1. týden: Úvod, význam inženýrské geologie pro stavební praxi, příklady z praxe,
2. týden: Horniny a zeminy kvartéru a jejich geomechanické vlastnosti,
3. týden: Inženýrskogeologické poměry stavenišť, složky geologického prostředí, inženýrskogeologický model, návaznost na
projektovou přípravu,
4. týden: Metody inženýrskogeologických průzkumných prací (úvodní část, metody přímé),
5. týden: Metody inženýrskogeologických průzkumných prací (metody nepřímé),
6. týden: Geologické a inženýrskogeologické mapy, profily,
7. týden: Základové půdy z hlediska inženýrské geologie a hydrogeologie,
8. týden: Hydrogeologická charakteristika horninového prostředí, vliv agresivity podzemní vody na základové konstrukce, druhy
agresivity, ochrana základových konstrukcí, vsakovací a čerpací zkoušky,
9. týden: Ložiska přírodních stavebních hmot a jejich prospekce, těžitelnost a rozpojitelnost hornin, strukturně tektonická
charakteristika horninového masívu, plochy nespojitosti a jejich vyhodnocení,
10. týden: Inženýrská geodynamika, svahové pohyby a jejich sanace, příklady z praxe,
11. týden: Inženýrskogeologický průzkum pro stavby pozemní, dopravní, vodohospodářské, podzemní, pro skládky, odkaliště aj.,
12. týden: Úkoly urbanistické geologie v rámci územního plánování,
13. týden: Inženýrská geologie při tvorbě a ochraně životního prostředí, vliv antropogenní činnosti na přírodní prostředí.
• Geologická disciplína, jejímž úkolem je studovat zákonitosti vzniku, stavby,
složení a rozšíření ložisek nerostných surovin.
• Řeší vztahy mezi ložiskovými akumulacemi a okolním geologickým prostředím,
stanovení tvaru a tektonické stavby ložisek, struktur a minerálního obsahu
těžené suroviny.
• Popisuje jejich tvar, poměr k okolním horninám, charakterizuje jejich nerostný
obsah, provádí dokumentaci ložisek.
• Zabývá se výpočtem zásob, vhodností těžby a nerostnými surovinami ve vztahu
k hospodářství a jejich hospodárnému využívání (syn. ekonomická geologie).
NEROSTY
• Přirozená součást zemské kůry (minerál i hornina), kterou lze přímo nebo
po zpracování použít pro potřeby lidstva.
• Dělí se na rudy, nerudy a energetické suroviny.
• definice v zákoně č. 44/1988 Sb. (horní zákon): tuhé, kapalné a plynné
části zemské kůry. Výjimku tvoří vody (pokud se z nich nemohou průmyslově získávat vyhrazené nerosty), rašelina, sedimenty v korytech
vodních toků (pokud se z nich nemohou průmyslově získávat vyhrazené
nerosty) a kulturní vrstva půdy.
• Horní zákon dělí nerosty na vyhrazené a nevyhrazené.
NEROSTY
• vyhrazené: jsou vyjmenovány v § 3 zákona a jejich ložiska jsou ve
vlastnictví státu bez ohledu na to, kdo je vlastníkem pozemku, pod
nímž se nacházejí.
• nevyhrazené: jsou ty, které v § 3 nejsou uvedeny. Nejběžnější z nich jsou
stavební kámen, štěrkopísky a cihlářské hlíny. Ložiska jsou ve vlastnictví
majitele pozemků.
• dle horního zákona přírodní nahromadění nerostů, jakož i zakládka v
hlubinném dole, opuštěný odval, výsypka nebo odkaliště, které vznikly
hornickou činností a obsahují nerosty.
• ekonomicky významné a průmyslově využitelné přirozené nahromadění
určité nerostné suroviny, která se jinak v zemské kůře vyskytuje rozptýleně
a v nedobyvatelném množství.
LOŽISKO
ENERGETICKÉ SUROVINY
• Jsou nerosty, z nichž je možné získávat energii. Dělí se na:
Přírodní radioaktivní suroviny - uran, thorium a radium.
