Geotehnična sidra - UL FGGfgg-web.fgg.uni-lj.si/kmtal-gradiva/GR-UNI/F1/sidranje konstrukcij.pdf · Vtisnjeni piloti • EN 14199 Izvedba posebnih geotehničnih del: Mikropiloti

GEOTEHNIGEOTEHNIČČNANASIDRASIDRA

SIDRANJE KONSTRUKCIJSIDRANJE KONSTRUKCIJuvrtana prednapeta geotehnična sidra

sidranje s sidrnimi bloki ali ploščami

pasivna sidra

GeotehniGeotehniččnana sidrasidra

Sidra sestavljajo trije osnovni deli:• vezni del sidra (sidrni valj),• prosti del sidra in • sidrna glava.

Sidrna glava - silo iz vezanega dela prenaša na konstrukcijoProsti del sidra - prenaša silo iz vezanega dela na sidrno glavoVezni del sidra - natezno silo prenaša v zaledje

DywidagDywidag sidrasidra

DywidagDywidag sidrasidra DywidagDywidag sidrasidra

Rafael sidraRafael sidra Rafael sidraRafael sidra

FreyssinetFreyssinet sidrasidra

Ppvmax = 0.95 × Py = Ap × 0.85 ftk

T15S označuje jekleni pramen s premerom 15,7 mm in prerezom 150 mm2.

FreyssinetFreyssinet sidrasidra

Glava sidra tip C2-4/15 “STANDARD”

Glava sidra tip C5-7/15 “STANDARD”Glava sidra za merjenje izolacijske upornosti

GeotehniGeotehniččnana sidrasidra GeotehniGeotehniččnana sidrasidra

GeotehniGeotehniččnana sidrasidra

Najpreprostejše pasivno sidro je rebrasta armaturna palica, vtisnjena v predhodno izvrtano in z injekcijsko maso zapolnjeno vrtino.

Pasivna sidraPasivna sidra

IBO sidro ima lastno vrtalno krono in je votlo, tako da je možno naknadno injektiranje.

Takojšen učinek sider dosežemo (pretežno v suhih kamninah), če uporabimo Swellex sidra (sidra iz tanjše pločevine, ki se po vstavitvi s tlakom vode napne tako, da ima dober trenjski stik s kamnino.)

Pasivna sidraPasivna sidra

SIST EN 1997-1:2005 - Evrokod 7: Geotehničnoprojektiranje – Del 1: Splošna pravila (poglavje: 8 Sidra)

SIST EN 1997-1:2005/A101:2006 - Evrokod 7: Geotehničnoprojektiranje – Del 1: Splošna pravila – Nacionalni dodatek

SIST EN 1537:2002 - Izvedba posebnih geotehničnih del –Geotehnična sidra (se uporablja za vgradnjo, preskušanje in kontrolo trajnih in začasnih geotehničnih sider, pri katerih se izvaja kontrola nosilnosti).

Zakonodaja/standardi/specifikacijeZakonodaja/standardi/specifikacije

SIST EN 1537 je po svojih zahtevah sicer podoben Priporočilom SIA V 191 [Prednapeta geotehnična sidra; Švicarsko združenje inženirjev in arhitektov; Zuerich], vendar se vsebini dokumentov ne prekrivata v celoti.

V okviru Nacionalnega programa izgradnje AC v Republiki Sloveniji se uporabljajo Tehnične specifikacije za javne ceste TSC 07.202 “Geotehnična sidra” [ delovni osnutek;1998; Ministrstvo za Promet Republike Slovenije].

Zakonodaja/standardi/specifikacijeZakonodaja/standardi/specifikacije Primeri standardov, ki jih citira Primeri standardov, ki jih citira EvrokodEvrokod 77--11

• EN 1536:1999 Izvedba posebnih geotehničnih del: Uvrtani piloti

• EN 1537:1999 Izvedba posebnih geotehničnih del: Geotehnična sidra

• EN 12063:1999 Izvedba posebnih geotehničnih del: Zagatne stene

• EN 12699:2000 Izvedba posebnih geotehničnih del: Vtisnjeni piloti

• EN 14199 Izvedba posebnih geotehničnih del: Mikropiloti

Evrokod 7-1 obravnava geotehnična sidra za zagotavljanje:– varnosti podpornih konstrukcij,– stabilnosti pobočij, vkopov in predorov,– odpornosti glede na navzgor delujoče sile na

konstrukcijo (n.pr. vzgon).

O podrobnostih govori standard EN 1537.

Opomba: Evrokod 7-1 in EN 1537 nista povsem usklajena.

Sidra se od ostalih konstrukcijskih elementov ločijo po tem,da po vgradnji v vrtino in zalitju s cementno injektirno masov pretežni meri niso dostopna, zato jih ni mogoče večneposredno kontrolirati, prav tako pa so bistveno omejenemožnosti izvedbe sanacijskih ukrepov.

GeotehniGeotehniččnana sidrasidra GeotehniGeotehniččnana sidrasidra

Glede na predvideno življensko dobo in pogoje vgradnje ločimo trajna in začasna sidra.

Vsa sidra vgrajena v agresivno okolje, sidra izpostavljena blodečim tokovom ter sidra s predvideno življenjsko dobo več kot 2 leti morajo biti oblikovana kot trajna sidra in morajo svojo funkcijo opravljati celotno predvideno življenjsko dobo sidranega objekta.

Ostala sidra, ki bodo svojo funkcijo opravljala le omejen čas (tj. do 2 leti) pa so lahko oblikovana kot začasna sidra.

Za obe vrsti sider veljajo enake zahteve glede nosilnosti, bistveno pa se razlikujejo zahteve pri oblikovanju protikorozijske zaščite.

MejnaMejna stanjastanja

Mejna stanja, ki jih je potrebno upoštevati pri projektiranjusider, tako posamezno kot tudi v kombinaciji, so:

konstrukcijska porušitev pramen sidra ali sidrne glave, povzročena z vnešenimi napetostmi;deformacije ali korozija sidrne glave;porušitev na stiku med injekcijsko maso in tlemi (zainjektirana sidra);porušitev na stiku med jeklenimi prameni in injekcijskomaso (za injektirana sidra);

porušitev zaradi nezadostnega odpora težnostnega bloka(za sidra vpeta v težnostni blok);izguba sidrne sile zaradi prevelikih pomikov sidrne glaveali zaradi lezenja in relaksacije;porušitev ali prevelike deformacije delov konstrukcijezaradi vnešenih sidrnih sil;izguba globalne stabilnosti podpiranih tal in podpornekonstrukcije;interakcija skupin sider s tlemi in sosednjimikonstrukcijami.

MejnaMejna stanjastanja

Nosilnost Nosilnost geotehnigeotehniččnihnih sider sider --PREIZKUSIPREIZKUSI

Bistvena zahteva glede nosilnosti sidra je podana z izrazom:

dad RP ;≤

Pd je projektna nosilnost (obremenitev) sidra.

Ra;d je projektna vrednost, določena iz odpornosti na izvlek.Določimo jo lahko s preizkusi na sidrih ali z izračuni.

akada RR γ/;; = ⇒

1,1/;; kada RR =

ProjektnaProjektna vrednostvrednost sidrnesidrne silesile

Projektno vrednost sidrne sile, Pd, je potrebno določiti v skladu z izračunom podporne konstrukcije kot največjovrednost izmed:

sile določene z upoštevanjem mejnega stanja nosilnostipodpirane konstrukcije, in če je primerno sile določene z upoštevanjem mejnegastanja uporabnosti podpirane konstrukcije.

Pilotna stena Pilotna stena -- sidrasidra

Sidrna sila P se pri projektiranju sider upošteva kot neugodna obtežba.

