecima i galerija..................................6 4.3 Geotehnička zahtjevnost lokacije objekta ...........................................................................7 4.4 Projektovanje objekata u pokrivenim usjecima i galerija.....................................................8 4.5 Geostatična analiza objektov u pokrivenim usjecima i galerija. ..........................................8 4.6 Slobodni profili u pokrivenim usjecima i galerijama ............................................................9

5. OBJEKTI U POKRIVENIM USJECIMA NA PORTALIMA ILI CIJELOJ DUŽINI KRATKIH TUNELA......................................................................................................................................10

6. KRATKI TUNELI SA MALIM NADSLOJEM IZVEDENI U DUBOKIM USJECIMA U POVOLJNIM GEOLOŠKIM USLOVIMA...........................................................................................................12

7. ARMIRANO BETONSKE KONSTRUKCIJE U PLITKIM USJECIMA.........................................13 8. ARMIRANO BETONSKE KONSTRUKCIJE U DUBOKIM USJECIMA ......................................16 9. KONSTRUKCIJE ZA ZAŠTITU PRIRODNIH ILI VJEŠTAČKIH KOSINA ZASJEKA - GALERIJE18




SMJERNICE Smjernica je namjenjena učesnicima u planiranju projektovanju i održavanju puteva i inžinjerskih konstrukcija na putevima. Smjernica ima za cilj da analizira i ukaže na morfološke i geološke karakteristike terena, uslove zaštite prirodnog ambijenta, ljudi i životinja te načine osiguranja stabilnosti trupa puta i zaštite saobračaja na putu. Inženjerske konstrukcije u dubokim pokrivenim usjecima i galerije su relativno noviji objekti koji nastaju na putevima višega ranga koji se grade u brdovitim ili planinskim predjelima. U literaturi koja je nama poznata i dostupna ne postoje udžbenici, priručnici ili smjernice koje cjelovito obrađuju predmet naše smjernice. Smjernica za objekte u otvorenim iskopima i galerije se zasniva na iskustvima i saznanjima projektovanja u Sloveniji u poslednjih desetak godina i na nekim podacimai iz stručnih članaka. U poglavlju 4 Koncepcija i projektovanje objekata u pokrivenim usjecima i galerija data je konceptualna podjela u pet skupina sa smjernicama za projektovanje. U poglavlju 5 su obrađeni primjeri specifičkih a.b. konstrukcija na ulaznim portalnim djelovima tunela u teškim i specifičnim geološko morfološkim uslovima. U poglavlju 6 su date smjernice za projektovanje i građenje kratkih tunela sa nedovoljnom visinom nadsloja, koji se grade u dubokim usjecima i po izgradnji zasipaju materijalom iz iskopa. U poglavlju 7 su obrađene smjernice za armirano betonske konstrukcije u plitkim usjecima koje mogu imati višestruku namjenu (zaštita prirode, prolazi ispod postoječih saobračajnih površina itd.). U poglavlju 8 su pokazani primjeri djelimičnih ili cjelovitih prekrivanja dubokih usjeka sa smjernicama za projektovanje i građenje. Poglavlje 9 obrađuje konstrukcije – galerije za zaštitu prirodnih i vještačkih kosina zasjeka od zasipanja puta i ugrožavanja saobraćaja. Izgradnja inžinjerskih konstrukcija u otvorenim iskopima i njihovo zatrpavanje kao

i izgradnja galerija imaju neke specifičnosti koje su smjernicama obrađene. Nadzor u toku izgradnje i održavanja ovih konstrukcija ima sličnosti sa mostovima i drugim inženjerskim konstrukcijama pa u ovoj smjernici nisu ponovno obrađeni. 2. REFERENTNI NORMATIVI Projektovanje i građenje armirano betonskih konstrukcija izgrađenih u otvorenim iskopima i galerija temelji na odredbama različitih pravilnika, propisa i standarda slično kao i kod armirano betonskih mostova i drugih inženjerskih konstrukcija: - Pravilnik o tehničkim normativima za

određivanje veličine opterećenja na mostovima od 4.1.1991 godine;

- Pravilnik o tehničkim normativima za temeljenje građevinskih objekata, Službeni list SFRJ br. 15-195/90;

- Pravilnik o tehničkim normativima za beton i armirani beton pripremljen sa prirodnim i vještačkim lakim agregatima, Službeni list SFRJ, br. 15-296/90;

- Pravilnik o tehničkim normativima za projektovanje, proizvodnju i izvođenje konstrukcija od prefabrikovanih elemenata iz nearmiranog i armiranog betona, Službeni list SFRJ br. 14-146/89;

- Pravilnik o jugoslovenskim standardima za drvene konstrukcije, Službeni list SFRJ br. 48-497/84;

- Pravilnik o tehničkim normativima za čelične žice i užad za prednapenjanje konstrukcija, Službeni list SFRJ br. 41-530/85 i 21-276/88;

- Pravilnik o jugoslovenskim standardima za osnove projektovanja građevinskih konstrukcija, Službeni list SFRJ, br. 49-667/88;

- EN 1990:2002 Eurocode 0 Osnove projektovanja konstrukcija;

- PrEN 1991 Eurocode 1 Uticaji na konstrukcije;

- PRen 1992 Eurocode 2 Projektovanje betonskih konstrukcija;

- prDEN 1997 Eurocode 7 Geotehničko projektovanje;