Kaustobiolity (fosilní paliva) - hořlavé uhlovodíky, které vznikly nahromaděním odumřelé organické substance (nekromasy). Existuje řada uhelná (rašelina, lignit, hnědé uhlí, černé uhlí, antracit) a řada živičná (ropa, roponosné písky, roponosné břidlice, zemní plyn, hydráty metanu, ozokerit, minerální vosky, asfalt atd.)
lignit
hnědé uhlí
černé uhlí
antracit
NERUDA
nerostné suroviny používané v průmyslu (např. mastek, azbest, grafit, křemelina, bentonit)
suroviny, které slouží k získávání nekovových prvků (pyrit-S, fluorit-F, apatit-P)
stavební suroviny (žula, štěrkopísek, cihlářské hlíny)
RUDA
• přirozená asociace minerálů, z nichž je možno získat jeden nebo více
kovů.
• přirozená asociace minerálů, z nichž je možno získat jeden nebo více
nekovových prvků a jejich sloučenin, nebo je využívaná pro svoje
chemické nebo fyzikální vlastnosti.
• Při studiu ložisek nerudních surovin je rozhodující technologické
hodnocení suroviny. Podle toho dělíme:
RUDA vs. NERUDA
• Dělení nerostů na rudy a nerudy je relativní. Některé typicky rudní nerosty
totiž získávají i jiné, „nerudní“ způsoby použití kvůli svým vlastnostem a
naopak. Příklady:
Magnetit je využívaný nejen jako ruda železa, ale díky své vysoké hustotě je používán i na úpravnách uhlí.
Chromit je nejen ruda chromu, ale i žáruvzdorný materiál používaný ve slévárenství.
Z některých typických nerudních minerálů je možné vyrobit kovový prvek (např. sodík z halitu - soli kamenné).
SUROVINY PRO VÝROBU VÁPNA
• Vápno je používáno již od starověku. Zmínky o vápně lze najít v knihách
Mojžíšových a ve Starém zákoně. První nálezy vápenných pojiv pocházejí
ze staveb, nacházejících se na území dnešní Sýrie, které jsou datovány
do doby zhruba 7000 let př. n.l.
• Velký rozmach v používání vápna a podstatné zdokonalení technologie
jeho výroby jsou pak spojeny s rozmachem stavitelství Římské říše.
• Mimo stavebnictví se vápno začalo používat i v dalších odvětvích,
zejména v metalurgii, chemickém průmyslu nebo zemědělství.
• V současné době vyrábí vápno v České republice pět společností. Ročně
se u nás vyrobí zhruba 1200 kt vápna, z čehož asi 160 kt představuje
vápenný hydrát.
SUROVINY PRO VÝROBU VÁPNA
• Technicky vzato je vápno názvem pro oxid vápenatý (CaO) s různým
podílem oxidu hořečnatého (MgO), vyráběný pálením poměrně čistých,
vysokoprocentních nebo dolomitických vápenců pod mez slinutí, tj. na
teploty 1000–1250 °C.
• Pro výpal se používají ostře tříděné vápence, tj. frakce 80 – 100 mm nebo
120 – 180 mm.
• Výpalem vzniká pálené (nehašené) vápno, které je po chemické stránce
tvořeno převážně oxidem vápenatým (CaO), vzniklým dekarbonatizací
vápence (uhličitanu vápenatého, CaCO3). Proces dekarbonatizace
vápence:
• Z hlediska hmotnostní bilance uvedené rovnice platí, že při úplném
rozkladu CaCO3 na CO2 a CaO vznikne ze 100 kg CaCO3 56 kg CaO a
44 kg CO2.
CaCO3 → CaO + CO2
SUROVINY PRO VÝROBU VÁPNA
• Druhou částí výroby vápna, resp. jeho použití ve stavebnictví je hašení
vápna. Hašením se pálené vápno (oxid vápenatý – CaO) převádí na
hydroxid vápenatý – Ca(OH)2.
• Proces hašení probíhá za silného vývinu tepla a je provázen nabýváním
vápna na objemu. Hašení je možno provádět tzv. za sucha nebo za
mokra. Proces hašení:
• Mokré hašení spočívá ve skrápění vrstvy páleného vápna vodou v
ploché, otevřené nádobě zvané hasnice (karb). Teplota hašeného vápna
nesmí dosáhnout 100 °C a hašení se provádí za přebytku vody (240 až
320 litrů vody na 100 kg páleného vápna).
• Suché hašení se probíhá ve speciálním mísícím zařízení přímo ve
vápence. Provádí se s malým přebytkem vody (60 až 70 litrů na 100 kg
páleného vápna). Výsledným produktem je práškovitý vápenný hydrát.