Klasična računska analiza (račun sidrne sile, globine vpetja)

Izračunane sidrne sile ⇒ Ps;dIzberemo stopnjo prenapetja oziroma silo zaklinjenja P0

Projektna sila za dimenzioniranje sidra Pd je večjaizmed:

Pd = Ps;dPd = γG P0 = 1,35 P0

P0 ≤ 0,6 Ptk

Pilotna stena Pilotna stena -- sidrasidra

Račun po MKE ali drugih metodah:V računu upoštevamo dejansko predvideno silozaklinjenja sider P0Račun – mejno stanje nosilnosti (MSN) ⇒ Ps;dRačun - mejno stanje uporabnosti (MSU) ⇒ Ps;k

Projektna sila za dimenzioniranje sidra Pd je večjaizmed:Pd = γG P0 = 1,35 P0Pd = Ps;dPd = γG Ps:k = 1,35 Ps:k

PraktiPraktiččen primer en primer ––izraizraččun po un po MKEMKE

Prerez Tloris

6,0m

3,0m

3,0m

1,6mφ = 80cm

11,5150


Podatki:

Temeljna tla:γ = 20kN/m3

c’ = 0ϕ’ = 340

E = 40Mpa, ν = 0,3, Mohr-Coulombov model

AB koli:L = 9mφ= 80cm/1,6mC25/30

Sidra:4-vrvna 5,6cm2 /3,0mE = 210Gpa

Faznost računa:-prvotno napetostno stanje-izkop na globino -1,5m-vgradnja sidra-izkop na globino -6m

Načini izračuna1. Sidro brez prednapetja2. Prednapetje sidra 70 kN/m

(210 kN/sidro)3. Prednapetje sidra 35 kN/m

(105 kN/sidro)


Rezultati:Izračun 1 – brez prednapetja PP2 PP3

Izračun Fsidra (kN) Mmax(kNm/m)

Qmax(kN/m)

umax (mm)

MSU (F = 1,0) 146,68 88,99 61,30 17MSN ( * 1,35) 198,02 120,14 82,76 -Izračun – PP3 (mobilizirane vrednosti karakteristik --- c’-ϕ’redukcija)

204,86 136,45 69,32 29,5

Projekta sidrna sila:PP2: Pd = 198,02 kNPP3: Pd = 204,86 kN


Rezultati:Izračun 2 – prenapetje 210 kN/sidro PP2 PP3


Qmax(kN/m)

umax (mm)

MSU (F = 1,0) 234,54 88,71 55,83 5,7

MSN ( * 1,35) 316,63 119,76 75,37 -Izračun – PP3 (mobilizirane vrednosti karakteristik --- c’-ϕ’redukcija)

266,02 126,10 66,32 14,45

Projekta sidrna sila:Pd =1,35 P0 = 283,50 kNPP2: Pd = 316,63 kNPP3: Pd = 266,02 kN


Rezultati:Izračun 3 – prenapetje sidra 105 kN/sidro PP2 PP3


Qmax(kN/m)

umax (mm)

MSU (F = 1,0) 155,51 92,33 50,90 8,6

MSN ( * 1,35) 209,94 124,65 68,72 -Izračun – PP3 (mobilizirane vrednosti karakteristik --- c’-ϕ’redukcija)

203,54 129,39 63,24 19,10

Projekta sidrna sila:Pd =1,35 P0 = 141,75 kNPP2: Pd = 209,94 kNPP3: Pd = 203,54 kN

MERODAJNOPd = 316,63 kN


2. Prednapetje sidra 70 kN/m

1. Sidro brez prednapetjaMSU

MSU PP3

PP31. Sidro brez prednapetja


MSU

2. Prednapetje sidra 70 kN/m PP3




MSU

PP3

PP31. Sidro brez prednapetja

3. Prednapetje sidra 35 kN/m MSU


PP3

PP3


Pilotna stena Pilotna stena –– dimenzioniranje dimenzioniranje veznih gredveznih gred

• Vezne grede je potrebno dimenzionirati na najbolj neugoden obtežni slučaj

• Upoštevati je potrebno napenjanje sider in/ali vrstni red prednapetja (celoviti ali enostavni preizkus sidra)

• S projektom je treba določiti je treba lokacije testnih oziroma preizkusnih sider, če se izvajajo na konstrukciji

• Za dimenzioniranje se upošteva dva slučaja:– Pri kontroliranem vnosu sidrne sile (napenjanje) so

varnostni količniki enaki 1,0. Greda se dimenzionira na karakteristično vrednost maksimalne sile pri napenjanju sider.

– Greda po prednapetju sider se dimenzionira na sidrne sile Ps;d (faktoriramo s količnikom varnosti γG = 1,35)

Za prednapeta sidra je treba pri preverjanju mejnih stanj v konstrukcijah (STR) ter geotehničnih mejnih stanj (GEO) uporabiti nabor R1, R2, R3 ali R4 naslednjih delnih faktorjev γa:— γa;t za začasna sidra;— γa;p za trajna sidra.


Odpornost Oznaka NaborR1 R2 R3 R4

Začasna γa;t 1,1 1,1 1,0 1,1Trajna γa;p 1,1 1,1 1,0 1,1

akada RR γ/;; =

Za sidra, ki niso posamično preverjena z odobritvenimipreizkusi, se karakteristično odpornost na izvlek preveri na podlagi rezultatov ustreznostnih preizkusov po enačbi:


ξa za n = 1 2 ≥ 3ξa,1 1,20 1,15 1,10ξa,2 1,20 1,10 1,05

2,min;;1,;;; /;/min ameasuredaameanmeasuredaka RRR ξξ=


Projektno nosilnost lahko določimo s preizkusi ali zračunskimi analizami.

Za geotehnična sidra Evrokod 7 predvideva tri vrstepreizkusov:Ocenjevalna preizkusa (angleško assessment tests): • preiskava sidra (angleško investigation tests) in• ustreznostni preskus (angleško suitability tests), v obstoječi

praksi imenovani celoviti preizkusi napenjanja (CPN) inpreizkus sprejemljivosti:• odobritveni preskus (angleško acceptance tests), v obstoječi

praksi imenovani enostavni preskusi napenjanja (EPN).

Vsi preskusi se lahko izvajajo po eni izmed treh predlaganihmetod.


• Preiskava sidra: obremenilni preizkus, s katerimugotavljamo mejno odpornost veznega dela sidra po stikuinjekcijske mase in temeljnih tal, in s katerim določimokarakteristike sidra v predvidenem območju delovne sidrnesile.

• Ustreznostni preskus: obremenilni preizkus na mestuvgraditve, ki potrdi, da bodo s projektom predvidena sidrav danih geotehničnih pogojih ustrezna. Izvede se vsaj triustreznostne preskuse za vsako vrsto tal in konstrukcije.

• Odobritveni preskus: obremenilni preizkus na mestuvgraditve, ki potrdi, da vsako sidro izpolnjuje projektnezahteve. Izveden mora biti na vsakem sidru pred zaklinjenjem oz. uporabo!

Obremenilni preizkusi sider Obremenilni preizkusi sider ––PREIZKUSNA METODA 1PREIZKUSNA METODA 1

METODA 1Preizkus min Pp max Pp Število

stopenjČas opazovanja

Hitrost lezenja ks

PS (IT)Preiskava sidra (InvestigationTest)

Ra 0,80Ptk

0,95Pt0,1k

min. 6(→ , ← , → , ← , …)(10%), 25%, 40%, 55%, 70%, 85%,100% Pp

min. 15’ (Pi)60’ (Pp) c=0180’ (Pp) c≠0

-

UT (ST)Ustreznostni test (Suitability tests)

≥1,25P0

≥ Rd

0,95Pt0,1k min. 5(→ , ← , ⇒)(10%), 40%, 55%, 70%, 85%, 100% Pp

min. 15’ (Pi)60’ (Pp) c=0180’ (Pp) c≠0

<1,0mm<0,8mm, če ni izveden PS

OT (AT)Odobritveni test (Acceptancetests)

1,25P0 0,90Pt0,1k 3 + 1(→ , ← , ⇒)(10%), 40%, 70%, 100% Pp ,(10%), P0

min. 5’ <0,8mm(Pp)<0,5mm(P0)

slika E.1

premik sidra

osnovna obtežba Pa

Pp(%)Pp (%)



E.2.1 Preiskava sidra (Investigation Test)

Sidro moramo obremeniti do porušitve (odpornost sidra Ra ) oziroma do preizkusne sile Pp, ki je omejena z nižjo od vrednosti 0,80Ptk ali 0,95Pt0,1k.Ptk je karakteristična porušna sila kablaPt0,1k je karakteristična sila v kablu pri trajni deformaciji 1,0%

Sidro mora biti obremenjeno do maksimalne preizkusne sile v najmanj šestih ciklih (slika E.1)

Cikle obremenjevanja in periode opazovanja podaja tabela E.1.