- EN 1537:2002 Izvođenje posebnih geotehničkih radova – Geotehnička sidra;

- EN 206-1:2003 Beton – 1. dio – Specifikacija, osobine, proizvodnja i skladnost;

- Projektantska smjernica 1.2.1 Opšta smjernica za objekte na cestama (mostovi);

- Projektantska smjernica 1.2.9 Spojnice na betonskim konstrukcijama;



- Projektantska smjernica 1.3.1 duboko

temeljenje na šipovima i bunarima; - Projektantska smjernica 1.3.3 Gravitacioni

zidovi; - Projektantska smjernica 1.3.4 Sidrene

potporne zidove i konstrukcije. 3. TUMAČENJE IZRAZA Objekti u pokrivenim usjecima su inženjerske konstrukcije koje se grade da štite trup puta u usjecima koji se po izgradnji objekta zatrpa materijalom iz iskopa. Galerije su inženjerske konstrukcije koje štite trup puta i saobračaj od zatrpavanja materijalom ili snjegom sa prirodnih ili vještačkih kosina zasjeka. Tuneli su zatvoreni objekti koji služe za prolaz saobraćajnice kroz brdo sa iskopom u objektu površine cijevi. Portali su ulazni i izlazni dijelovi objekta oblikovani skladno sa morfološko geološkim uslovima lokacije i prelaza sa ceste na objekat. Duboki usjek je usjek za trup puta dubine veće od 10 m u prirodno ravnom ili kosom terenu odozgo prema dole sa istovremenom zaštitom. Zasip-nasip sa bočnih strana i nad gornjom pločom ili svodom a.b. konstrukcije izgrađene u usjeku je zemljani ili kameniti materijal iskopan u useku koji se nasipa u slojevima uz propisno zbijanje. Odvodnju objekata čine odvodnja površinske vode, odvodnja podzemnih voda i odvodnja vozne površine.

Zaštita kosina usjeka su sve tehničke mjere koje imaju za cilj da osiguraju prirodnu stabilnost kosina usjeka do izgradnje objekta i zasipanja. Kampada je dio konstrukcije objekta između dva radna ili dilataciona spoja.

4. KONCEPCIJE I PROJEKTOVANJE

OBJEKATA U POKRIVENIM USJECIMA I GALERIJA

4.1 Uvod Da bi se investitor i projektant opredjelili za projektovanje i izgradnju objekata u pokrivenim usjecima ili galerija postoji više razloga koji se mogu razvrstati u pet skupina. - Ako su ulazni – portalni dijelovi tunela

locirani na blagim padinama sa slabom geološkom građom, tada je potrebno posebnim projektima sa specifičnim rješenjima omogučiti konstruktivno i tehnološko sigurnu izgradnju.

- Izgradnja kratkih tunela sa nedovoljnom visinom nadsloja može biti ekonomičnija ako se primjeni postupak iskopa usjeka, izgradnja jedne ili dvije tunelske cjevi i zatrpavanje tunelskih cijevi po izgradnji sa materijalom iz iskopa.

- Izgradnja armirano betonskih konstrukcija u relativno plitkim usjecima sa ciljem da prolaz ceste ili autoceste najmanje poremeti i prekine urbanizirani (izgrađeni) ili prirodni (ruralni) prostor (ambijent).

- Prekrivanje dijelova dubokih usjeka i izgradnja armirano betonskih konstrukcija sa nasipom nad njima sa ciljem da se umanje posljedice prekida terena i omoguči kontinuitet prirode i kretanja ljudi i životinja.

- Za zaštitu trupa puta i saobraćaja na putu od aktivnog ili potencijalnog zatrpavanja sa materijalom iz prirodnih ili vještačkih kosina zasjeka planiraju se, projektuju i grade specifičke armirano betonske ili čelične konstrukcije koje nazivamo galerije.

4.2 Podloge za projektovanje objekata u

pokrivenim usjecima i galerija Osnovu za projektovanje objekata u pokrivenim usjecima i galerija, slično kao i kod mostova, prestavlja cjelina geodetskih, geološko-geomehaničkih, hidroloških, vodoprivrednih, putnih, saobraćajnih, meteoroloških, prostorskih i urbanističkih podataka lokacije za čitavo uticajno područje obrađivanog objekta i podloge za zaštitu prirodnog ili izgrađenog ambijenta Za projektovanje objekata u pokrivenim usjecima i galerija posebno su važne geološko-geomehaničke podloge koje su obrađene u posebnim smjernicama. Prije projektovanja investitor mora pripremiti projektni zadatak u kome su navedeni razpoloživi podaci, geotehničke kategorije, podaci koje mora pribaviti projektant i drugi uslovi za projektovanje i izradu objekta.