CaO + H2O → Ca(OH)2
SUROVINY PRO VÝROBU VÁPNA
Lom Kotouč u Štramberku
Ložiskové oblasti vápenců v České republice.
• Cement je hydraulické práškové pojivo (maltovina), jehož účinnými
složkami jsou sloučeniny CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3. Mezi cementářské
suroviny řadíme:
CEMENTÁŘSKÉ SUROVINY
Jílovité vápence (60 - 80 % CaCO3)
Slínovce (pod 60 % CaCO3).
Jako korekční přísady se z hornin a nerostů používají jíly, hlíny, spraše, břidlice a sádrovec.
Producenti cementu v České republice.
CIHLÁŘSKÉ SUROVINY
• Všechny druhy surovin vhodné samostatně nebo ve směsi k cihlářské
výrobě.
• Cihlařská hlína - druh hlíny mastného vzhledu a žluté až žlutočervené
barvy. Používá se na výrobu cihel, pálených i nepálených
• Cihlařské jíly - jemnější něž hlíny, obsah jíloviny je vyšší něž 50%, obsah příměsí je menší. Přidávají se do surovinové směsi pro zlepšení tvárlivosti.
• Nejčastěji používané jsou kvartérní hlíny různé geneze (spraše, sprašové
a svahové hlíny, náplavové hlíny, jíly a jílovce, slíny, zvětraliny břidlic atd.)
CIHLÁŘSKÉ SUROVINY
• Ložiska kvartérních surovin jsou rozšířena po celém území republiky a
jsou nejhojněji těžená. Nejvýznamnější z nich jsou vázána na eolické a
deluviálně - eolické, popř. glaciální (severní Čechy a Slezsko) sedimenty.
• Neogenní pelity jsou rozšířenější předkvartérní surovinou limnických pánví
Čech a vídeňské pánve. Vyznačují se písčitou příměsí a lokálně i
zvýšenou přítomností montmorillonitu či klastik.
• Paleogenní jílovce jsou využívány na východní a jihovýchodní Moravě.
Jedná se o navětrané části flyšových příkrovů vnějších Západních Karpat.
• Permokarbonské pelity a aleuropelity slouží jako surovina v oblastech
permokarbonských pánví a brázd Čech a Moravy.
• Mladoproterozoické a staropaleozoické navětralé břidlice jsou využívány v
okolí Prahy, na Plzeňsku, Rokycansku aj.
CIHLÁŘSKÉ SUROVINY
STAVEBNÍ PÍSKY
• Písek je směs drobných kamínků různého původu. Jeho hustota je závislá
na vlhkosti v něm obsažené a pohybuje se přibližně od 1500 kg/m3 do
1700 kg/m3. Podle velikosti zrn se dělí do frakcí.
• Druhy stavebních písků:
Kopaný písek je velmi jemný písek používaný jako přísada do malt a omítek. Je jemný a po vyschnutí má velkou tvrdost a soudržnost.
Štěrkopísek je hrubší než kopaný písek a má také dobrou soudržnost a pevnost po vyschnutí. Používá se jako přísada do betonů.
Říční písek je hrubší než kopaný a obsahuje i množství kamenů a balvanů, protože se těží z koryt řek jako naplavenina.
Tříděný písek je také hrubší, ale třídí se do frakcí, z nichž nejpoužívanější je 0-4 mm
Zásypový písek je písek, který se kvůli svým nevyhovujícím vlastnostem nehodí ani do betonu, ani do malty. Proto se používá k zasypávání výkopů a podobným účelům.
• Písek se získává z mořského dna, koryt řek a podloží jezer, odkud se těží
pomocí plovoucích bagrů.
• Největší produkce štěrkopísků v ČR jsou ve Středočeském, Ústeckém,
Jihomoravském, Olomouckém a Jihočeském kraji.
STAVEBNÍ PÍSKY
STAVEBNÍ A DEKORAČNÍ KÁMEN
• Horniny vhodných fyzikálních, mechanických, chemických a
technologických vlastností, s přihlédnutím k vlastnostem estetickým
• Surovinou jsou tedy všechny druhy pevných hornin magmatického,
sedimentárního i metamorfního původu, které jsou blokově dobyvatelné
• Určující pro hrubou kamenickou výrobu jsou mineralogicko-petrografické složení a fyzikálně-mechanické vlastnosti horniny, její struktura a textura,
blokovitost, druhotné přeměny a další.