PREIZKUSNA METODA 1Preiskava sidra (Investigation Test)

Kjer so zaznani vplivi lezenja, moramo maksimalno silo v vsakem ciklu obremenjevanja zadržati najmanj 15 min za obremenitve nižje od Pp, 60 min na obremenitvi enaki Pp v nekoherentnih zemljinah in 180 min v koherentnih zemljinah. V tem času se raztezki zaradi lezenja na določeni obremenitvi ustalijo.


Tabela E.1 – Cikli obremenitve in minimalne periode opazovanja za preskusni in ustreznostni test na sidrih, Metoda 1 in 2

1)

Nivo obtežbe %Pp

Najmanjša perioda opazovanja v

minutah (samo za metodo 1)

cikel 1 cikel 2 cikel 3 cikel 4 cikel 5 cikel 610 10 10 10 10 10 1

25 40 55 70 85 125 40 55 70 85 100* 15 (60 ali 180 1))

25 40 55 70 85 110 10 10 10 10 10 1

1) Pri Metodi 2, kjer je največja vrednost obtežbe enaka sili zaklinjanja P0, je perioda opazovanja podana v tabeli E.2


E.2.2 Ustreznostni test (Suitability tests)

Preizkusna sila sidra mora biti za vgrajeno sidro večja od vrednosti Pp ≥ 1,25P0 ali Pp ≥ Rd

in ne večja od 0,95Pt0,1k

P0 je sila pri zaklinjanju kabla.

Cikli obremenitve in minimalne periode monitoringa so podane v tabeli E.1.

Sidro naj bo obremenjeno do maksimalne preskusne sile v najmanj petih ciklih obremenitve, z izjemo prvega cikla v tabeli E.1.


PREIZKUSNA METODA 1Ustreznostni test (Suitability tests)

Maksimalna velikost lezenja ks pri obremenitvi s preizkusno silo ne sme biti večja od 1,0mm, če je bil opravljen preskusni test. Kjer porušitev (ks = 2,0mm) ni potrjena s preskusnim testom, mora biti vrednost ks pri preizkusni obremenitvi manjša od 0,8mm.


E.2.3 Odobritveni test (Acceptance tests)

Sidro mora biti obremenjeno v najmanj 3 enakih stopnjah do preizkusne sile Pp. Sidro se razbremeni na osnovno silo Pain ponovno napne na silo zaklinjenja P0.

Preizkusna sila Pp mora biti za vgrajeno sidro najmanj enakaPp = 1,25P0vendar ne večja od vrednostiPp = 0,90Pt0,1k

Čas opazovanja sidra pri preizkusni sili ne sme biti krajši od 5 min.

.


PREIZKUSNA METODA 1Odobritveni test (Acceptance tests)

Maksimalna velikost lezenja ks pri obremenitvi s preizkusno silo ne sme biti večja od 0,8mm in ne večja od 0,5mm pri ponovni obremenitvi (sili zaklinjenja).

Večje velikosti lezenja ks (več od 1,0mm pri preizkusni obremenitvi) so sprejemljive, če so dokazane in sprejete s predhodno preiskavo sidra.


E.2.4 Meritve lezenja

Prirast pomikov sidrne glave glede na fiksno točko mora biti izmerjen na koncu predpisanega časovnega intervala, v katerem je prirast obtežbe določen po tabeli E.1.

Hitrost lezenja mora biti določena po tem, ko v dveh časovnih intervalih izmerimo konstantno hitrost lezenja ks.

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛−=

1

2

12

logttssks ks – lezenje

s1 - pomik sidrne glave v času t1s2 - pomik sidrne glave v času t2t - čas po nanosu stopnje obremenitve


PREIZKUSNA METODA 1Meritve lezenja

Hitrost lezenja je omejena z maksimalnim pomikom zaradi lezenja, ki je dovoljen za določen nivo obtežbe (E.2.2 in E.2.3).

Meritve pomikov sidrne glave morajo biti izvedene pri konstantni obtežbi, v podanem časovnem zaporedju.

Časovno zaporedje spremljanja (v minutah) na nivoju maksimalne obremenitve v določenem ciklu je prikazano v tabeli E.1 in si sledi:1 → 2 → 3 → 5 → 10 → 15 → 20 → 30 → 45 → 60

Za čas opazovanja krajši od 60 minut, je zaporedje spremljanja podano v tabeli E.1.

Obremenilni preizkusi sider Obremenilni preizkusi sider ––PREIZKUSNA METODA 1PREIZKUSNA METODA 1 Obremenilni preizkusi sider Obremenilni preizkusi sider ––

PREIZKUSNA METODA 2PREIZKUSNA METODA 2METODA 2

Preizkus min Pp max Pp Število stopenj Čas opazovanja

Dopustni upad sile kl(%)Pi


Ra 0,80Ptk

0,95Pt0,1k

min. 6(→ , ← , → , ← , …)(10%), 25%, 40%, 55%, 70%, 85%,100% Pp

5’, 15’, 50’, 150’, 500’,1 dan, 3 dni,10 dni

1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%,8% (P0)

UT (ST)Ustreznostni test (Suitability tests)

≥1,25P0

≥ Rd

0,95Pt0,1k 2 stopnji (→ , ← , ⇒)(10%), 25%, 50%, 75%, 100%, 75%, 50%, 10%Pp ,P0

3 dni (P0) 7% (P0)


1,25P0 0,90Pt0,1k 3 + 1(→ , ← , ⇒)(10%), 40%, 70%, 100% Pp ,(10%), P0

50’ (P0) oz.1 dan

3% (P0)oz.6% (P0)

Pp(%)

premik sidra

osnovna obtežba Pa

slika E.2

Obremenilni preizkusi sider –PREIZKUSNA METODA 2



Sidro moramo obremeniti do porušitve (odpornost sidra Ra ) oziroma do preizkusne sile Pp, ki je omejena z nižjo od vrednosti 0,80Ptk ali 0,95Pt0,1k.

Sidro mora biti obremenjeno do maksimalne preizkusne sile v najmanj šestih ciklih (slika E.2)

Cikle obremenjevanja in periode opazovanja podajata tabeli E.1 in E.2.

PREIZKUSNA METODA 2Preiskava sidra (Investigation Test)

Če skupni upad sile, pri predvideni sili zaklinjanja sidra, po 7 časovnih periodah (3 dneh) ne preseže dovoljenega in izguba sile na časovnem intervalu ne narašča, potem lahko s testom prenehamo in nadaljujemo s cikli obremenitve do sile Pp oz. do porušitve.

V kolikor je upad sile večji od dovoljenega in/ali upad sile na časovni interval narašča, lahko podaljšamo opazovanje na 8 časovnih period (10 dni) ali več – tako dolgo, da se ne spreminja več. Če se ravnovesje ne vzpostavi, je vnešenasila previsoka za stanje uporabe, vendar pa moramo s testom nadaljevati do porušne sile.


Tabela E.2 – Časi in periode za opazovanje in kriteriji za upad sile, Metoda 2

1)

čas opazovanja v minutah zaporedna časovna perioda

dopusten skupni upad sile kl (% nanešene sile)

5 1 115 2 250 3 3150 4 4500 5 5

1500 (približno 1 dan) 6 65000 (približno 3 dni) 7 7

15000 (približno 10 dni) 8 8





Obremenjevanje sidra do preizkusne sile lahko izvedemo v 2 stopnjah: 10% Pp → 25% Pp → 50% Pp → 75% Pp →100% Pp → 75% Pp → 50% Pp → 10% Pp in nato ponovno do sile zaklinjenja P0.

Periode monitoringa so podane v tabeli E.2.



