TEMELJENJE

TEMELJ je dio konstrukcije koji omogućuje da se opterećenje sa "ležajeva" konstrukcije raspodjeli na toliku površinu tla, kolika je potrebna kako bi se postigla potrebna sigurnost od sloma tla, a da pri tom deformacije (slijeganje tla) omogućuju funkcionalnost građevine.

TEMELJI se dijele na : � PLITKI temelji � DUBOKI temelji � Kombinirani temelji (npr. ploča s pilotima)

PLITKI TEMELJI prenose opterećenje od objekta na tlo samo preko donje dodirne površine temelja i tla. Plitki temelji se dijele na:

� TEMELJI SAMCI (pojedinačni stup, - masivni (puni, šuplji): mostovi, dimnjaci)

� TEMELJNE TRAKE (temelji zidova) � TEMELJNI NOSAČI (dva ili više stupova ili zidova) � TEMELJNI ROŠTILJI (slabo tlo, nejednoliko slijeganje) � TEMELJNE PLOČE (tlo male nosivosti)

PRO[IRENJE KOJE NIJE OBAVEZNO

ARMATURA STUPA

STUP

ARMATURA TEMELJA U

TEMELJNI ZID

JEDNOM SMJERU

PRESJEK

TLOCRT

SAMAC TRAKA

A AAA

A-ATEMELJARMIRANU OBA SMJERA

GLAVNA

Temelji samci i temeljne trake

TEMELJNI NOSA^

KONSTANTNE

PROMJENJIVE

TEMELJNA PLO^A

DEBLJINE

TLOCRT

PRESJEK

TLOCRT

PRESJEK

A A

A-A

TEMELJNI NOSAČ TEMELJNA PLOČA

Temeljni nosač i temeljna ploča

TEMELJNI RO[TILJI

PRESJEK

TLOCRT

A-A

AAAA

TEMELJNI ROŠTILJ

Temeljni roštilj

GRANICA VLASNI[TVA

PRESJEK

TLOCRT

Konzolni rubni temelji (varijanta temeljnog nosača)

Kombinirani temelj (temeljna ploča s pilotima)

DUBOKI TEMELJI se primjenjuju kada na tlo treba prenijeti velike horizontalne sile, ili ako se nosivi slojevi male deformabilnosti nalaze na velikoj dubini. Prenose opterećenje i sa svojim bočnim stranicama.

Q

qf q

tq

t D

Q

qf

qt q

t DW W

Masivni duboki temelj Pilot ili bunar

qf* (A ) >>q

t* O*Dbq

f*q

t* O*D≤(A )b

Podjela dubokih temelja:

MASIVNI: - betonske dijafragme kao temelji

- temelji na bunarima

- temelji na kesonima

RAŠČLANJENI: - piloti

Posebna vrsta: ZAMJENJUJUĆI i PLIVAJUĆI temelji

DOZIDAVANJE

RADNA KOMORA

KESON

OKNO

SPLAVNICA

STUP

KESONGRABILICABUNAR

NPV

POTKOPAVANJE

ZACJEVLJENI

NABIJENI SVRDLANI

BEZ OBLOGE

cijev cijevpromjenjivog

presjeka

Frankisa cijevi bez cijevi

Raymond cijev izva|ena

Nekoliko primjera pilota izvedenih u tlu (raščlanjeni duboki temelji)

FAZA PUTOVANJAPLIVAJU]ISANDUK DOVR[ENA KONSTRUKCIJA

ISPUNA

PRIPREMLJENAPODLOGA

NASIP

POLO@ENA NA DNO

Primjeri dubokih masivnih temelja (plivajući sanduk)

DODIRNI PRITISCI za plitke temelje

Osnovni problem kod dimenzioniranja temelja je definiranje raspodjele pritisaka na dodiru između temelja i tla. Razlikujemo raspodjelu ovisno o tome da li temelj promatramo kao KRUTI ili SAVITLJIVI (elastičan).