Prikladnost, pouzdanost i ekonomičnost projektnog rješenja neposredno zavisi od znanja, iskustva i osposobljenosti projektanta, tačnosti i razumjevanja terenskih podataka, koje mogu pribaviti samo ovlašteni stručnjaci za pojedina područja u stalnoj saradnji sa projektantom, koji mora imati određeno znanje i iskustva iz svih gore navedenih interdisciplinarnih područja sa naglaskom na geologiju, geomehaniku i građevinske konstrukcije. Detaljniji prikaz podloga za projektovanje je obrađen u poglavju 4 Opšte smjernice za projektovanje objekata na cestama (mostova) PS 1.2.1. 4.3 Geotehnička zahtjevnost lokacije

objekta Kategorija geotehničke zahtjevnosti je značajna za određivanje obsega istraživanja, ocjenu prikladnosti konstrukcije i predviđene tehnologije izvođenja, procjenu troškova, izbor projektanata i izvođača objekata. Zahtjevnost zavisi od stepena rizika pri izvođenju radova, vrste tla te posljedica, grešaka kod projektovanja i izvođenja. Kategorija geotehničke zahtijevnosti mora se odrediti prije početka projektovanja. U slijedečim fazama investiranog procesa može se promijeniti najviše za jednu kategoriju. Eurocode 7: Geotehničko projektovanje predviđa tri kategorije geotehničke zahtijevnosti: 4.3.1 Geotehnička kategorija 1 U prvu geotehničku kategoriju ubrajaju se male i jednostavne konstrukcije kada iskopi u plitkim stabilnim usjecima ne ugrožavaju stabilnost kosina usjeka dodatnih deformacija i prekoračenja graničnih stanja susjednih objekata, infrastrukture, pojave globalne nestabilnosti padine itd. Kategorizacija potpornih konstrukcija u prvu kategoriju dozvoljava se samo kada za stvarna temeljna tla postoje dokumentovana iskustva, koja dokazuju da su potrebni postupci za projektovanje i izvođenje predviđenih radova toliko jednostavni da se dozvoljava upotreba iskustvenih metoda. U ovu kategoriju ne mogu se uvrstiti iskopi usjeka i objekti u zonama aktivnih, mirujućih i potencijalnih klizišta.

4.3.2 Geotehnička kategorija 2 U drugu geotehničku kategoriju ubrajaju se konstrukcije kod kojih nisu prisutni veliki rizici, izuzetno veliki i zahtjevni geotehnički uslovi i primjeri opterećenja. Objekti konstrukcije, uvrštane u ovu kategoriju zahtijevaju tačnost u priklupljanju kvalitativnih i kvantitativnih geotehničkih podataka i rezultata geotehničkih analiza. Za uvrštavanje ovih specifičkih objekata u višu geotehničku kategoriju većinom su presudni geotehnički, a manje konstrukcijski razlozi. U ovu kategoriju ubrajaju se konstrukcije u usjecima dubine 15-20 m sa sidrima ili bez njih na ravninskim ili padinskim lokacijama bez izrazitih diskontinuiteta na kojima nema aktivnih, mirujućih, fosilnih i potencijalnih klizišta većih dimenzija i dubina iznad 5 m. Za dokazivanje stabilnosti i graničnih stanja upotrebljavaju se odgovarajući standardni postupci i računski programi. 4.3.3 Geotehnička kategorija 3 U geotehničko najzahtjevniju kategoriju konstrukcija spadaju projekti, koji prestavljaju objekte sa izrazito velikim rizikom i posebnim zahtjevima. Ova kategorija najčešće se primjenjuje u izrazito teškim terenskim i geološko-geomehanskim prilikama. Kod raspoređivanja objekata u ovu kategoriju mora se uzeti u obzir: - rizike povezane sa ugroženošću sigurnosti

ljudi i života, - rizike povezane sa velikim privrednim

posljedicama, - rizike radi smanjenja pouzdanosti geološko

geomehaničkih projektnih podataka, - rizike povezane sa pouzdanošću

projektnog rješenja kada pouzdanost konstrukcije zavisi od djelovanja drenažnih sistema i kada se pouzdanost rješenja ne može u potpunosti dokazati sa geomehaničkim analizama i proračunima,

- rizike radi izrazitog stepena seizmičke ugroženosti.

U poređenju sa 1. in 2. kategorijom, objekti iz 3. kategorije se razlikuju po obimu, kvalitetu i kvantitetu ispitivanja te po primjenjenim metodama za geotehničke analize kao što su nelinearne i vremenski zavisne računske modele, te sa osmatranjem izgradnje i sa sprovođenjem unaprijed planiranih mjera.



Kod konstrukcija, koje su uključene u najvišu kategoriju geotehničke zahtjevnosti treba organizovati praćenje (monitoring) konstrukcije i tla u uticajnom području u toku i nakon završetka radova. 4.4 Projektovanje objekata u pokrivenim

usjecima i galerija Investitor skupa sa projektantom učestvuje u programiranju, izradi i interpretaciji podloga za projektovanje prilagođenih fazi projekta. Zavisno od prirode objekta ističemo posebnau važnost geološko-geomehaničkih podloga. Projektna dokumentacija za objekte u pokrivenim usjecima i galerije obuhvata isto kao i kod mostova: - idejne dispozicije - idejni projekat (IP) - projekat za dobivanje građevinske dozvole

(PGD) - projekat za licitaciju – raspis (PZR) - projekat za izvođenje (izgradnju) (PZI). Idejna dispozicija definira bistvene dispozicione karakteristike namjeravane izgradnje u više varijanti. Idejni projekti su osnovni nacrti na osnovu kojih je investitoru omogućeno donošenje odluke za prihvatanje najbolje varijante objekta koji namjerava graditi. Projekat za dobivanje građevinske dozvole (PGD) je sistematično uređen sadržaj takvih nacrta, na osnovi kojih nadležni organ može donijeti odluku o izdavanju građevinske dozvole. Projekat za licitaciju – raspis (PZR) je sistematično uređen sadržaj na osnovu kojih ponuđač može ponuditi realnu cijenu i rok a investitor može odabrati najpovoljnijeg izvođača. Projekat za izvođenje (PZI) je projekat dopunjen sa detaljnim (armaturnim, kablovskim i radioničkim) nacrtima i nacrtima opreme objekata na osnovu kojih se mogu izvoditi radovi prema uslovima iz građevinske dozvole. Za objekte u pokrivenim usjecima i galerije isto kao i za mostove i druge inženjerske konstrukcije izrađuje se tehnička dokumentacija koju čine: - projekat izvedenih radova (PIR), - projekat za održavanje i eksploataciju (PO).

