srdm8 1 zemljani radovi(120430 srb konacna)
Post on 08-Oct-2015
146 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
1/96
REPUBLIKA SRBIJA
PROJEKAT REHABILITACIJE TRANSPORTA
BEOGRAD, 2012
8 KONSTRUKTIVNI ELEMENTI PUTA
8.1 ZEMLJANI RADOVI
PRIRUNIK ZA PROJEKTOVANJEPUTEVA U REPUBLICI SRBIJI
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
2/96
Izdava: Javno preduzee Putevi Srbije, Bulevar kralja Aleksandra 282, Beograd
Izdanja:
Br. Datum Opis izmena i dopuna
1 30.04.2012 Prvo izdanje
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
3/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije i
SADRAJ
8.1.1 UVODNIDEO .................................................................................................................. 18.1.1.1 Opte............................................................................................................................... 18.1.1.2 Tehnika regulativa......................................................................................................... 18.1.1.3 Terminologija ................................................................................................................... 18.1.1.4 Skraenice i simboli ......................................................................................................... 28.1.2 STABILNOSTKOSINA .................................................................................................... 48.1.2.1 Opis ................................................................................................................................. 48.1.2.2 Uticaji na stabilnost kosina .............................................................................................. 48.1.2.3 Podaci o tlu ...................................................................................................................... 48.1.2.4 Analize stabilnosti kosina ................................................................................................ 58.1.2.5 Obezbeivanje stabilnosti kosina konstrukcionim merama............................................. 68.1.2.6 Stabilnost kosina nasipa .................................................................................................. 68.1.2.7 Stabilnost kosina iskopa .................................................................................................. 78.1.2.8 Tehniko praenje........................................................................................................... 88.1.3 NASIPINASLABONOSIVOMTLU ................................................................................. 98.1.3.1 Opte ............................................................................................................................... 9
8.1.3.2 Postupci za graenje nasipa........................................................................................... 98.1.3.3 Osnove za projektovanje nasipa ...................................................................................108.1.3.4 Osnove geotehnikog prorauna nasipa .......................................................................138.1.3.5 Osnove geotehnikog prorauna konstrukcionih mera za graenje nasipa .................178.1.4 GEOSINTETICI .............................................................................................................228.1.4.1 Uvodni deo ....................................................................................................................228.1.4.2 Funkcionalne karakteristike geosintetika.......................................................................248.1.4.3 Geosintetiki materijali...................................................................................................298.1.4.4 Svojstva geosintetika .....................................................................................................368.1.4.5 Testne metode i zahtevi ................................................................................................398.1.4.6 Reduktivni faktori za geosintetike ..................................................................................428.1.4.7 Osobine tla prilikom planiranja sa geosinteticima .........................................................458.1.4.8 Planiranje geosintetika za odvajanje .............................................................................47
8.1.4.9 Planiranje geosintetika za filterske slojeve ....................................................................528.1.4.10 Planiranje geosintetika za drenane slojeve.................................................................548.1.4.11 Armaturni geosintetici kod planiranja nasipa na slabonosivom tlu ................................568.1.4.12 Armaturni geosintetici za ojaavanje armiranje kosina ..............................................658.1.4.13 Potporne konstrukcije od armirane zemlje ....................................................................778.1.4.14 Zaptivanje geosinteticima ..............................................................................................798.1.4.15 Ostale primene geosintetika ..........................................................................................868.1.4.16 Zakljuak.......................................................................................................................89
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
4/96
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
5/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 1
8.1.1 UVODNI DEO
8.1.1.1 Opte
Zemljani radovi u tlu i steni, kao i sarastresitim materijalima, su neophodni zanastavak izvoenja ostalih graevinskihradova.
Heterogeno tlo izloeno je prirodomuslovljenom riziku. Ono se ponaanelinearno, a vrstoa mu je relativno mala izavisi od stanja napona.
U priruniku za projektovanje puteva upoglavlju Zemljani radovi detaljno jeobraena aktuelna struna tematika u vezi sa
podrujima- stabilnosti kosina,- nasipa na slabonosivom tlu i- primene geosintetika.