Raspodjela dodirnih pritisaka za idealno SAVITLJIVI temelj:

SSmin

max

p = jednoliko raspodjeljeno optere}enje

linija deformacije dodirne plohe temelj - tlo

jednoliko raspodjeljena reakcija podloge (tla) q=p

S-uspravni pomak(slijeganje)

na savitljiv temelj, I 0k≈

q

Raspodjela dodirnih pritisaka za idealno KRUTI temelj:

nejednoliko raspodjeljena reakcija podloge (tla)

qp

za koherentne materijale

qp

za nekoherentne materijale

p= jednoliko raspodjeljeno optere}enje

linija deformacije dodirne plohe temelj - tlo

S

na potpuno kruti temelj,

a)

b)

a) Kruti temelj i njegova deformacija,

b) Oblik reakcije podloge ovisan o vrsti tla

I k≈∝

KRUTI PLITKI TEMELJ

Za potrebe dimenzioniranja plitkog krutog temelja uvodi se pretpostavka da se

raspodjela dodirnih pritisaka može dovoljno točno aproksimirati sa izrazom koji daje linearnu raspodjelu dodirnog pritiska:

Wy

M

W

M

LBP y

x

x2,1 ±±

⋅=σ

Dodirna površina ne može preuzeti vlačna naprezanja te treba izvršiti redukciju:

Rb/6

b/3

b

eD

f

b1

+σ1

+σ1

-σ2

σ =02

P

P

EA

EA

R

M- moment na središnju točku temelja

P – vertikalna sila

WM

FP

2,1 ±=σ

PM

e =

F=l*b -površina temeljne plohe

6

blW

2⋅=

e < b/6 ⇒ σ1 i σ2 tlak

Za e > b/6 ⇒ σ1 tlak, σ2 vlak:

redukcija na b1 = 3 [(b/2) – e]

pri tom je σ'2 = 0

Prema Eurokodu 7 (EN 1997-1:2004) za provjeru graničnog stanja nosivosti za nosivost tla (GEO), kod ekscentrično opterećenog temelja treba odrediti ekvivalentnu temeljnu plohu površine A'=b' * l':

d

bdb V

M'e =

d

ldl V

M'e = b'e2b'b −= l'e2l'l −=

Na toj površini se pretpostavlja jednoliko rasprostrto naprezanje

'A

Vq d

Ed =

koje treba biti manje od projektne otpornosti tla određene za ekvivalentnu površinu A' (ne za ukupnu površinu A).

,.....)'b,'l(fqf =

Rv

fRd

qq

γ=

RdEd qq ≤

Ekvivalentna temeljna ploha površine A'

TEMELJNI NOSAČ (proračun za linearnu raspodjelu naprezanja)

Načini preoblikovanja temelja sa svrhom dobivanja jednolike raspodjele dodirnih

pritisaka: b) trapezni temelj; c) nesimetrični temelj

21 QQR += 2211S rQrQM ⋅−⋅=

W

M

FR S

2,1 ±=σ

r1 r2

DIMENZIONIRANJE PLITKOG TEMELJA

Dimenzionirati temelj znači odrediti njegove dimenzije (dužinu, širinu, visinu i dubinu temeljenja), a da su pri tom zadovoljeni uvjeti:

graničnog stanja nosivosti:

- gubitak opće stabilnosti (dio temeljnog tla zajedno s temeljem postaje klizno tijelo- granično stanje GEO)

- slom tla ispod temelja (naprezanja na dodiru temelja i tla, trebaju biti manja od granične nosivosti tla ispod temelja - granično stanje GEO)

- gubitak stabilnosti klizanjem (klizanje temelja po temeljnoj plohi - granično stanje GEO)

- kombinirani slom konstrukcije, temelja i tla (granično stanje STR/GEO)

- slom konstrukcije uslijed pomaka temelja pri čemu u tlu ne mora doći do sloma (temelj na mekom tlu u kojem su deformacije velike i prije sloma - granično stanje STR)

graničnog stanja uporabivosti:

- prevelika slijeganja ili diferencijalna slijeganja (slijeganje tla ispod temelja ne smije ugroziti stabilnost i uporabivost objekta)

- preveliko izdizanje temelja uslijed bubrenja tla, mraza i sl.

- neprihvatljive vibracije kod temelja strojeva

Osim navedenih graničnih stanja mogu se javiti i: EQU u slučaju mogućeg prevrtanja visoke građevine na pojedinačnom plitkom temelju; HYD hidraulički slom tla ispod temelja

Primjeri stanja loma plitkog temelja

VISINA TEMELJA

POJEDINAČNI NEARMIRANI TEMELJI

Izvode se za mala opterećenja i građevine "klasične" izgradnje. Može se izvoditi od kamena, opeke, betonskih blokova, nearmiranog betona.

