1

1

EUROCOD 7

ZAKONSKA REGULATIVA

U GEOTEHNIČKOM INŽENJERSTVU

UNIVERZITET U TUZLIRUDARSKO-GEOLOŠKO-GRAĐEVINSKI FAKULTET

Prof. dr. sc. NEDIM SULJIĆ, dipl.ing.građ.

POTPORNE KONSTRUKCIJE

2

2

•Geotehničko inženjerstvo cjelokupne aktivnosti u građevinskoj struci

polje geotehnike

•Geotehničko inženjerstvo izrada projektnog zadatka,

program istražnih radova,

laboratorijsko i terensko ispitivanje,

obrada i analiza rezultata ispitivanja,

izrada geotehničkog projekta,

izvedba geotehničke konstrukcije

•Zakonodavstvo zemalja EU EC za razne oblasti građevinarstva

3

3

Sastav EC:

- EC0 (EN 1990) Osnove projektovanja konstrukcija

- EC1 (EN 1991) Djelovanja na konstrukcije

- EC2 (EN 1992) Projektovanje betonskih konstrukcija

- EC3 (EN 1993) Projektovanje čeličnih konstrukcija

- EC4 (EN 1994) Projektovanje kompozitnih čeličnih i betonskih konstrukcija

- EC5 (EN 1995) Projektovanje drvenih konstrukcija

- EC6 (EN 1996) Projektovanje zidanih konstrukcija

- EC7 (EN 1997) Geotehni čko projektovanje

- EC8 (EN 1998) Projektovanje konstrukcija otpornih na potres

- EC9 (EN 1999) Projektovanje aluminijskih konstrukcija

4

4

•EC7 iz dva dijela:

1) EN 1997-1 Geotehničko projektovanje – Dio 1: Opća pravila

2) EN 1997 – 2 Geotehničko projektovanje – Dio 2: Istraživanje i ispitivanje tla

•Sadržaj EN 1997-1 Geotehničko projektovanje – Dio 1: Opća pravila:

-Osnove geotehničkog projektovanja

-Geotehnički podaci

-Nadzor pri izvođenju

-Opažanje i održavanje

-Nasipi, sniženje vode, poboljšanje tla i armiranje

-Plitki temelji

-Temelji na šipovima

-Sidra

-Potporne konstrukcije

-Hidraulički slom

-Opća stabilnost

5

5

•EN 1997-1 Geotehni čko projektovanje – Dio 1: Op ća pravila, spadaju i :prilozi (9 komada) parcijalni i korelacijski faktori

-Dodatne informacije za projektne pristupe 1, 2 i 3-Proračun graničnih pritisaka na vertikalne stijene-Analitički postupak proračuna nosivosti tla-Poluempirijski postupak proračuna nosivosti tla-Postupak proračuna slijeganja-Procjena nosivosti stijene-Granične vrijednosti deformacija konstrukcija i pomicanja temelja-Popis provjere za nadzor nad izvođenjem i monitoring ponašanja konstr.

6

6

•EN 1997 poziva se na ostale norme iz sistema EC

•Norme za izvođenje posebnih geotehničkih radova:

-EN 1536:1999 Bušeni šipovi

-EN 1537:1999 Sidra u tlu

-EN 12063:1999 Stijene od talpi

-EN 12699:2000 Razmičući šipovi (zabijeni i utisnuti)

-EN 14199:2001 Mikrošipovi

-EN ISO 13793:2001 Toplinsko ponašanje zgrada,

Toplinsko projektovanje temelja radi

izbjegavanja izdizanja od smrzavanja

7

7

8

8

•EC7 namijenjen:

-rješavanju svih problema interakcije temeljnih i potpornih konstrukcija sa

tlom ili stijenom,

-odnosi se na sve konstrukcije u građevinarstvu,

-definisanju načina proračuna geotehničkog dejstva na konstrukcije,

-proračunu otpora tla na vanjska dejstva od konstrukcije,

-davanju pravila pri projektovanju za korištenje u standardnoj inženjerskoj

praksi.