8.1.1.2 Tehnika regulativa
Osnovu za izradu ovog prirunikapredstavljaju sledei evropski standardi:- EN 1997-1, Eurocode 7: Geotechnical
design Part 1: General rules- EN 1997-2, Eurocode 7: Geotechnical
designPart 2: Ground investigation andtesting- EN 1998-1 do 5, Eurocode 8: Design of
structures for earthquake resistance- EN ISO 14688 Geotehniko istraivanje i
ispitivanje Identifikacija i klasifikacijazemljanih materijala
- EN ISO 14689 Geotehniko istraivanje iispitivanje Identifikacija ili klasifikacijastena
Navedene EN i ISO standarde dopunjavajuEN i ISO standardi za izvoenje i
interpretaciju pojedinih ispitivanja i radova.
Mogua je upotreba i vaee tehnikeregulative koja ne odstupa u velikoj meri odeuro normi.
8.1.1.3 Terminologija
Donji stroj (subgrade, Unterbau) je izgraenideo trupa puta izmeu temeljnog tla ikolovozne konstrukcije.
Geosintetik (geosynthetic, Geokunststoff) jeopti pojam koji opisuje proizvod ija jebarem jedna komponenta od sintetikog iliprirodnog polimera.
Gustina (density, Dichte) oznaava masumaterijala, ukljuujui udeo vode (vlanost) iupljine, po jedinici zapremine (kg/m3ili t/m3).
Nasip (embankment/fill, Damm) je deo trupaputa izmeu posteljice i temeljnog tla,
vetaki izgraen od zemljanog i/ili stenskogmaterijala, dovoljno visoko iznad povrineterena tako da obe kosine uz ivicu kolovozabudu nagnute nanie.
Planum (formation, Planum) oznaavapovrinu sa odreenim propisanimkarakteristikama kvaliteta (visina, ravnost,zbijenost, ugib).
Plodno tlo/humus (fertile soil, Oberboden)je gornji sloj tla, nastao usled fizikih,hemijskih i biolokih procesa koji pored
neorganskih materija sadri i organskematerije, potrebne za rast vegetacije.
Posteljica (capping layer, verfestigterUnterbau) je gornji (zavrni) sloj nasipa ilitemeljnog tla, debeo do 50 cm, sa posebnimsvojstvima (poveana nosivost, smanjenaosetljivost na uticaje mraza) koja supostignuta pomou odgovarajuihgraevinsko-tehnikih zahvata (poboljanje,konsolidacija, stabilizacija).
Probna deonica (test area,
Versuchsgelnde) je deo gradilita na kojemse u skladu sa postavljenim ciljem promenom pojedinih parametara strunimpostupcima ispituju graevinski materijali,postupci ili naini graenja.
Slabonosivo tlo(soft soil/soil of low bearing
capacity, schlecht tragfhiger Boden) je tlokoje, zbog velikog udela vode, imaneodgovarajua fizika i/ili mehanikasvojstva i koje se sporo drenira.
Tlo(soil/earth, Boden/Erde) je povrinski deo
zemljine kore (sedimenti i proizvodivremenskog razgraivanja) koji se sastoji odnevezanih ili slabovezanih mineralnih i/ilidelimino organskih delova, koje je moguemehanikim sredstvima razgraditi bezupotrebe sile (npr. nasipanjem u vodu).
Trajnost (durability, Dauerhaftigkeit) jevremensko razdobje izmeu ugradnje izamora (ruenja) ugraenog materijala (npr.u kolovoznu konstrukciju).
Trup puta (road body, Strassenkrper) ine
svi materijali upotrebljeni za nasipe ikolovoznu konstrukciju izmeu planuma
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
6/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
2 JP Putevi Srbije
temeljnog tla i saobraajne povrine ili drugezavrne povrine.
Vozni plato (working / hardened field,befahrbare Unterlage) je nasuti sloj nevezanemeavine kamenih zrna, ugraene na
temeljno tlo sa namerom da se omoguitransport i svi ostali tehnoloki postupci kojisu potrebni za gradnju puta.