Upad sidrne sile (kl) po ponovni obremenitvi na silo zaklinjenja P0 ne sme preseči meje podane v tabeli E.2 za čas 7 časovnih period (3 dni).



Sidro se napne do preizkusne sile Pp najmanj v 3 enakih stopnjah. Sidro se razbremeni na osnovno silo Pa in ponovno napne na silo zaklinjenja P0.

Preizkusna sila Pp mora biti za vgrajeno sidro najmanj enaka vrednosti Pp = 1,25P0vendar ne večja od vrednosti Pp = 0,90Pt0,1k



Obnašanje pri sili zaklinjanja sidra moramo opazovati v 3 časovnih periodah (50 min), upad sile ne sme preseči dovoljenih skupnih izgub, podanih v tabeli E.2. V primeru, da je upad sile večji, moramo test nadaljevati tako dolgo, da se sila ustali in nato izmeriti upad sile.

Če natančnost sistema opazovanja glede preizkusa upada sile ne izpolnjuje točke 9.2 (standard EN 1537:1999), je pa skladna s točko 9.2 ob uporabi lift-off testa, potem mora biti sprejemljivost dokazana z lift–off testom po 6 periodah (1 dan), prikazana kot skupni upad sile kl manjši od 6%.



Določen je dovoljen upad sile glede na silo zaklinjanja sidra:a) upad sile kl ne sme preseči 3%P0 v 50 minutahb) upad sile kl ne sme preseči 6%P0 v 24 urah.


E.2.4 Meritve upada sile

Pri sili zaklinjanja sidra mora biti pomik sidrne glave glede na konstrukcijo konstanten, sila pa mora biti spremljana. Sidrna glava mora biti pritrjena na tlačno celico ali na neaktivno napenjalko, za določitev kl moramo upad sile izmeriti na koncu vsakega časovnega intervala v obdobju do 10 dni in ga izraziti kot odstotek izgube napenjalne sile. Upad sile je omejen z največjim skupnim upadom sile, priporočenim za določen nivo sile in ga merimo na koncu časovne periode. Upad sile je omejen z največjim skupnim upadom sile, priporočenim za določen nivo sile in ga merimo na koncu časovne periode.


Meritve upada sileMerjenje izgube sile je podano v E.3.4. in mora biti izvedeno v časovnem zaporedju, ki ga podaja tabela E.2. Najkrajše opazovanje:• preskusni test – 7 period (3 dni)• ustreznostni test – 7 period (3 dni)• odobritveni test – 3 periode (50 min)Lastnosti glede upada sile so reprezentativne za dejansko izgubo sile, ki je vnešena v konstrukcijo preko sidrne glave. Če izgubo sile uporabimo za interpretacijo dejanskega lezenja na vgrajenem sidru je potrebno narediti popravek zaradi vpliva dolžine prostega dela sidra npr. daljši kot je prosti del sidra, manjši je učinek upada sile za enak absolutni pomik zaradi lezenja sidra.



METODA 3Preizkus min Pp max Pp Število

stopenjČas opazovanja

Premik (hitrost α) zaradi lezenja


Ra 0,80Ptk

0,90Pt0,1k

min. 6(→, →, →, …)(10%), 25%, 40%, 55%, 70%, 85%,100% Pp

30’ do 60’(Pi)

UT (ST)Ustreznostnitest (Suitabilitytests)

≥1,25P0

≥ Rd

0,90Pt0,1k min. 5(→, →, →, …)(10%), 20%, 40%, 60%, 80%, 100% Pp

30’ do 60’(Pi)

α < 0,8mm/log.časa (brez PS)

α <1,2 (stal.sid.)

α <1,8 (zač.sid.)


1,25P0

aliRd

min. 4(→, →, →, …)(10%), 25%, 50%, 75%, 100% Pp ,lahko razbr. in ponovna obrem.

min. 15’(Pi)

med 3. in 15.min.:<1,2mm (brez PS)

<1,5 mm (stal.sid.)

<1,8 mm (zač.sid.)

premik sidra

%Pt0,1k

slika E.3.a


%Pp

Pp

premik sidra

slika E.3.b


sliki E.3c

1 – nanešena obtežba v % Pt0,1k2 – lezenje 3 – preizkusna sila4 – naklon f v razmerju pf Pp5 – brez ciklov6 – premik sidra

7 – nanešena obtežba8 – lezenje9 – preizkusna sila10 – naklon f v razmerju pf Pp11 – z delnimi cikli12 – premik sidra

)1( fPsEAL tt

app −ΔΔ=




Sidro moramo obremeniti do porušitve (odpornost sidra Ra ) oziroma do preizkusne sile Pp, ki je omejena z nižjo od vrednosti 0,80Ptk ali 0,90Pt0,1k.

Sidro mora biti obremenjeno do maksimalne preizkusne sile v najmanj šestih ciklih (slika E.3.a)

Cikle obremenjevanja in periode opazovanja podaja tabela E.3.

Minimalna perioda opazovanja se lahko skrajša na 30 min, če ni vidnejših vplivov lezenja.

Tabela E.3 – Koraki obtežbe in minimalna perioda opazovanja za preskusni test sidra, Metoda 3

sila % Pto,1k1) 2) 3)

osnovna obtežba

korak 1

korak 2

korak 3

korak 4

korak 5

korak 6

korak 7

korak 8

zaporedna št. koraka

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 60(30)

60(30)

60(30)

60(30)

60(30)

60(30)

60(30)

60(30)

perioda opazovanja

(minut)1) začetek pri osnovni obtežbi Pa = 0,1Pt0,1k2) Pmax ≤ 0,9Pt0,1k3) podan primer obsega 8 korakov





Sidro naj bo obremenjeno do maksimalne preskusne sile v najmanj petih ciklih obremenitve, z izjemo prvega cikla (slika E.3.b).

Koraki obremenjevanja in minimalne periode opazovanja so podane v tabeli E.4.


Tabela E.4 – Koraki obtežbe in minimalna perioda opazovanja za ustreznostni test sidra, Metoda 3

sila % Pt0,1k1) 2)

osnovna obtežba

korak 1

korak 2

korak 3

korak 4

korak 5

korak 6

zaporedna št. koraka

10 25 40 55 70 85 100

0 60(30)

60(30)

60(30)

60(30)

60(30)

60(30)

perioda opazovanja

(minut)1) začetek pri osnovni obtežbi Pa = 0,1Pp2) podan primer obsega 6 korakov



Maksimalna hitrost lezenja (α) pri preizkusni obtežbi pri testu ustreznosti mora biti manjša od 0,8mm v logaritmu časa cikla (Slika E.4) v primeru ko preskusni test sidra ni bil izveden.

Če je bil preskusni test sidra izveden, potem pri preizkusni obtežbi ustreznostnega testa ne sme preseči:• 1,2mm/log časa za začasna sidra• 1,0mm/log časa za stalna sidra

V nobenem primeru nivo preizkusne sile pri ustreznostnemtestu za načrtovana sidra ne sme biti večji od Pc.


slika E.4



Sidro mora biti obremenjeno iz sile naleganjana Pa na preizkusno obtežbo Pp, ki znaša 1,25P0 ali Rd, v najmanj štirih prirastkih sile. Nato ohranjamo preizkusno obtežbo konstantno najmanj 15 minut.

Po obremenitvi s preizkusno obtežbo, ki smo jo konstantno ohranjali določen čas, lahko izvajalec izvede delni ali popolni cikel razbremenitev – obremenitev, kot kaže slika E.3c).



Kjer je Metoda 3 uporabljena skladno s točko 9.4, lahko prosto dolžino pramena sidra izračunamo iz krivulje sila –pomik za osnovno obtežbo in preizkusno obtežbo z uporabo metode prikazane na sliki E.3c).

Če je trenje prostega dela sidra nezanemarljivo, lahko izvedemo delni obremenilno – razbremenilni test in izračunamo prosto dolžino sidra iz dela krivulje, kjer nimamo vpliva trenja in določimo ΔP in Δs.