9

9

•EC7 – odjeljak 1:

-općeniti dokument

-daje osnovne principe pri geotehničkom projektovanju

principi mjerodavni pri proračunu geotehničkih djelovanja

•Detaljnija pravila projektovanja prora čunski modeli

dati u informativnim Aneksima

razlog proračunski modeli i postupci razlikuju se od tla do tla

10

10

•Ankesi 1 normativan 8 informativnih:

A Parcijalni i korelacijski faktori za granična stanja

B Dodatne informacije za projektne pristupe 1, 2, 3

C Primjeri određivanja graničnih pritisaka na vertikalne stijene

D Analitički postupak proračuna nosivosti tla

E Poluempirisjki postupak proračuna nosivosti tla

F Primjer proračuna slijeganja

G Procjena nosivosti stijene

H Granične vrijednosti deformacija konstrukcija i pomicanja temelja

J Popis provjere za nadzor nad izvođenjem i monitoring ponašanja konstrukcije

11

11

Geotehni čke kategorije

•Minimalni zahtjevi obima i kvalitete geotehničkih istražnih radova

odrediti “težinu i kompleksnost” geotehničkoh projekta

definisane tri kategorije 1 ; 2 ; 3

Geotehni čka kategorija 1:

Male i jednostavne konstrukcije:

-lagani objekti sa centričnom silom po stubu manjom od 250kN ili ispod zida manjom od 100 kN/m’

-potporni ili razuporni zidovi niži od 2m

-nasipi niži od 3m ispod prometnih površina odnosno 1m ispod temelja

-jednospratne ili dvospratne stambene zgrade na plitkim temeljima ili šipovima

-mali iskopi za drenaže

12

12

Geotehni čka kategorija 2:

Konstrukcije sa kvantitativnim geotehničkim podacima i analizama

moguće primjeniti uobičajne postupke projektovanja i izvođenja

-pojedinačni plitki temelji (samci)

-roštilji

-šipovi

-potporni zidovi

-iskopi

-upornjaci i stubovi mosta

-nasipi i zemljani radovi

-geotehnička sidra

13

13

Geotehni čka kategorija 3:

Slučajevi koji ne spadaju u prve dvije kategorije

Uključivanje kvalifikovanog inženjera sa odgovarajućim iskustvom geotehnika

Ubrajamo slijedeće konstrukcije:

-zgrade sa izuzetnim opterećenjem, višespratni podrumi

-brane, veliki mostovi i tuneli u lošem tlu i sa prisustvom vode

-temelji mašina sa velikim dinamičkim opterećenjem

-priobalne konstrukcije

-nuklearne centrale

-industrijski objekti koji koriste opasne hemikalije

-zgrade jače osjetljive na seizmička opterećenja

-iskopi u složenim uslovima (uglavnom u urbanim sredinama)

-konstrukcije na kolapsibilnom tlu

14

14

15

15

Grani čna stanja – definicije:

•Dokazati da slijedeća granična stanja nisu dostignuta:

- gubitak ravnoteže konstrukcije ili tla promatranih kao kruto tijelo (EQU)

- slom ili neprihvatljivo velike deformacije konstrukcije ili njenog elementa uključujući temelje, šipove, potporne zidove (STR)

- slom ili neprihvatljivo velike deformacije tla (GEO)

- gubitak ravnoteže konstrukcije ili tla usljed djelovanja pornog pritiska (izdizanje) ili druga vertikalna djelovanja zatežuće sile (UPL)

- hidraulički slom usljed prevelikog hidrauličkog gradijenta (HYD)

16

16

Postupci provjere grani čnih stanja:

•Provjera jednim postupkom ili kombinacijom slijedećih postupaka:

- analitičkim i numeričkim proračunima

- usvajanjem “recepata” ili “prepisivanjem”

- eksperimentalnim modeliranjem i in-situ testiranjima

- metodom opažanja

17

17

-slom ili neprihvatljivo velike deformacije konstrukcije ili njenog elementa uključujući temelje, šipove, potporne zidove (STR)

-slom ili neprihvatljivo velike deformacije tla (GEO)

18

18

19

19

•Kompetentna osoba:

-sposobna identificirati postojeće rizike ili radne uslove sa visokim stepenom rizika

-ovlaštena poduzimati korektivne mjere radi eliminisanja ili uspostavljanja kontrole nad uočenim rizičnim situacijama

•Projektant:

-sagledava sva relevantna stanja

-rješava određene promjene tokom gradnje

•Revident:

-kontrola proračuna mehaničke otpornosti i stabilnosti

•Izvođač:

-poduzima određene mjere u cilju spriječavanja neželjenih stanja

•Nadzor:

-korektivni faktor izvođača te veza sa projektantom i zakonodavstvom

•Investitor:

-kohezivni faktor svih sudionika u gradnji

20

20

21

21

Projektiranje za plitko temeljenje (EC7)

•Opis postupaka projektiranja plitkih temelja često kod PK:

•Grani čna stanja:

-gubitak globalne stabilnosti

-nosivost temelja

-slom na klizanje

-kombinacija sloma tla i konstrukcije

-slom konstrukcije usljed pomaka temelja

-neprihvatljivo velika slijeganja

-izdizanje temelja usljed bubrenja ili smrzavanja tla

-neprihvatljive vibracije

22

22

•Projektiranje – kontrola:

-odgovarajuća Df

-NPV

-mogući pomaci tla usljed toka vode i sl.