Zbijenost (compaction (degree of),Verdichtungsgrad) oznaava dostignutugustinu ugraenog materijala nakonzavrenog postupka zbijanja.
8.1.1.4 Skraenice i simboli
8.1.1.4.1 Skraenice
CPT statiko penetraciono ispitivanjeCPTU statiko penetraciono ispitivanje sa
merenjima pritisaka u porama
OCR koeficijent prekonsolidacije
SPT standardni penetracioni test
8.1.1.4.2 Simboli
A, B Skemptonov parametar
Ac presek ljunanog ipaAR udeo ljunka u kompozitu zemlje
A povrina dijagramadodatnih naponaa udaljenost izmeu sredita krunesile ruenja i smernice Tcm
b irina (nasipa, temelja, drenanetrake)
b irina nasipa na uticajnom podruju
kosine
c kohezija
c' kohezija izraena efektivnimnaponima
cu nedrenirana vrstoa pri smicanjucv koeficijent vertikalne konsolidacije
cr koeficijent radijalne konsolidacijeE modul elastinostiEoed edometarski modul stezanja
Ea aktivni pritisak zemlje
Ep pasivni pritisak zemlje
Fc, F faktor bezbednosti u dreniranimuslovima
FU faktor bezbednosti u nedreniranimuslovima
f faktor kao rezultatproraunaH horizontalno optereenje ili
komponenta celokupnog uticaja, kojadeluje paralelno sa temeljnom
h visina (nasipa, temelja)
hw nivo vode
K0 koeficijent mirnog pritisaka zemlje
k koeficijent vodopropusnosti
l duina (nasipa, temelja)m broj
Nc, Nq, Nq faktori nosivosti (Prandtl,Tercagi, Vesi)
n broj; (npr. broj ipova, istraivanja,
nagib padine 1:n)q otpornost povrine ispod temeljnog
tla, optereenjeqc optereenje povrina ispod
ljunanihipovaR poluprenikuticaja ljunanog ipar poluprenikrc poluprenik ljunanog ipas sleganje
s0 trenutno sleganje
s1 konsolidaciono sleganje
s2 sleganja zbog viskoznog puzanja
(sekundarno sleganje)sc sleganje ljunanog ipass sleganje zemlje kod ljunanog ipaSr stepen zasienja zemljeTcm mobilizaciona reaktivna kohezivna
sila
Tr vremenski faktor radijalnekonsolidacije
Tv vremenski faktor vertikalnekonsolidacije
u pritisak kapilarne vode
UR stepen radijalne konsolidacije
Uv stepen vertikalne konsolidacijeW teina (zemlje)z vertikalna udaljenost
x udaljenost
Grka slova
unutarnji ugao krunog iseka krunesile ruenja
nagib povrine iza zida (pozitivan,ako se teren podie)
zapreminska teina
N zapreminska teina nasipa' efektivna zapreminska teinas specifina teina (zapreminska teina
bez pora)
smer (nagib) optereenja H normalni ukupni napon
' normalni efektivni napon
odnos (izmeu vertikalnih napona uipui temeljnom tlu)
Poasonov kolinik napon smicanja
' ugao smicanja, izraen efektivnimnaponima
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
7/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 3
8.1.1.4.3 Kategorije objekata premastandardu Eurocode 7
1. kategorija: geotehniki jednostavni objekti2. kategorija: veina objekata3. kategorija: geotehniki vrlo zahtevni objekti
8.1.1.4.4 Jedinica mera
Za geotehnike proraune preporuuju sesledee jedinice i njihovi umnoci:- sila kN- masa kg- moment kNm- gustina kg/m
3
- zapreminska teina kN/m3- napon, pritisak, vrstoa, krutost kPa- koeficijent propustljivosti m/s- koeficijent konsolidacije m
2/s
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
8/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
4 JP Putevi Srbije
8.1.2 STABILNOST KOSINA
8.1.2.1 Opis
Obezbeivanje stabilnosti kosina iskopa inasipa znai obezbeivanje od klizanjazemlje ili kamenja po kosini.