Projekat izvedenih radova (PIR) je projekat za izvođenje dopunjen sa prikazom svih radova na eventualnim promjenama u svim dijelovima projekta za izvođenje koje su nastale u toku izgradnje. Projekat za održavanje i eksploataciju je skup materijala, nacrta i teksta u obliku garancija, potvrda, sadržaja, šema, upustava i dr. Koji omogućava pravilnu eksploataciju i održavanje izgrađenog objekta. 4.5 Geostatična analiza objektov u

pokrivenim usjecima i galerija. Geostatička analiza armirano betonskih konstrukcija u pokrivenim usjecima i galerija je vrlo specifična i zavisi od oblika i dimenzija konstrukcija, odnosa konstrukcije prema morfologiji prirodnog ili uveštačkog terena, geološko geotehničkih osobina terena i tehnologije i faza izgradnje. Dokaz pouzdanosti konstrukcije je samostalni dio sadržaja idejnog projekta i projekta za dobivanje građevinske dozvole. Dokaz se oslanja na rezultate geološko-geomehanička ispitivanja geomehaničkih osobina tla, te prostorsko-urbanističke, saobraćajne, geodetske, putne, hidrološko-hidrotehničke, meteorološko-klimatske i seizmološke podatke. Pojam pouzdanosti uključuje sigurnost, upotrebljivost i trajnost konstrukcija. Potrebna pouzdanost konstrukcija mora se dokazati za privremene, stalne i izvanredne projektne situacije, koje nastaju u toku izgradnje i upotrebe konstrukcije. Kod geostatičke analize konstrukcija treba obraditi slijedeće projektne situacije: • projektna situacija početnog stanja padine,

postojećih objekata i infrastrukture u uticajnom području prije izvođenja građevinskih radova;

• tehnološke projektne situacije koje mogu sadržavati: izgradnju prilaznih puteva, radnih platoa, iskope građevinskih jama i radne faze izvođenja sidrenog zida;

• projektne situacije trajne eksploatacije objekta u predviđenom životnom trajanju,

• seizmičke i izvanredne projektne situacije. Kod upotrebe zahtjevnijih mehaničkih modela tla i konstrukcija može se, sa simuliranjem pojedinih faza građenja, postepeno analizirati više projektnih situacija uz istovremeno dokazivanje svih graničnih stanja nosivosti i upotrebljivosti.

Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Objekti u pokrivenim usjecima Po prEN 1997-1:2001 razlikuju se slijedeća granična stanja:

Kod potpornih konstrukcija sa graničnim stanjem STR dokazuje se dovoljna nosivost presjeka konstruktivnih elemenata na djelovanje opterećenja zatezanja pritiska, savijanja i torzije te kombinacije navedenih uticaja.

• gubitak globalne stabilnosti mase temeljnog tla zajedno sa potporama konstrukcije, koja prouzrokuje znatna pomjeranja tla radi djelovanja napona na smicanje, slijeganja, vibracije ili podizanja, oštećenja ili smanjenja upotrebljivosti susjednih ili postojećih objekata, saobraćajnica i druge infrastrukture;

Granično stanje UPL obrađuje rušenje tla i/ili konstrukcije radi narušene ravnoteže vertikalnih sila u slučajevima kod kojih odpornost tla ima mali uticaj. • unutrašnje rušenje ili prekoračene

deformacije pojedinih elemenata konstrukcije (STR);

Kod AB konstrukcija u pokrivenim usjecima i galerija treba obraditi granično stanje upotrebljivosti za privremene i trajne projektne situacije. Granična stanja se, prije svega odnose, na deformacije konstrukcije i tla, te drugih objekata i infrastrukture na uticajnom području konstrukcije.

• rušenje ili prekoračenje deformacija tla kod primjera kod kojih je odpornost tla odnosno stijenske mase najvažnija kod uspostavljanja potrebnih odpora (GEO);

• gubitak ravnoteže geotehničkih konstrukcija ili tla radi podizanja koga prouzrokuju pritisci vode (UPL);

Za zahtjevnije elemente betonskih konstrukcija treba dokazati granična stanja pukotina sa posebnim utemeljenjem očekivanih događaja na nedostupnim mjestima te na području predviđenih radnih spojnica.

Kod izbora odgovarajućih metoda za dokazivanje graničnih stanja globalne stabilnosti potrebno je uzeti u obzir: slojevitost padine, pojavljivanje i smjerove diskontinuiteta, procjeđivanja podzemne vode, porne pritiske.

Granično stanje GEO obrađuje opasnost rušenja ili prekomjernih deformacija tla kod kojih je, pri obezbjeđivanju odpora, najvažnija odpornost tla i stijenske mase.