-uticaj iskopa na susjedne objekte

-vodonepropusnost

-varijacije NPV kroz duže T razdoblje

23

23

•Projektiranje – metode:

a) Direktna metoda-provedba odvojenih analiza za svako granično stanje-proračun da je što bliži mehanizmu sloma-provesti odgovarajuće proračune slijeganja

b) Indirektna metoda:-korištenje uporedivog iskustva i rezultata terenskih i laboratorijskih istražnih radova kao i rezultata opažanja ponašanja tla i konstrukcije

•Preskriptivna metoda (“prepisivanje”):

-uporedba konzervativnih pravila sa naglaskom na kontrolu materijala pri ugradnji, provedba nadzora . . .

24

24

Grani čna stanja sloma

•Globalna stabilnost:

-blizina prirodnih ili vještačkih kosina

-blizina iskopa ili PK

-blizina kanala, rijeka, jezera . . .

-blizina rudarskih aktivnosti i podzemnih konstrukcija

•Nosivost temelja:

-granično stanje sloma

-granično stanje klizanja

25

25

•Slom konstrukcije usljed pomaka temelja:

-vrijednost dop. kontaktnih p da ne dođe do prekoračenja slijeganja

-poduzeti mjere pri anuliranju pomaka usljed bujanja tla

•Grani čna stanja upotrebljivosti:

-proračun slijeganja u odnosu na zadane kriterije

-proračun slijeganja uzeti u obzir djelovanje susjednih objekata

•Prora čun slijeganja:

-trenutno i konsolidaciono slijeganje

-proračunska dubina deformabilnog tla f-ja veličine i oblika temelja,

varijacija krutosti tla po dubini

-po potrebi uključiti interaktivno djelovanje konstrukcije i tla

-slijeganje ekscentrično opterećenog temelja pretpostavka linearna

raspodjela kontaktnih pritisaka proračun za dvije rubne tačke sa

nagibom za kruti temelj

26

26

Uporedba EC7 i Pravilnika o tehni čkim normativima

za temeljenje gra đevinskih objekata

•EC7 pretpostavlja da su zadovoljeni slijedeći elementi:

-Podaci za projektovanje prikupljeni, dokumentovani i interpretirani

-Kvalifikovane i iskusne osobe su projektanti

-Osiguran odgovarajući nadzor i provjera kvaliteta gradnje

-Izvođenje povjereno firmi sa odgovarajućim kvalifikacijama

-Građevinski materijali primjena prema projektu

-Konstrukcija privremeno održavana i prema svrsi utvrđenoj projektom

•Sistem EC utvrđeni izrazi, definicije i oznake

•Upotreba SI jedinica prema ISO 1000

•Moguće i određene izvedene jedinice za geotehničke proračune

27

27

EC7

a) Obrađuje geotehniku (istražni radovi,

nasipi, sniženje NPV, šipovi, plitki

temelji, PK, kosine, stručni nadzor,

opažanja, održavanje

b) Uravnoteženje između zahtjeva za sigurnost, upotrebljivost i ekonomičnost konstrukcije sa jedne strane te potrebne slobode projektanta sa druge strane

c) Razrađen na ideji o 2D harmonizaciji radi postizanja uporedivih nivoa sigurnosti (između država, između različitih materijala, između različitih metoda projektovanja . . . )

PRAVILNIK

a) Obrađuje temeljenje (istražni radovi, plitki i duboki temelji, PK, opažanja)

b) Često jednostavan u kriterijima

c) Uporedivost sa drugim propisima nije dosljedno provedena

28

28

EC7 PRAVILNIK

d) Provjera zadovoljenja osnovnih zahtjeva je na konceptu graničnog stanja i parcijalnih Fs (za opterećenja i parametara za materijal);

Osnovni zahtjevi jasno razlučeni i detaljno razrađeni;