Pomik, ki nastane zaradi lezenja pri preizkusni sili, mora biti merjen med 3. in 15. minuto.

Ustrezen mora biti manjši od:• 1,2mm za stalna ali začasna sidra brez preizkusnega testa• 1,5mm za stalna sidra s preizkusnim testom• 1,8mm za začasna sidra s preizkusnim testom


E.4.4 Merjenje lezenja in karakteristične obtežbe

Lezenje in karakteristična obtežba morata biti merjena in vrednotena sledeče:• prirastek premika sidrne glave glede na fiksno točko mora

biti merjen v vseh korakih obremenjevanja v različnih časih• pomik zaradi lezenja α mora biti merjen v vsakem koraku

obremenitve, kot kaže slika E.4. Pomik zaradi lezenja α jedefiniran kot nagib pomika sidrne glave v odvisnosti odlogaritma časa, merjen na koncu vsake bremenskestopnje.

• odpornost sidra Ra je sila, ki odgovarja vertikalni asimptotikrivulje α - obremenitev. Če asimptota ne obstaja, potemRa določimo kot silo, ki odgovarja vrednosti α pri 5mm, slika E.5.


PREIZKUSNA METODA 3Merjenje lezenja in karakteristične obtežbe

• kritično silo lezenja Pc moramo določiti kot kaže slika E.5.Kritična sila lezenja je sila, ki odgovarja koncu prvegalinearnega dela krivulje α - obremenitev. Kjer je težko določiti silo Pc , določimo odpornost Pc’, kot kaže slika E.5in Pc definiramo kot:

Pc =0,9Pc’

Merjenje pomikov zaradi lezenja mora biti izvedeno v navedenih časih, po vsaki spremembi sile. Periode opazovanja za vsak korak so:• preizkusni test – 30 min ali 60 min• ustreznostni test – 30 min ali 60 min• odobritveni test – ne manj kot 15 min.


PREIZKUSNA METODA 3Merjenje lezenja in karakteristične obtežbe

Priporočeni časi spremljanja (v minutah) za vsak korak so:1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 7 → 10 → 15 → 20 → 30 → 45 →60


slika E.5


Skladno s Priporočilom SIA V 191 je treba vsa prednapeta sidra objekta preveriti s preskusom napenjanja, pri čemer je potrebno pri vsaki skupini sider najprej opraviti 3-stopenjske celovite preskuse napenjanja (CPN) na vsaj 10% vseh sider. Če so ti rezultati v okviru pričakovanih vrednosti, se lahko na preostalih sidrih objekta pristopi k izvedbi 1-stopenjskih enostavnih preskusov napenjanja (EPN).

V SIST EN 1537:2002 ni podano minimalno število potrebnih preiskav sider. Standard celo dopušča, da lahko vlogo preiskav sider prevzamejo CPN, pri čemer se kabli teh sider lahko ojačijo z dodatnim pramenom, medtem ko je izvedba napenjalnih preskusov nekoliko drugačna od sedanjih postopkov.

SIASIA V 191 in V 191 in SISTSIST EN 1537EN 1537

Primerjava postopkov in kriterijev pri preizkusih nosilnosti sider po SIA V 191 in SIST EN 1537

SIA V 191 SIST EN 1537potrebno številoPS

za vsako temeljno področje vsaj 3

ni določeno; možnanadomestitev s CPN

nivo obremenitvepri PS

Ppv ≥ Ri,sider objektaoz. 1,67 P0, vendar Ppv ≤ 0,95 Py

manjša od vrednosti 0,80 Ptk oz. 0,95 Pt0.1k

minimalni opazovalni časi priPS*

tmin = 15' tmin (P0) = 30' tmin (Ppv) = 60'

tmin = 15' za Pi < Pptmin (Pp) = 60' (nekohezivne zem.)tmin (Pp) = 180' (kohezivne zem.)

*) minimalne čase je treba podaljšati za toliko časa, dokler mera lezenja na posamezni obremenitvi ni konstantna


SIA V 191 SIST EN 1537

merodajnazunanja nosilnostsidra

najnižja vrednost porušne sile Radobljene pri PS

določitev na podlagi vrednosti Ra dobljene priPS ali CPN, pri čemer Rak ≤ Ra,min

sidrna sila tekomživljenjske dobeobjekta

0,3 Ptk ≤ P ≤ 0,7 Ptk največ 0,65 Ptk

sila zaklinjenja P0 P0 ≤ 0,6 Ri P0 ≤ 0,6 Ptk

območje efektivneproste dolžine sidra

0,9lfr ≤ lf(Pp) ≤ lfr + 0,3lv

pri PS: 0,95lfr ≤ lf(Ra) ≤ lfr + 0,5lv

Lapp ≤ Ltf + 0,5Ltb + LeLapp ≤ 1,1Ltf + Le (zg. meja) Lapp ≥ 0,8Ltf + Le (sp. meja)



delež preskusovnapenjanja (CPNoz. EPN) za sidra objekta

10% vseh sider, vendar je treba vsaj 3 Sidra preveriti s CPN; preostala sidra z EPN

izvesti vsaj 3 CPN; preostala sidra preskussprejemljivosti (EPN)

nivo preskusnesile Pp zapreskuse napenjanja (CPNoz. EPN)

praviloma 0,75Ptk , minimalno 1,25P0

vsaj 1,25P0 oz. Rd (za CPN) oz. 1,25 P0 (za EPN); ne sme preseči 0,95Pt0,1k (CPN) oz. 0,90Pt0,1k (EPN)

opazovalni časi pri CPN*

tmin = 15', tmin (Pp) = 30'

tmin = 15', tmin (Pp) = 60' (nekohezivne zem.)tmin(Pp) = 180' (kohezivne zem.)




dopustne merelezenja za CPN

določijo se na podlagi opravljenih PS

ks (Pp) ≤ 0,8mm; ks (Pp) ≤ 1,0mm je dopustna s potrditvijo PS

opazovalni časi priEPN* tmin(Pp) = 5' tmin(Pp) = 5'

dopustne mere lezenja za EPN

določijo se na podlagi opravljenih PS in potrdijo z rezultati CPN

ks (Pp) ≤ 0,8mm in ks (P0) ≤ 0,5 mm; vrednosti ks do 1 mm sodopustne s potrditvijo PS


SIASIA V 191 in V 191 in SISTSIST EN 1537EN 1537 SIASIA V 191 in V 191 in SISTSIST EN 1537EN 1537


Projektne vrednosti odpornosti na izvlek določene zizračuni morajo biti določeni po načelih, podanih v EC7 v točkah 2.4.7 (MSN) in 2.4.8 (MSU).

Mejna stanja nosilnosti

Pri izračunu projektne vrednosti odpornosti lahkouporabimo projektni pristop 3.

V izrazih za račun mejne sile, ki je označena s Hf,upoštevamo pri trdnostnih parametrih projektne vrednostitrdnostnih parametrov s parcialnimi faktorji varnosti, ki sopodani v dodatku EC7.