4.6 Slobodni profili u pokrivenim usjecima i galerijama

Slobodni profil ceste u pokrivenim usjecima i galerijama je prostor iznad saobraćajnog profila i uz njega tj. saobraćajni profil uvečan za sigurnosnu visinu i širinu. Slobodni profil u pokrivenim usjecima i galerijama je identičan slobodnom profilu u tunelima i prikazan je na slici 4.1.

Kod konstrukcija granično stanje GEO po pravilu obrađuje: nosivost temeljnog tla, određivanje pritiska tla (pritisaka i aktivnih otpora na konstrukcije. Granično stanje STR obrađuje unutrašnje rušenje ili prekomjerne deformacije elementa konstrukcije zajedno sa temeljima, šipovima i zidovima kod kojih za dokazivanje nosivosti preovlađuje odpornost materijala konstrukcija.

Slika 4.1: Slobodni profil u pokritim usjecima i galerijama Visina slobodnog profila je 4,70. Širina je jednaka širini kolovoza sa dodatkom staza za održavanje širine 0,85 m na visini 2,0 m koji

su denivelisani za 15 cm iznad kolovoza ceste.


Objekti u pokrivenim usjecima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima 5. OBJEKTI U POKRIVENIM

USJECIMA NA PORTALIMA ILI CIJELOJ DUŽINI KRATKIH TUNELA

- Kada su ulazni dijelovi tunela na čeonim

stranama masivnih brda koji su izgrađeni od kamenitih materijala sa tanjim površinskim slojem nevezanih materijala iskop za tunelsku cijev i betoniranje počinje odmah od portala. Projektovanje i izgradnja tunela je obrađena u posebnoj smjernici, koja samo u jednoj kratkoj tački 7.5.3 govori o objektima u pokrivenim usjecima.

- Ako su ulazni dijelovi tunela na relativno blagim padinama sa slabijom geološkom građom sa čeone ili bočnih strana tada nije moguće odmah od početka tunela vršiti iskop i graditi tunelsku cijev po tehnologiji predviđenoj za ostali dio tunela.

- Zavisno od prirodnog ili urbanog ambijenta i od geološke građe terena veliki broj usjeka posebno u kamenitim vezanim materijalima pred ulazima u tunele ostaje trajno nepokriven pod uslovom da je to prihvatljivo u pogledu zaštite prirode i

estetskog oblikovanja ceste. Kosine takvih usjeka moraju biti globalno i lokalno stabilne i zaštićene od padanja materijala na cestu i moraju biti stvoreni uslovi za njihovo održavanje.

- Ako se usjeci za pristup tunelu grade u geološki slabim tlima gdje je sa potpornim zidovima teško i neekonomično a često i neizvodljivo na ručevitim tlima obezbjediti potrebnu stabilnost tada se moraju prije izrade usjeka izvesti zaštitne konstrukcije po principima gradnje metroa.

- Zaštitne konstrukcije su obično zaštitne pune ili diskontinualne armirano betonske stijene u vidu dijafragmi ili diskontinualne stijene izvedene od šipova Φ 100 – Φ 150 sa ili bez sidranja u zaleđe ili razupiranja u vidu greda ili u vidu svodova.

- Na slici 5.1 prikazan je relativno jednostavan način zaštite usjeka za tunelsku cijev sa bušenim šipovima dijametra 100-150 cm razmaka od 2,0-3,0 m sidranih 5,0 m pod podnožnim svodom bez vezne grede i sidara na vrhu. Konzolni šipovi sidrani u tlo preuzimaju sile od potiska tla.

Slika 5.1


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Objekti u pokrivenim usjecima Pri dubljim usjecima u lošijim tlima sa većim potiscima kada šipovi Φ 150 (slika 5.2) nisu sposobni da preuzmu horizontalne sile bez povezivanja sa veznom gredom presjeka 150-200/120-150. Pod zaštitom pilotnih stena vrši se iskup i izgradnja tunelske cijevi u kampadama dužine 8-10 m.

Slika 5.2 Sa povećanjem dubine usjeka posebno u geološko-geomehanički nepovoljnim uslovima povečavaju se potisci tla pa je za zaštitu iskopa za tunelsku cijev neophodno razupiranje pilotnih zidova na vrhu sa razoporama i razupiranje sa armirano betonskim svodom nad kalotom tunela. Tek po dvojnom razupiranju moguće je pristupiti tunelskom iskopu za tunelsku cijev, betoniranje podnožne razuporne ploče (ili svoda) i betoniranje unutrašnje oblogte.



Slika 5.3 6. KRATKI TUNELI SA MALIM

NADSLOJEM IZVEDENI U DUBOKIM USJECIMA U POVOLJNIM GEOLOŠKIM USLOVIMA

Kod izgradnje kratkih tunela, posebno za dvocjevne tunele na autoputevima sa niveletom na dubini do 50 m od površine terena u povoljnim geološkim uslovima je često konkurentno rješenje izgradnje tunela u dubokom usjeku što je potrebno dokazati sa izradom projekta varijantnog rješenja. Na racionalnost izgradnje tunela u dubokim usjecima pored ostalog bitno utiče obim i način privremene zaštite kosina usjeka. Iskop usjeka je stepenast po visini i dužini. Visina etaža je 6-8 m a dužina kampada 10-15 m. Povoljnim rasporedom etaža ili bez etaža i kampada moguće je smanjiti obim transporta u privremene deponije.