Koncept kritičnih stanja i parcijalnih Fsbitna novina EC obzirom na postojeće propise velike većina zemalja u svijetu

e) Jasno definiše odnose između projektovanja, istražnih radova, izvođenja, nadzora, opažanja i održavanja;

Ovi odnosi se definišu u projektu

d) Pojam Fs svodi se na koncept dop. naprezanja koji u sebi neminovno sadrže sigurnost od sloma, ali i sigurnost od pojave velikih deformacija

to znači bezrazložno miješanje različitih kriterija ali i omogućavanje racionalne primjene novih stručnih znanja

e) Djelimično definisani odnosi projektovanja i istražnih radova

29

29

EC7 PRAVILNIK

f) Pojam tri geotehničke kategorije omogućava djelotvorno projektovanje za razne situacije u praksi;

Odabir geotehničke kategorije ima bitan uticaj na projektovanje i aktivnosti vezane uz projektovanje;

Razne geotehničke kategorije zahtjevaju razne stručnosti projektanta

g) Omogućena 4 pristupa projektovanju prema potrebi;

-pomoću proračuna

-”receptima”

-probnim opterećenjem

-modelskim ispitivanjima

f) Složenost geotehničke situacije slabo razrađena

g) Omogućena djelimično 3 pristupa projektovanju:

-pomoću proračuna

-”receptima”

-probnim opterećenjem

30

30

EC7 PRAVILNIK

h) Detaljno definisani sadržaji potrebne dokumentacije,

Uslovi u temeljnom tlu daju se u geotehničkom izvještaju,

Neočekivani uslovi u tlu tokom gradnje moramo obavjestiti projektanta,

Rezultati opažanja moraju se kvantitativno interpretirati

Sve izmjene tokom gradnje voditi dokumentaciju i izvještavati odgovornog projektanta

h) Uslovi i način vođenja dokumentacije samo djelimično obuhvaćeni

31

31

32

32

33

33

34

34

35

35

36

36

37

37

38

38

39

39

a) Izdizanje podzemne šuplje konstrukcije b) Izdizanje lakog nasipa tokom poplave

40

40

c) Izdizanje podnožja iskopa d) Izvedba temeljne plo če ispod nivoa vode

41

41

Postupak provjere i parcijalni koeficijenti za izdi zanje - UPL

UPL – provjera za izdizanje

-proračunska vrijednost kombinacija destabilizirajućih stalnih i promjenjivih vertikalnih djelovanja (Vdst,d ) < ili = zbiru proračunske vrijednosti stabilizirajućih stalnih vertikalnih djelovanja (Gstb,d ) i proračunske vrijednosti svake dodatne otpornosti na izdizanje (Rd):

42

42

UPL – tečenje u gra đevinski jamu kada je u pjeskovitom tlu proslojak gl ine

PRIMJER:

43

43

44

44

Provjera otpornosti na slom hidrauli čkim izdizanjem tla prouzrokovanim te čenjem vode kroz temeljno tlo - HYD

Grani čno stanje HYD

-za svaki stupac tla provjeriti da je proračunska vrijednost destabilizirajućeg ukupnog pritiska vode (udst,s ) na podnožju stupca ili proračunska vrijednost sile tečenja vode (sile strujnog pritiska – Sdst,d ) u stupcu < ili = stabilizirajućem ukupnom vertikalnom naprezanju (σσσσstb,d ) na podnožju stupca ili uronjenoj težini (G’stb,d ) istog stupca:

Gornji izrazi:

-za stalne i prolazne situacije upotrijebiti parcijalne koeficijente

za udst,d ; σσσσstb,d ; Sdst,d ; G’ stb,d ranije definisani

45

45

Strujna mreža za jedan primjer gra đevinske jame u vodi

46

46

Tečenje u gra đevinsku jamu ogra đenu zagatnim stijenama

– homogeno tlo

47

47

HYD

Procjena stanja HYD na osnovu elementa A ispod dna građevinske jame

48

48

49

49

PRIMJER PRORAČUNA - POTPORNI ZID SA KONZOLOM

50

50

51

51

52

52

53

53

Iz uslova stabilnosti za sve tri kontrole možemo izraziti

stepen iskorištenosti

odnosno faktor sigurnosti kao:

Prikazati tabelarno !!!

Ocjena stabilnosti i nosivosti mjerodavan najstrožiji uslov najveći U

Konstrukcija NE zadovoljava U > 100%

54

54

55

55

56

56

57

57

PRIMJER PRORAČUNA - POTPORNI ZID SA ZATEGOM

58

58

59

59