Nosilnost Nosilnost geotehnigeotehniččnihnih sider sider ––IZRAIZRAČČUNIUNI

Delni faktorji za mejna stanja Delni faktorji za mejna stanja STR in STR in GEOGEO

Projektni pristop Vplivi in učinki vplivov

iz konstrukcij iz tal

Odpornost tal

GEO PP 2 (plitvo temeljenje,

podporne konstrukcije) γG = 1,35; γQ = 1,50

γR;e = γR;v = 1,40; γR;h = 1,10

GEO PP 2 (piloti) γG = 1,35; γQ = 1,50

γb = γs = γt = 1,10; γs;t = 1,15

GEO PP 3 γG = 1,00; γQ = 1,30 γϕ = γc = 1,25; γcu = 1,40

25,1/'tan/'tan'tan kkd ϕγϕϕ ϕ == 25,1/'/'' kckd ccc == γ

40,1// ;;; kucukudu ccc == γ

Sidrni bloki in/ali plošče

( ) ϕγγ ′+−= tan32

32

papf khkkhbH

Krey:

fH

2'450 ϕθ +=a2

'450 ϕθ −=p

haEpE

pkhx =

b … dolžina sidrnega bloka/plošče)','(tan; ddfda cHR ϕ=


h

fH

bhchH uf ⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+= 2

2

2γ

Krey:

a)

hfH 0h

uc2

uch 2+γ

h

045

b)

)( ;; dufda cHR =


Krey:

b)

Izračun odpornosti sidra na izvlek

ϕστ ϑ tan+= cf

zv γσ =zKoh γσ =

αγαγασασσ 2222 sincossincos zKz ohvn +=+=

ϑσϑσσϑ22 sincos nh +=

( )( )[ ] ϕϑαγαγϑγ

ϕϑσϑστ

tansinsincoscos

tansincos2222

22

zKzzKc

c

oo

nhf

+++=

=++=

∫=π

ϑτ2

01 dRT ff

( )[ ] ϕααπγπ tancossin12 221 +++= of KRzRcT

( )[ ]ϕ

ϕααπγπ

fcf

sotsf

HHlKRzlRcH

+=

=+++= tancossin12 22


Lendi:

( ) ϕϕσσ ϑ tan2tan21 2 c++=⊥

( ) ϕπααϕαα

ϕγϕ

2222 cos2

cossin2tan21sincostan8

sst

cfff

lRclzR

HHH

++++

=

=+=


)','(tan; ddfda cHR ϕ=


'tanϕsf lnH =

suf lDcH π3,0= )( ;; dufda cHR =

Za nekoherentne zemljine je uporabna tale preprosta enačba:

V koherentnih materialih lahko nosilnost sidra ocenimo takole:

kjer sta:cu ... nedrenirana strižna trdnost zemljine,D ... premer vrtine.

kjer sta: n ... faktor med 400 in 600 kN/m,ls ... dolžina veznega dela sidra.

)','(tan; ddfda cHR ϕ=

Geotehnična sidra

V splošnem je potrebno preveriti sidro glede na tri kriterije:

• nosilnost jeklene natezne vezi,

• nosilnost veznega dela sidra glede na porušitev med injekcijsko maso in zemljino in glede na porušitev med injekcijsko maso in jekleno natezno vezjo,

• globalno stabilnost sidrane konstrukcije.

Na osnovi 1. kriterija izberemo prerez jeklene natezne vezi v posameznem sidru. Običajna količina jeklenih vrvi ali palic znaša največ do 20% prereza vrtine.

Geotehnična sidra

Na osnovi 2. kriterija dimenzioniramo dolžino (in premer) veznega dela sidra. Dolžina veznega dela sidra je tako odvisna od zahtevane nosilnosti sidra, premera vrtine in lastnosti temeljnih tal ter injekcijske mase. V splošnem velja, da vezna dolžina ne sme biti manjša od 3 (5) m in ne večja od 10m.

Za zagotovitev globalne stabilnosti (3. kriterij) je pomembno, da segajo vezni deli sider zanesljivo izven območja vsake možne porušnice.

ProjektnaProjektna vrednostvrednost notranjenotranjenosilnostinosilnosti sidrasidra

Projektna vrednost notranje nosilnosti sidra mora izpolnjevatinaslednji pogoj:

Ra;d ≤ Rt;d = Rt;k /1,15

Nosilnost materiala sider Rt;d je treba izračunati postandardih EN 1992 (beton), EN 1993 (jeklo) in EN 1537:1999 (geotehnična sidra), kot je ustrezno.

Če so na sidrih izvedeni ustreznostni preizkusi, je potrebnopri določitvi Rt;d upoštevati preizkusno silo (glej točko 9.5 standarda EN 1537:1999).

Geotehnična sidra

Za sidranje v kamnine se priporoča kot mejno strižno trdnost upoštevati 10% enoosne tlačne trdnosti vzorca kamnine, a največ 4 MPa.

Za preračun trenja med injekcijsko maso in jeklenim nosilnim elementom pa se priporočajo naslednje vrednosti strižne trdnosti:• največ 1 MPa za gladke jeklene palice,• največ 2 MPa za vrvi ali rebraste palice.

Globalna stabilnostGlobalna stabilnost

• Uporaba podpornih elementov v izračunu stabilnosti – Vse podporna sredstva v izračunu upoštevamo s

projektno odpornostjo, ali kot stalno ugodno delujočo obtežbo (varnostni faktor enak 1,0)

– Morebitno neugodno spremenljivo obtežbo fakturiramo (γQ = 1,3)

– Potrebno je upoštevati dejansko mesto delovanja podpornih sil na drsini

– Sidra upoštevamo s projektno odpornostjo (vrednosti ne faktoriramo)

Globalna stabilnostGlobalna stabilnost

Rd

Rd

Po projektnem pristopu 3 (PP3)

Kontrola globalne stabilnosti Kontrola globalne stabilnosti ((MKEMKE))

• Račun s karakterističnimi vrednostmi

• Za poljubno stanje (fazo gradnje) uporabimo postopek

redukcije strižnih parametrov (“ ϕ-c ” redukcijo)

• Zahtevani količnik varnosti Fmin = 1,25 (efektivni strižni

parametri c’, ϕ’)

• Zahtevani količnik varnosti Fmin = 1,40 ( nedrenirana

strižna trdnost cu)

Kontrola globalne stabilnosti Kontrola globalne stabilnosti ((MKEMKE))

• Kombinacija zemljin (c’, ϕ’ in cu)

– Preverimo, če znaša varnost Fmin ≥ 1,40 ⇒ OK.

– Pred redukcijo zmanjšamo kohezijo sloja z

nedreniranimi karakteristikami s faktorjem 1,40/1,25 =

1,12 in preverimo, če znaša varnost F ≥ 1,25

ProjektneProjektne in in konstrukcijskekonstrukcijskezahtevezahteve

(1)P Pri projektiranju sidra in podrobnem opisu za izvedbo je potrebno upoštevati kakršnekoli neugodne učinke nateznihnapetosti prenešenih v tla v širši okolici sider.(2)P Območje tal, v katerega se bodo prenašale nateznesile, je potrebno vključiti v terenske preiskave.(3)P Pri prednapetih sidrih mora sidrna glava omogočiti, dapramena sidra ali palico napnemo, jih preizkusnoobremenimo in zaklinimo ter, če je s projektom takozahtevano, sprostimo (razklinimo), razbremenimo in ponovno napnemo.(4)P Sidrno glavo je potrebno pri vseh vrstah siderprojektirati tako, da dopušča kotne odklone sidrne sile, upoštevajoč točko 6.3 standarda EN 1537:1999, ter da je sposobna prevzeti deformacije, ki se lahko pojavijo med projektno življenjsko dobo konstrukcije.

(5)P Kjer so v sidru kombinirani različni materiali je potrebno njihove projektne trdnosti oceniti z upoštevanjemmedsebojne kompatibilnosti deformacij.(6)P Ker delovanje sider zavisi od prostih dolžin pramensider, je potrebno izpolniti naslednje zahteve: • sidrna sila mora delovati v tleh, ki so dovolj oddaljena odpodpirane prostornine tal, tako da nima škodljivega vplivana njeno stabilnost;• sidrna sila mora delovati v tleh, ki so dovolj oddaljena odobstoječih temeljev, da se izognemo kakršnimkolineugodnim učinkom nanje;• potrebno se je izogibati neugodnim medsebojnim vplivomveznih dolžin pramen sider, ki so vgrajena neposrednodrugo ob drugem.


(7) Izogibati se moramo neugodnih medsebojnih vplivov med veznimi dolžinami sider, tako da je minimalna razdalja med njimi 1,5 m.(8)P Uporabljajo se lahko samo tisti sistemi sidranja, ki so bilipreverjeni s preiskavami sider (glej EN 1537:1999) alisistemi, za katere obstajajo dokumentirane uspešneprimerljive izkušnje tako glede obnašanja kot tudi trajnosti.(9)P Smer pramen sidra mora biti navadno taka, daomogoča samonapenjanje pri deformacijah zaradipotencialnih porušnih mehanizmov. Če to ni izvedljivo, je potrebno pri projektiranju upoštevati neugodne učinke.