Posledice nestabilnosti kosina mogu dabudu:
- gubitak globalne stabilnosti tla i oblinjihkonstrukcija
- prekomerni pomaci tla zbog deformacijapri smicanju, sleganja, vibracija ilipodizanja tla
- oteenja ili smanjenja upotrebljivostioblinjih konstrukcija, kolovoza iinfrastrukture zbog pomaka tla.
Nasipi su preteno graeni od kvalitetnih ikontrolisano ugraenih materijala, po pravilunisu zasieni sa vodom i zato obezbeivanjestabilnosti kosine samog nasipa pre svegazavisi od izbora odgovarajueg nagibakosine.
Stabilnost kosina iskopa je zbograznovrsnosti prirodnih uslova pri kojima sugraeni iskopi mnogo zahtevnija.
Kosine iskopa mogu da budu izvrene u
koherentnom ili nekoherentnom materijalu iliu steni. Zbog razliite prirode oba materijalastabilnost kosina u tim materijalima razmatrase razliitim metodama.
Na kosinama iskopa esto se pojavljuje ipodzemna voda, koja smanjuje globalnustabilnost, a uzrokuje i povrinsku iunutranju eroziju tla.
Ukratko pri razmatranju stabilnosti kosinatreba uzeti u obzir uporediva iskustva.
Kategorije zahtevnosti objekata premaEurocode 7 su sledee:- 1. kategorija: geotehniki jednostavni
objekti
- 2. kategorija: veina objekata- 3. kategorija: geotehniki vrlo zahtevni
objekti
Ove smernice vae za kategorije objekataprema Eurocode 7 i to za objekte 1. i 2.geotehnike kategorije. Za 3. geotehnikukategoriju smernice predstavljaju samominimalan obim i osnovno vodilo pri
projektovanju. esto kod 3. kategorije trebakoristiti i druge postupke i metode i pozvatina saradnju specijalizovane strunjake.
8.1.2.2 Uticaji na stabilnost kosina
Svaki geotehniki projekt mora prirazmatranju stabilnosti da kao mogueuticaje uzme u obzir:
- teinu tla, stena i vode
- napone u tlu
- pritiske tla
- pritiske slobodne vode, ukljuujui ipritiske talasa
- pritiske podzemne vode
- sile struje
- vlastitu teinu konstrukcija i ostalaoptereenja koja proizilaze iz konstrukcija
- optereenje tla- uklanjanje optereenja ili iskop tla- saobraajna optereenja- pomake zbog iskopavanja ruda, graenja
tunela ili gradnje ostalih podzemnih
prostora
- bubrenje i skupljanje, koje prouzrokujevegetacija, podneblje ili promena vlage
- pomake zbog puzanja, klizanja ili sleganjazemljanih materijala
- pomake zbog truljenja, disperzije glina,raspadanja, taloenja i rastapanja
- pomake i ubrzanja koja prouzrokujupotresi, eksplozije, vibracije i dinamikaoptereenja
- uticaje temperature, ukljuujui idelovanja mraza
-
optereenje zbog leda- sile prednapona ankera
- negativno trenje
- tok i izvoenje graevinskih radova- nove kosine i konstrukcije na ili u blizini
konkretne lokacije
- prethodne ili jo uvek aktivne pomake tlazbog razliitih uzroka
- klimatske promene, ukljuujui i promenutemperature (smrzavanje i otapanje), suui jake padavine
- vegetaciju ili uklanjanje vegetacije
- delovanje ljudi i ivotinja
- promene udea vode (vlanosti) ili pritiska
kapilarne vode
- mogunost otkazivanja drenaa, filtara ilielemenata za zaptivanje
8.1.2.3 Podaci o tlu
Na stabilnost prirodnih ili vetakih kosinautiu pre svega sledei podaci o tlu:- morfologija terena
- sastav tla
- vrstoa pri smicanju pojedinih slojeva tla
- zapreminska teina pojedinih slojeva tla
- raspored pritisaka u porama uvodonosnim slojevima tla
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
9/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 5
a u stenama i
- smer i nagib pada svih sistemadiskontinuiteta kao i
- vrstoa pri smicanju du pojedinihsistema diskontinuiteta.