• U suroviny pro ušlechtilou výrobu se hodnotí především blokovitost,
vzhled, barevnost (kresba), leštitelnost a trvanlivost horniny.
• Znehodnocujícími parametry jsou navětrání a druhotné přeměny horniny,
drcená (mylonitová) pásma, vložky jiných hornin apod.
STAVEBNÍ A DEKORAČNÍ KÁMEN
• Z hlediska technologie těžby a opracování kamene se v ČR v současnosti
těží převážně povrchovým způsobem, tj. v kamenolomech.
• Hlubinně se do nedávna dobývaly pouze přírodní břidlice, a to na ložisku
Nové Těchanovice – Lhotka u Vítkova.
• Tvar a velikost konkrétního kamenolomu a způsob těžby kamene v něm je dán zejména velikostí a úložnými poměry ložiska, technickými možnostmi
těžaře, bezpečnostními požadavky státní báňské správy a kvalitativními
požadavky na těženou surovinu.
• dělí podle pozice v terénu na:
stěnové – lomy, které se zakládají zpravidla v kopcovitém terénu nebo ve svahu, tedy nad úrovní zemského povrchu. Jsou provozně nejvýhodnější vzhledem k jednoduchým otvírkovým, dopravním a odvodňovacím poměrům.
jámové – lomy, které se zakládají v rovinatém terénu, kdy se ložisko nachází pod úrovní zemského povrchu.
STAVEBNÍ A DEKORAČNÍ KÁMEN
Klasická lokalita tzv. hořických
pískovců - Podhorní Újezd u
Ostroměře, těžená společností
Kámen Ostroměř s.r.o.
Stěnovo-jámový lom na
tzv. světlou slezskou žulu
- Slezský kámen a.s.,
provozovna Černá Voda
– Nový lom.
Poslední do nedávna těžená
lokalita pokryvačských břidlic -
hlubinné dobývání na dole Lhotka
u Vítkova.
STAVEBNÍ A DEKORAČNÍ KÁMEN
• Kvalita fyzikálně–mechanických vlastností každého přírodního kamene
jednoznačně podmiňuje možnosti jeho použití v kamenické výrobě pro
konkrétní typ stavebního prvku.
STAVEBNÍ A DEKORAČNÍ KÁMEN
STAVEBNÍ A DEKORAČNÍ KÁMEN
TĚŽITELNOST A ROZPOJITELNOST HORNIN
• Jsou jedním z nejdůležitějších úkolů inženýrskogeologického průzkumu pro
různé typy staveb.
• Rozsah zjišťování této vlastnosti závisí především na typu stavby,
geologických a geomorfologických poměrech zájmové lokality.
• Stanovení tříd těžitelnosti je důležité mimo jiné pro sestavení technologického
postupu zemních prací, časového harmonogramu a finančního rozpočtu při
realizace stavebního záměru.
• Rozpojitelnost horniny lze definovat jako odolnost horniny vůči působení
nástroje, kterým se oddělují její části. Závisí na vlastnostech rozpojovaných
hornin a horninových masívů, parametrech rozpojovacího stroje a technickém
režimu jeho práce.
• Těžitelnost horniny závisí na odporu, který klade hornina vůči rozpojení, a na
dalších okolnostech, jako je ulpívání (lepivost) horniny na pracovních
pomůckách, nakypření horniny a odpor horniny při jejím nakládání a vyklápění.
TĚŽITELNOST A ROZPOJITELNOST HORNIN
• Posouzení hornin z hlediska rozpojitelnosti a těžitelnosti je součástí
inženýrskogeologického průzkumu.
• Vychází z klasifikace stanovené dle ČSN 73 6133 (Návrh a provádění zemního
tělesa pozemních komunikací).
• Často se používá také starší norma ČSN 73 3050 (Zemní práce), podle níž se
horniny zatřiďují do 7 tříd dle obtížnosti jejich rozpojování a odebírání. Tyto
třídy se dle dohody nazývají třídy těžitelnosti. Norma již neplatí!!!
TĚŽITELNOST A ROZPOJITELNOST HORNIN
• Nesprávné zatřídění hornin do tříd těžitelnosti má obvykle za následek
zvýšení nákladů na stavbu.
- Stavební jáma – Praha-
Veleslavín, pozemek parc. č.
585/3
- Dle projektu dobrotivské
břidlice
- Ve skutečnosti
pravděpodobně řevnické
křemence