(10)P Pri injektiranih in uvrtanih sidrih je potrebnokarakteristično vrednost odpornosti na izvlek, Ra;k, določitina osnovi ustreznostnih preizkusov glede na 8.7 ali pa napodlagi primerljivih izkušenj. Projektno odpornost jepotrebno po izvedbi preveriti z odobritvenimi preizkusi.(11)P Obnašanje proste dolžine pramen prednapetihgeotehničnih sider je potrebno preveriti v skladu s standardom EN 1537:1999.(12)P Če želimo zagotoviti, da se bo pri pogojih mejnegastanja uporabnosti sidro aktiviralo pri zmernih pomikih glavesidra, je potrebno uporabiti zadostno silo zaklinjenja.(13)P Protikorozijska zaščita prednapetih sider mora ustrezati točki 6.9 standarda EN 1537:1999.


(14)P Pri projektiranju protikorozijske zaščite sider z jeklenimi prameni je potrebno upoštevati agresivnost tal.(15) Če so za zaščito jeklenih pramen pred korozijo nujnopotrebna ustrezna sredstva, kot npr. uporaba zaščitnegaovoja ali t.i. ‘žrtvenega’ jekla, jih je potrebno specificirati.


Bistveni nosilni element sidra je natezna vez, ki jo predstavljajo jeklene palice ali jeklene vrvi. Natezna vez prenaša obtežbo s konstrukcije na vezni del sidra.

Mejne nosilnosti sider so običajno v razponu od 400 do 1800 kN. Večje vrednosti dosežemo s sidranjem v gramozih in peskih ter trdnih kamninah, nižje pa v koherentnih zemljinah.

Sidra namestimo v pripravljeno vrtino, običajno nagnjeno navzdol za 15° do 25°. Pri manjših naklonih obstajajo lahko težave z vgradnjo in injiciranjem, pri večjih naklonih pa sidrna sila pomembno prispeva k osni sili v podporni konstrukciji, horizontalna komponenta pa je manjša.

ProjektneProjektne in in konstrukcijskekonstrukcijskezahtevezahteve -- pomembnopomembno

Pri trajnih sidrih je pomembna zanesljiva protikorozijskazaščita. V ta namen sidra vgrajujemo v plastične cevi, vsako sidro posebej pa po vgradnji preverimo glede na električno upornost med glavo sidra in zemljino. Izmerjena upornost mora biti dovolj velika, da prepreči električni tok med sidrom in okolico.

Na trajna sidra je potrebno paziti vse od proizvodnje preko transporta in do vgradnje, da se elementi elektroizolacije ne poškodujejo.

Posebna pozornost je potrebna v okolju, ki je agresivno za beton (strjeno injekcijsko maso).

ProjektneProjektne in in konstrukcijskekonstrukcijskezahtevezahteve -- pomembnopomembno

Dolžino, položaj in naklon sider načrtujemo glede na geološko zgradbo tal v zaledju konstrukcije in glede na rezultate statičnih analiz. Položaj sidrnih glav in dolžino veznega dela sider narekujejo statične zahteve, medtem ko naklon sidra in dolžino prostega dela sidra določamo predvsem glede na geološko zgradbo tal ter glede na globalno stabilnost.

Zaradi globalne stabilnosti velja izkustveno načelo, da se vezni del sidra lahko prične za premico, ki poteka od dna izkopa v zaledje pod kotom 400 (glej sliko). Z natančnejšimi analizami lahko lego veznega dela tudi drugače določimo.

GeotehniGeotehniččnana sidra sidra ––praktipraktiččni vidikini vidiki


Dolžina prostega dela vpliva na togost sidra.

To pomeni, da bo dolgo sidro dovoljevalo večje deformacije stene, kratko pa manjše. Ali drugače: daljše sidro se bo moralo bolj raztegniti, če razmere zahtevajo povečanje sidrne sile kot kratko.

Iz navedenih razlogov Evrocod 7 priporoča vsaj 5 m dolg prosti del sidra.

Zato tudi različne dolžine sider na isti konstrukciji niso priporočljive. Če se temu ne moremo izogniti, si lahko pomagamo tako, da daljša sidra izvedemo z večjim številom jeklenih vrvi (s tem povečamo togost sidra), četudi iz statičnih razlogov niso potrebne.


Sidrno silo prenesemo na steno lahko na več načinov:• Sidramo lahko neposredno skozi izvedeno steno ali skozi pilote, ... Pri tem se moramo zavedati, da poškodujemo prerez pilota in nekaj armature.• Pred steno (n.pr. pilotno steno, zagatno steno ali diafragmo) izvedemo AB gredo, ali gredo iz drugačnih elementov, na katero učvrstimo sidrne glave. Grede imajo prednost v tem, da porazdelijo sidrne sile enakomerno preko večje dolžine stene in omogočajo prerazporeditev sil, če katero sidro popusti. V gredah armaturo okrog sidra posebej pripravimo in pustimo v njej odprtino za sidro.• Kjer ne potrebujemo zagatne ali betonske stene, lahko sidrno silo raznesemo na večjo površino z razširjeno glavo, ki je običajno iz armiranega betona.


Ovire …

Večji problemi pri načrtovanju sidranja nastopijo, ko se v zaledju stene nahajajo cevovodi, predori ali druge ovire. Tedaj je potrebno dolžine in smeri sider prilagajati tem oviram, pri dimenzioniranju vezne dolžine sidre pa je potrebno upoštevati tudi spremenjena napetostna stanja v okolici sidra (n.pr. v neposredni bližini predora).

Podoben problem predstavljajo morebitni zunanji vogali sten (glej sliko). Tudi v tem primeru je potrebno smeri in dolžine sider prilagoditi konkretni situaciji.



Sosedni objekti (okolica)

Pri izdelavi vrtin za sidra pogosto posegamo pod sosednje objekte. Pri tem je potrebno paziti, da sosednjega objekta neposredno ne poškodujemo, še vedno pa lahko posredno vplivamo nanj:

Zaporedna izdelava več sidrnih vrtin plitvo pod temeljem objekta lahko povzroči lokalne posedke objekta in objekt se lahko poškoduje.

Nasprotno lahko pri injiciranju veznega dela sidra (še posebno, če pri tem uporabljamo visoke pritiske – n.pr. jetgrouting) povzročimo dvižke tal in temeljev, kasneje pa ponovne posedke (ko začetni pritisk upade, injekcijska masa pa je še nevezana – mehka).


Vremski BritofVremski Britof

Zato je v takih primerih ni priporočljivo izvajati sider zaporedno, ampak najprej n.pr. 1., 4., 7, 10., ... nato 2,. 5., 8., 11, ... in nazadnje 3, 6, 9, 12, ...

Injiciranje sider lahko povzroči povečanje pornih tlakov v zaledju konstrukcije in posledično premike stene (predvsem pri gibkih zagatnih stenah) proti gradbeni jami, pri napenjanju sider pa običajno ta premik uravnamo.

Ko je nosilnost veznega dela problematična (majhna), si lahko pomagamo predvsem z večjim premerom vrtine, kar pomeni večjo trenjsko površino med injekcijsko maso in zemljino, ali pa s predhodnim injektiranjem (običajno jetgrouting) območja veznega dela. Po nekaj dneh v tako poboljšano območje veznega dela namestimo sidro.


ProtikorozijskaProtikorozijska zazaššččita siderita sider

Sidra so konstrukcijski elementi, pri katerih je potrebno poleg prenosa obremenitev (nosilnost) zagotoviti tudi dolgoročno učinkovitost protikorozijske zaščite nosilnih jeklenih elementov (trajnost).

Trajnost protikorozijske zaščite jeklenih delov, ki po vgradnji sider niso več dostopni, mora ustrezati času uporabe sider.

Sama zasnova protikorozijske zaščite pa mora biti takšna, da je med uporabo omogočena sprememba sile napenjanja (SIST EN 1537 ) oz., da se pri spremembi sile napenjanja med uporabo ne sme poškodovati (SIA V 191 ).