Izgradnja dvocjevnih tunela u dubokim usjecima na trasama autoputeva ne zahtjeva razmicanje osa cijevi za cca 40 m što je uslov pri tunelskom iskopu. Spojene cijevi omogućuju kontinuitet geometrije trase autoputa i u zonama kraćih tunela. Na slici 6.1 je prikazan primjer izgradnje dvocjevnog tunela za autocestu u usjeku iz fliša dubine 46 m bez stepenica po visini usjeka.



Slika 6.1 7. ARMIRANO BETONSKE

KONSTRUKCIJE U PLITKIM USJECIMA

Najčešči razlozi za izgradnju armirano betonskih konstrukcija u plitkim usjecima su: - zaštita prirodnog ili urbanog prostora i

ambijenta - prolazi i denivelisano ukrštanje, ispod

postoječih ili budučih saobraćajnica - za rješavanje stabilnosti trupa

saobraćajnice u nestabilnim tlima. Armirano betonske konstrukcije za autoputeve se koncipiraju i grade kao dvoćelijske otvorene ili zatvorene okvirne konstrukcije otvora 2x(10-12)/(5,50-6,50) m. Za ostale ceste a.b. konstrukcije su jednoćelijski zatvoreni ili otvoreni okviri otvora (10-12)/(5,50-6,50) m. Temeljenje okvirnih konstrukcija može biti na trakastim temeljima na ploči ispod cijele površine konstrukcije ili na bušenim šipovima. Način temeljenja je ovisan od geološke građe tla i od tehnologije građenja.

Pored projektovanja konstrukcije u plitkim usjecima projektom treba rješiti odvodnju – dreniranje terena izvan objekta i odvodnju kolovozne konstrukcije ceste u objektu. Obje odvodnje moraju biti povezane sa odvodnjom ceste odnosno autoceste. Za objekte veće dužine potrebno je dati i rješenje rasvjete i prometne signalizacije. Na slici 7.1 dat je primjer poprećnog presjeka dvopoljne okvirne armirano betonske konstrukcije u usjeku dubine 8-10 m. Ravni presjeci konstrukcija sa vutama su racionalni za nasipe nad konstrukcijom visine 2-4 m. Nagibi kosina usjeka se usklađuju sa karakteristikama slojeva terena. Zatrpavanje konstrukcije je u slojevima simetrično uz potrebno zbijanje tla mehanizacijom.



Slika 7.1 Na slici 7.2 je prikazan primjer poprečnog presjeka a.b. dvoćelične zatvorene konstrukcije sa modificiranim oblikom gornje ploče i naglašenim vutama. Ovakav ili sličan tip konstrukcije je preporučljiv za usjeke dubine 10-12 m sa visinom nasipa nad konstrukcijom 4-6 m.

Po iskopu usjeka i zaštiti kosina. Konstrukcija se grade u kampadama dužine 8-12 m sa radnim spojnicama na kontaktu kampada. Vanjska površina konstrukcije se izolira. Izolacija se štiti sa slojem betona debljine 8-10 cm koji se armira sa mrežama ili sa montažnim pločama za vertikalne površine.

Slika 7.2 Na slici 7.3 je prikazan način izgradnje i konstrukcija poprečnog presjeka a.b. dvopoljne okvirne konstrukcije na kosom terenu sa nestabilnim gornjim slojevima u zasjeku dubine 9-14 m. Konstrukcija ima višestruku namjenu. Trajno štiti nestabilnu padinu i omogučuje iskop usjeka (zasjeka), omogućuje uspostavu prirodnog terena i štiti obližnje naselje od buke. Sidrani zid od šipova Φ 150 cm na razmaku 2,0 do 2,5 m izvede se sa nivoa prirodnog terena visine do 25 m i sidra se u laporovitu geološku osnovu. Svaki drugi šip se završava pod nivoom ploče okvira, a svaki drugi na

nivou terena. Na vrhu šipova je vezna a.b. greda preko koje se zid od šipova sa trajnim geomehaničkim sidrima sidri u nosivo tlo. Konstrukcija, tehnologija izrade i postupak statičke analize detaljno su obrađeni u projektnoj smjernici 2.2.16. Poslije pobijanja i sidrenja šipova na vrhu omogućen je širok iskop do donje ivice donje vezne grede. Po sidrenju sidrenoga zida na donjem nivou omogućen je bezbjedan široki mehanizovan iskop usjeka (zasjeka) do nivoa terena.


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Objekti u pokrivenim usjecima Konstrukcija objekta je vidljiva na slici 7.3. Okvirna konstrukcija i sidrani zid od šipova su kruto povezani u konstruktivnu cjelinu tako da zajednički osiguravaju stabilnost autoceste na nestabilnoj padini.

Nad izoliranom gornjom pločom izvodi se nasip od deponiranog materijala iz iskopa i teren dovodi u prvobitno prirodno stanje.

Slika 7.3 Konstruktivno tehnološka rješenja armirano betonskih konstrukcija objekata u plitkim usjecima su vrlo specifična i različita. Zavisna su prvenstveno od geološke građe terena u usjeku i od okupiranosti terena drugim saobraćajnicama ili objektima.

Na slici 7.4 je prikazan karakterističan poprečni presjek a.b. konstrukcije u usjeku dubine cca 10 m u urbaniziranom izgrađenom prostoru sa putevima na obje strane usjeka.