U heterogenom tlu globalna stabilnost kosinabitno zavisi od prisustva vode i posledinograsporeda pritisaka u porama u vodonosnimslojevima tla. Pri istraivanju je zato potrebnopaljivo beleiti pojavu vlanih (mokrih) zona,makar se radi samo o tankim slojevima.Posebnu panju treba posvetiti vodonosnimslojevima izmeudva nepropusna sloja, bezobzira na njihovu debljinu.
U sluajevima kada je zbog uticaja graenjaiskopa ili nasipa potrebno ispitati i graninostanje upotrebljivosti, vani su i podaci o
krutosti pojedinih slojeva tla. Pri izboruraunskih vrednosti krutosti treba uzeti uobzir red veliine deformacija i nainpromene napona (optereenje, rastereenje),odnosno treba koristiti odgovarajuimaterijalni model vieg reda.
Podatke o tlu treba dobiti odgovarajuimispitivanjima sastava i svojstava tla.
Raunske materijalne karakteristike morajuda predstavljaju sigurnu vrednost, koja jeodreena na osnovu svih raspoloivih
rezultata istraivanja.
8.1.2.4 Analize stabilnosti kosina
Globalnu stabilnost kosina zajedno sapostojeim ili projektovanim konstrukcijama uuticajnom podruju, treba potvrditi analizamastabilnosti ili analizama verovatnoe ruenja
jednom od priznatih metoda i to
- u zemljama sa
- analitikim proraunima zapretpostavljene ravni klizanja
jednostavnih oblika (ravna, kruna,logaritamski oblik ravni klizanja) uhomogenom tlu
- numerikim proraunima premametodama lamela za pretpostavljeneravni klizanja krunog, odsecimaravnog ili kompleksnijih oblika
- numerikim proraunima primenomMKE ili diferencijalne metode,
- pri analizi stabilnosti kosina,potrebno je razmotriti i 3D efekteukoliko oni imaju znatan uticaj nakonani rezultat,
- u stenama (uz doslednu upotrebu gornjih
metoda) i
- grafikim analizama (npr.Marklandov test),
- 2D i 3D analizama klizanja bloka iliklina stene,
- numerikim analizama pomoumetode odvojenih elemenata (distinct
element method),- metodama klasifikovanja kosina (npr.
SMRSlope Mass Rating).
Kruna ravan ruenja moe da se koristi zaanalizu kosina od relativno homogenih iizotropnih materijala. Ipak pre svega usluajevima kada moe da doe do klizanjadu kontakta dva razliita sloja tla ili duizrazito loeg sloja tla, iskljuiva primenakrunih kliznih ravni za analizu stabilnosti nijeprihvatljiva.
Pri izboru raunske metode treba da se uzmeu obzir
- slojevitost tla,
- prisustvo i ugao upadanja diskontinuiteta,
- proceivanje i raspored pritiska kapilarnevode,
- da li se razmatra kratkorona ilidugorona stabilnost,
- puzanje zbog visokog nivoa naponasmicanja,
- vrstu ruenja (kruna ili proizvoljna ravanruenja, prevrtanje, teenje).
Pri analizi globalne stabilnosti tla ili stene,treba uzeti u obzir sve mogue oblike inaine ruenja.
Pri analizi stabilnosti moraju da se koristedelimini koeficijenti bezbednosti u skladu sametodom graninih stanja i to za
-efektivni ugao smicanja = 1,25
-efektivnu koheziju c = 1,25
-nedreniranu vrstou prismicanju cu = 1,40
-jednoosovinsku vrstou napritisak qu = 1,40
-zapreminsku teinu tla = 1,001)
-stalno optereenje napovrini tla G = 1,35
-povremeno optereenje napovrini tla Q = 1,50
-metodu analize M = 1,00(odnosno prema oceni korisnika)
1) Mogue nepouzdanosti pri odreivanju
zapreminske teine tla uzimaju se u obzirtako to se analiza ponovi sa najmanjom i
najveom zapreminskom teinom.