SIA V 191 zahteva, da se na vsakem vgrajenem in napetem sidru, z meritvijo električnega upora, preskusi električna izolacija med glavo sidra in konstrukcijo kot tudi med kablom in temeljnimi tlemi, pri čemer ustrezno visoka upornost potrjuje nepoškodovanost ovoja.

Tudi SIST EN 1537 za sidra, kjer je kabel sidra zaščiten le z enim slojem zaščitne cevi, zahteva izvajanje in-situ preskusov nepoškodovanosti ovoja z meritvijo električne upornosti, pri čemer je natančno navedeno v katerih fazah vgradnje sidra naj se meritve izvajajo. Standard SIST EN 1537 pa, kot je že navedeno, zahteva tudi kontrolne meritve električne upornosti kadarkoli v življenjski dobi sidra, ne navaja pa določil v zvezi z nezadostno izolacijsko upornostjo sider.


Neoporečnost polietilenskega ovoja sidra kakor tudi splošna električna izoliranost od tal in sidrane konstrukcije je dokazana, če pokaže dokončno injektirano in napeto sidro pri merni napetosti 500V enosmernega toka izolacijsko upornost RI ≥ 0.1 MΩ. Glede na to relativno visoko zahtevo, SIA V 191 projektantom dopušča, da po lastni presoji tolerirajo določen delež sider z nezadostno upornostjo (RI < 0.1 MΩ). Ob tem pa je potrebno upoštevati naslednje: delež izpadlih sider ne sme preseči 10% števila vseh vgrajenih sider, sidra z nezadostnim električnim uporom RI morajo biti približno enakomerno porazdeljena po sidranem objektu, priznavanje deleža izpada pa mora projektant tudi pisno utemeljiti.


Pri sidrih, s prenizko izmerjeno vrednostjo izolacijske upornosti (RI < 0.1 MΩ), je potrebno z meritvijo ozemljitvene upornosti RII med glavo sidra in armaturo objekta, pri merninapetosti 40 V izmeničnega toka, dokazati, da glava sidra ni v stiku z armaturo sidrane konstrukcije (RII ≥ 100 Ω). Ker so izmerjene vrednosti pri tej meritvi odvisne od vremenskih vplivov in vlažnosti v območju glave sidra, jo je potrebno večkrat ponoviti pri čemer se v končni presoji upošteva največja izmerjena vrednost. V kolikor je izmerjena vrednost manjša od 100 Ω, je potrebno izvesti sanacijske ukrepe, tako da vrednost RII pred dokončno namestitvijo zaščitne kape pri vsakem sidru doseže predpisano minimalno vrednost.


ProjektiranjeProjektiranje nana mejnomejno stanjestanjeuporabnostiuporabnosti

(1)P Pri kontroli mejnega stanja uporabnosti sidranekonstrukcije se sidra upoštevajo kot vzmeti.(2)P Pri prednapetih sidrih (npr. injektirana sidra) se sidroupošteva kot elastično, prednapeto vzmet.(3) Pri analizi projektnega stanja navedene v točki 8.6(2)P je potrebno upoštevati najbolj neugodno kombinacijominimalne ali maksimalne togosti sidra in minimalne alimaksimalne sile prednapetja.(4) Pri določitvi sile mejnega stanja uporabnosti je potrebnoupoštevati modelni faktor, s katerim zagotovimo, da je odpornost sidra dovolj varna.OPOMBA: Vrednost modelnega faktorja je lahko določenaz Nacionalnim dodatkom.

(5) Če neprednapeto sidro upoštevamo kot (neprednapeto) vzmet, je potrebno izbrati takšno togost, da zagotovimokompatibilnost med izračunanimi pomiki podpiranekonstrukcije in pomikom ter raztezkom sidra. (6) Upoštevati je potrebno učinke kakršnihkoli deformacijbližnjih temeljev, ki so posledica sile prednapetja sider.

ProjektiranjeProjektiranje nana mejnomejno stanjestanjeuporabnostiuporabnosti

NadzorNadzor in in tehnitehniččnono opazovanjeopazovanje

(1)P Kjer je smiselno, mora izvajanje nadzora in tehničnega opazovanja slediti pravilom, ki so podana v poglavju 4 tega standarda ter v točkah 9.10 in 9.11 standarda EN1537:1999.

Kontrola sistemov sidranjaKontrola sistemov sidranja

Kontrola (zlasti trajnih) sider je zelo pomembna. Sestoji iz več faz:

Vgradnja in testiranje testnih sider pred pričetkom gradnjeCertifikatUstreznostni preskus; Izvede se vsaj tri ustreznostne

preskuse za vsako vrsto tal in konstrukcije.

Namen tega je preveriti nosilnost projektiranih sider na terenu. Sidra se napne na predpisano obtežbo in se opazuje odnos med silo in raztezkom sidra.


Med izdelavo sidra se vodi zapisnik vrtanja in kasneje vgradnje ter injektiranja sidra. Zapisnik o vrtanju omogoča verifikacijo predvidene geološke zgradbe, zapisnik o vgradnji in injektiranju sidra pa morebitne posebnosti, ki lahko pomenijo slabosti v izvedbi (prevelika ali premajhna poraba injekcijske mase).

Testiranje vsakega sidra med prednapenjanjem na delovno obtežbo (odobritveni preskus). Pri tem vsako sidro preizkusimo na 25% večjo obtežbo kot je predvidena sila zaklinjenja sidra (P0) in ugotavljamo ali sidro tako obremenitev prenaša brez prekomernih deformacij (lezenje), ki bi kasneje povzročile upadanje sidrne sile. O testiranju se vodi natančen zapisnik.


Sidro preverimo glede trajnosti na električno upornost med jekleno natezno vezjo in zemljino. Upornost mora znašati preko 0,1 MΩ.

Izbrana sidra opremimo z merilci sidrne sile, ki omogočajo spremljavo sidrnih sil v konstrukciji ob napredovanju gradbenih del in sprememb v okolici konstrukcije. Omogočajo pravočasno ukrepanje v slučaju nepredvidenih dogodkov.

TEHNITEHNIČČNO SOGLASJENO SOGLASJETrajna prednapeta geotehnična sidra morajo zagotavljati dolgoročno varnost in stabilnost sidrane konstrukcije.

Priporočilo SIA V 191 [9] tako zahteva, da je potrebno s predhodnimi sistemskimi preskusi ugotoviti, ali predvideni sestavni materiali in konstruktivni detajli izpolnjujejo postavljene zahteve. Za vsak tip trajnih prednapetih geotehničnih sider, vgrajenih v okviru Nacionalnega programa izgradnje AC v Republiki Sloveniji je zato potrebno predhodno izvesti postopek vrednotenja skladnosti sider s predpisanimi zahtevami.

Zavod za gradbeništvo Slovenije je zato, kot neodvisni certifikacijski organ, pripravil certifikacijsko shemo s podanimi aktivnostmi, ki jih je pri tem postopku potrebno izvesti.

• potrditev tehnične dokumentacije o sidru, ki celovito podajaopise, navodila in kriterije za izdelavo in ravnanje s sidri;

• ogled proizvodnega obrata sider in presoja sistemanotranje kontrole proizvodnje;

• neodvisna kontrola kakovosti sestavnih materialov sidravključno s potrditvijo recepture cementne injekcijske maseza zalivanje sider;

• pridobitev oz. predložitev soglasja za uporabo sistemaprednapenjanja pri sidrih;

• izvedba aktivnosti z vgradnjo sider na poskusnem polju, kipoleg preveritve izvajanja predvidenih postopkov innosilnosti sider zajema tudi sistemski preskus delovanjaprotikorozijske zaščite sidra z meritvijo električne upornostiRI in RII, ki služi kot končna potrditev izpolnjevanjapredpisanih zahtev.

TEHNITEHNIČČNO SOGLASJENO SOGLASJE

Documents

Geotehnična sidra - UL FGGfgg-web.fgg.uni-lj.si/kmtal-gradiva/GR-UNI/F1/sidranje konstrukcij.pdf · Vtisnjeni piloti • EN 14199 Izvedba posebnih geotehničnih del: Mikropiloti