Slika 7.4


Objekti u pokrivenim usjecima Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima U teškim saobraćajnim uslovima moguće je projektovati i izgraditi a.b. okvirne konstrukcije sa dva otvora gabarita 2x9,42/6,16 m. Zidovi okvirne konstrukcije su iz šipova Φ 100 cm na razmaku 2,00 m. Gornja ploča debljine 90 cm je betonirana na terenu poslije iskopa dubine do 4,00 m u zaštiti zagatnih stijena iz čeličnih Larsen talpi. Materijal iz otvora objekta je iskopan naknadno po principu iskopa u tunelima. Donja ploča je betonirana po završenom iskopu iz objekta. Konstruktivno je karakterističan uklješteni spoj donje i gornje ploče sa šipovima i ispuna betonom prostora između šipova. Poslije betoniranja gornje ploče i njene izolacije izradi se nasip, vade talpe iz zagatnih stijena i uspostavlja prvobitno stanje. 8. ARMIRANO BETONSKE

KONSTRUKCIJE U DUBOKIM USJECIMA

Razlozi za izgradnju objekata na dijelovima ili cijeloj dužini dubokih usjeka su:

- prelazi preko dubokih usjeka za druge saobraćajnice, domaće i šumske životinje

- zaštita prirode - trajna zaštita i postizanje potrebne

stabilnosti kosina usjeka Kod izgradnje ovih objekata često se mogu istovremeno zadovoljiti sva tri navedena razloga. Armirano betonske konstrukcije u usjecima dubine preko 14 m sa nasipom iznad konstrukcije većim od 6 m se koncipiraju i grade kao zasvedene zatvorene ili otvorene okvirne konstrukcije. Objekti se većinom primjenjuju kod izgradnje autoputeva sa dva odvojena kolovoza sa po dvije ili tri saobraćajne trake. Projekt objekta treba da sadrži i projekt privremenog osiguranja kosina usjeka i privremene i trajne odvodnje iz usjeka i iz objekta. Za objekte koji se grade u usjecima iz nevezanih materijala preporučuju se zasvedene okvirne konstrukcije sa dva otvora. Veličina otvora, oblik svodova prilagođava se širini i gabaritu autoceste.

Slika 8.1 Na slici 8.1 je primjer karakterističnog poprečnog presjeka a.b. konstrukcije sa dva otvora. Uslovi za temeljenje su relativno povoljni pa se konstrukcija temelji na trakastim temeljima. Slaba strana ovakvog rješenja je nemogućnost kontrole i održavanja odvodnje iz prostora između svodova. Konstrukcija se gradi u kampadama dužine cca 10 m sa pomičnim ili prenosnim skelama i oplatama. Izgrađen objekt se izolira. Izolacija se štiti montažnim a.b. pločama.

Izgrađena konstrukcija se zasipa simetrično u slojevima debljine 0,3-0,5 m materijalom iz iskopa uz odgovarajuće nabijanje. Na slici 8.2 je primjer poprečnog presjeka zatvorene a.b. zasvedene konstrukcije sa dva otvora. Rješenje se primjenjuje u primjeru nepovoljnih geoloških uslova za temeljenje. Prostor između svodova je zapunjen nearmiranim betonom sa tankom a.b. pločom iznad tako da je pojednostavljena odvodnja i održavanje odvodnje.



Slika 8.2 Za objekte koji se grade u dubokim usjecima iz kamenitih materijala preporučuju se zasvedene konstrukcije sa jednim otvorom raspona od 30-40 m. Trakasti temelji zasvedene konstrukcije oblikovani skladno sa statičkim uticajima koje iz konstrukcije

prenose na stjensku masu, su relativno manjih dimenzija. Privremena zaštita kosina usjeka u kamenitim materijalima je jednostavna, posebno ako je izvedba usjeka pravilna i skladna sa geološkim uslovima.

Slika 8.3 Na slici 8.3 je primjer zasvedene (lučne) konstrukcije za objekat u dubokom kamenitom usjeku raspona 39,00 m koji ostavlja mogućnost povećanja širine autoceste i za treće vozne trake. Konstrukcija je jednostavna za građenje, odvodnju i održavanje. Ulazni portalni dijelovi objekta se moraju skladno konstruisati i oblikovati tako da prelaz iz otvorene trase u objekat bude prirodan i ugodan. Armirano betonske konstrukcije manjih raspona i povećane zakrivljenosti je moguće primjeniti i u usjecima iz nevezanih materijala

(slika 8.4). Temeljne ploče su znatno šire i grade se na zbijenoj pripremljenoj podlozi. Prostor nad konstrukcijama u pokrivenim usjecima nasipa se građevinskom mehanizacijom sa materijalom iz iskopa koji je bio privremeno deponiran u blizini objekata. Nasipanje je u slojevima debljine 0,50 m obostrano simetrićno na osovinu konstrukcije uz ravnanje i nabijanje. Na vrhu zasipa se nanosi sloj humusa debljine 0,3 - 0,5 m koji omogućavaju uspostavo vegetacije.