Prema potrebnoj širini temelja (nosivost tla) određuje se visina temelja ovisno o rasprostiranju naprezanja kroz materijal temelja. Kut rasprostiranja naprezanja α ovisi o otpornosti materijala od kojeg je izrađen temelj i o veličini pritiska koje temelj prenosi na tlo.

α = 45° - masivni beton

α = 30° - opeka

jednostavnija izvedba, izvođenje bez oplate izvođenje sa štednjom materijala, ali je potrebna oplata

POJEDINAČNI TEMELJ OD ARMIRANOG BETONA

α

α

a a+ 2b

bc

t r

S

tlocrt

presjek

linearnaraspodjelaneprezanja

armatura

L

B

M

P

v

σ1

σ2

Potrebno je proračunati:

a/ armatura za vlačna naprezanja (savijanje) ⇔ M = r * S

b/ poprečna armatura za preuzimanje poprečnih sila ⇔ S

c/ kontrola na probijanje vertikalne sile

P' = P - σTLA * (0.5b + a + 0.5b) * (0.5b + h + 0.5b)

Prema Eurokodu 7 (EN 1997-1:2004) kod ekscentrično opterećenog temelja treba odrediti ekvivalentnu temeljnu plohu površine A'=b' * l'. Te se provjera graničnog stanja nosivosti za nosivost presjeka stope temelja vrši za (granično stanje STR) – primjer za temeljnu traku – proračun na sredinu temelja:

l'b/Ep Vd ⋅= (kNm/m) 8/bpE 2Md ⋅=

Armaturni koš za temelje

ODABIR DUBINE TEMELJENJA OVISI O:

1. Dubini smrzavanja tla 2. Razini podzemne vode 3. Svojstvima tla (slijeganje, nosivost temelja) 4. Utjecaju susjednih građevina 5. Konstrukciji građevine 6. Utjecaju vegetacije (korijenje) i erozije

Utjecaj novih i postojećih susjednih temelja

DETALJI IZVEDBE TEMELJA

PRIPREMA PODLOGE

sloj čistoće od jalovine, tucanika ili betona niske marke (ovisno o vrsti tla)

-filtersko pravilo

-geotekstili

zamjena materijala

zaštitni sloj (od betona na mekim stijenama)

GLINA

ZASIP

TEMELJ

NPVGLINA

ZASIP

STUP

NPV

TEREN

TAMPON PROPISANE ZBIJENOSTII GRANULOMETRIJSKOG SASTAVA

TAMPON PROPISANE ZBIJENOSTIGRA\EVNA JAMA OBLO@ENA GEOTEKSTILOM

LINIJA RASPROSTIRANJADODATNOG OPTERE]ENJA

ODNOS TEMELJA I PODOVA

dobro nosivo tlo

slabo nosivo tlo

povr{ina terenapodna konstrukcija

N A S I P

oslanjanje podova na nasip (problem slijeganja kod većih opterećenja)

dobro nosivo tlo

slabo nosivo tlo

povr{ina terenapodna konstrukcija

N A S I P

oslanjanje podne ploče na temelj

HIDROIZOLACIJE

Hidroizolacije u temeljima mogu štititi građevinu od:

vlage, koja je u tlu uvijek prisutna kao procjedna ili kapilarna voda;

podzemne vode, koja oscilira tijekom godine te temelji mogu povremeno ili stalno biti ispod njenog nivoa;

od tekućine u konstrukciji, ako konstrukcija služi kao spremnik za tekućine, bazen i sl.

Povr{ina terena Povr{ina terena

NPV

Podzemna ili procjedna voda

Teku}inaPovr{ina terena

hidroizolacija

za{titahidroizolacije

filtar

dren. cijev

Zaštita hidorizolacije: - opeka "na nož", - stiropor, - pjenobeton - ili neki drugi materijal koji ima ulogu zaštite od mehaničkog oštećenja.

Kod temeljnih traka na kosini treba za hidroizolaciju načiniti podlogu od mršavog betona sa kosinama, tako da se izbjegnu oštri kutovi lomljenja izolacionih slojeva.

Povr{ina terena

vodoravna izolacija zidauspravna izolacija zida

izolacija poda

Hidroizolacija temelja bitumenskim trakama

Hidroizolacija temelja bentonitnim trakama

DILATACIJE I SUSJEDNI TEMELJI

Dilatacija duge zgrade najčešće se rješava na način da se izvedu dva neovisna zida na zajedničkom temelju.

dt

d

2t

Povr{ina terena

Uvjeti izvedbe temeljne trake na kosoj površini tla