Slika 8.4 9. KONSTRUKCIJE ZA ZAŠTITU

PRIRODNIH ILI VJEŠTAČKIH KOSINA ZASJEKA - GALERIJE

Za zaštitu trupa ceste ili autoceste i saobraćaja na njima od aktivnog ili potencijalnog zatrpavanja sa osulinskim materijalom grade se galerije. Galerije su specifične armirano betonske monolitne ili polumontažne konstrukcije. Rješenja konstrukcija galerije su vrlo specifična i različita jer zavise od više faktora a prvenstveno od: - oblika, naklona prirodne ili vještačke kosine

- geološke građe materijala kosine i površina na kojoj se planira izgradnja galerije

- oblika i sastava osulinskog materijala - obima i načina privremene zaštite kosina u

toku radova na izgradnji galerije - veličine objekta, tehnologije i rokova

izgradnje. Na slici 9.1 je prikazan primjer konstrukcije galerije za zaštitu magistralne ceste i saobračaja od osulinskog kamenitog materijala, sa komadima većih volumena, od potresa, temperaturnih promjena i snježnih lavina.

Slika 9.1


Smjernice za projektovanje, građenje, održavanje i nadzor na putevima Objekti u pokrivenim usjecima Okvirna monolitna armirano betonska konstrukcija galerije otvora 8,10/4,90 ima puni zid na strani kosine i gornju ploču debljine 80 cm. Sa stubovima presjeka 1,00 (0,70)/0,50 na razmaku 3,00 m na prednjoj otvorenoj strani. Konzolni dio gornje ploče omogućuje izradu nasipa iznad galerije i štiti pješake na pješačkoj stazi izvan galerije. Konstrukcija je u kontaktu sa zaleđem i nasipom izolirana. Nasip nad galerijom promjenljive debljine 1,00-3,00 m je od osulinskog kamenog materijala.

Na slici 9.2 je rješenje konstrukcije galerije za zaštitu magistralne ceste od snježnih i zemljano kamenih osulina na strmoj padini. Monolitna zasvedena konstrukcija tunelskog oblika sa otvorenim prednjom stranom pogodna je za preuzimanje sila iz tla i lijepo se uklapa u prirodni ambijent. Kose potpore galerije se priključuju na zatvorenu konstrukcije što više tangencijalno jer se time smanje momenti savijanja.

Slika 9.2 Galerije se grade u kampadama dužine 10-15 m uz prethodno privremeno osiguranje stabilnosti zasjeka i sukcesivno zatrpavanje po lijepom i stabilnom vremenu. Zahvaljujuči prednjoj otvorenoj strani nije potrebno vještačko osvjetlenje i provjetravanje. Za osiguranje stabilnosti strmih padina i zaštitu autoputa od potencijalnih zarušavanja sa materijalom iz kosine zasjeka ili strme nestabilne padine grade se armirano betonske okvirne konstrukcije sa dva polja otvora 2x(10-14)/6,0 m (veličina otvora zavisi od širine autoputa). Zid uz padinu je puni a druge dvije podpore su na stubovima na razmaku 3-5 m, da se osigura prirodna rasvjeta i zračenje. Temeljenje je ovisno od kvaliteta nosivog tla i može biti na temeljnim trakama kao na slici 9.3 gdje je geološka osnova fliš na šipovima ako je geološka osnova na večoj dubini ili na temeljnoj ploči u primjeru loših uslova za temeljenje.

Pločaste konstrukcije galerije su dobre i preporučljive kada su horizontalne sile od potiska tla veče od vertikalnih sila konstrukcije i nasipa.



Slika 9.3 Na slici 9.4 je pokazana konstrukcija a.b. polumontažne galerije za zaštitu i sigurnost saobračaja. Zid uz padinu je istovremeno i potporni zid koji se izgradi prvi i omogučuje dalju izgradnju galerije. Gornja konstrukcija galerije je rebrasta iz montažnih a.b. prednapetih nosača i a.b. ploče betonirane na licu mjesta. Minimalna debljina nasipa za zaštitu konstrukcije galerije od dinamičkog udora stijena sa strme padine u zaleđu

galerije je 1,00 m. Nasip nad galerijama se izvodi lakšom mehanizacijom od kamenitog osulinskog materijala bez dodatnog vibriranja i nabijanja. Ako se na krovu galerije želi uspostaviti vegetacija tada je završni sloj humus debljine 0,30m. Eksperimentima je potvrđeno da dinamička sila udara ne zavisi u većoj mjeri od debljine nasipa nad gornjom pločom pod uslovom da je ta debljina veća od 1,00 m.

Slika 9.4 Za pravilnu statičku analizu konstrukcije galerija bitan je pravilan izbor statičkog modela konstrukcije koji se najviše približava stvarnom ponašanju konstrukcije. Galerije su opterećene vlastitom težinom, potiskom tla sa zaleđa konstrukcije, težinom nasipa nad gornjom pločom i dinamičkom silom od kamena koji pada na galeriju. Prema eksperimentalnim istraživanjima koja su obavljena u Japanu (H. Yoshida IABSE periodika 3/1988) sila udara kamena iznosi

P = 2,42 x 10-3 (m/T0) (2g H)1/2

m je masa stijene T0 je vrijeme pada stijene H je visina poda stijene g je zemljino ubrzanje. Prema citiranim eksperimentima za kamen težine do 1000 kg dovoljan je nasip debljine 90 cm a za kamen težine 1000-3000 kg debljina nasipa je 120 cm. Uticaj oblika padajučih kamena je zanemarljiv.


Documents

1-3 Projektovanje objekata na cestama.pdf