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
10/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
6 JP Putevi Srbije
Pri analizi kosina koje su deo ranijenestabilnih kosina (fosilne lavine), gornjidelimini koeficijenti bezbednosti nisu nunoodgovarajui. U takvim sluajevima treba presvega pokazati da graenjem iskopa ilinasipa bezbednost u poreenju sa primarnim
stanjem nije pogorana. Deo te analize je ipovratna analiza stabilnosti primarnog stanjazemljita kojom se i proverava primerenostulaznih parametara.
Prilikom izbora raunskih (karakteristikih)vrednosti materijalnih svojstava pojedinihslojeva tla treba uzeti u obzir kompatibilnostdeformacija. Pre svega u sluajevima kadabezbednost treba da se obezbedikombinacijom razliito krutih slojeva tla ilirelativno krute konstrukcije i naglaenodeformabilne zemlje, jer pri prihvatljivim
deformacijama u pojedinim slojevima tlaesto ne moe da se aktivira puna otpornostna smicanje.
Pri analizi stabilnosti u stenama treba sobzirom na strukturu stena (prostorni poloajdiskontinuiteta) koristiti i 3D analizestabilnosti.
8.1.2.5 Obezbeivanje stabilnosti kosinakonstrukcionim merama
Odgovarajua bezbednost potencijalnonestabilnih kosina moe da se obezbedi:- promenom geometrije kosine,
- vegetacionom zatitom (preteno kaozatita od erozije),
- drenanim sistemom,- konstrukcijama za podupiranje, kao to su
kamene obloge, montani elementi igabioni nainjeni od iane mree iligeotekstila,
- zemljanim ili stenovitim ipkastimankerima,
- armiranjem tla
- betonskom ili armiranobetonskom
potporom ili potpornom konstrukcijom saankerima ili bez njih
- kombinacijom svih gore navedenih mera.
8.1.2.6 Stabilnost kosina nasipa
Stabilan nagib kosine () homogenog nasipa,po kojem se ne proceuje voda, moe da seu sluaju homogenosti koherentnog inekoherentnog tla prorauna (brza kontrolastabilnosti) prema sledeim jednainama:
- kod nekoherentnog tla
d'tantan
'tan'tan d
- kod koherentnog tla
2
'sin
'cossin'2
2 d
dd
gr
c
h
c
d
cc
''
gde je:
nagib klizita nagib kosine ugao smicanja izraen efektivnim
naponima
koeficijent bezbednosti za ugaosmicanja u dreniranim uslovima
d projektovani ugao smicanja
hgr granina visina nasipacd projektovana kohezija zapreminska teina tlac kohezija izraena efektivnim
naponima
c koeficijent bezbednosti za koheziju udreniranim uslovima
Tc rezultirajui otpor kohezije du klizitaT rezultirajui otpor trenja du klizitaN normalna sila na ravni klizanjaW teina (zemlje)h visina nasipa
U skladu sa iskustvom za veinu sluajevaodgovarajue su kosine sa nagibom (visina :duina):- 1:3 za nasipe od loeg zemljanog
materijala i za bone nasipe,- 1:2 za nasipe od sitnozrnog koherentnog
materijala ili od nekoherentnog materijalaod mekih stena (lapor, fli,permokarbonske stene, itd.),
- 1:1,5 (2:3) za nasipe od kamenogmaterijala
- 1:1 za nasipe od kamenog materijala sa
uvrenom kamenom oblogom.
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
11/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 7
Strmije kosine nasipa (do 90) mogu da segrade armiranjem tla ili izgradnjom potpornihkonstrukcija. Savremena programska opremaza analize stabilnosti omoguava da se prianalizi stabilnosti uzmu u obzir i armaturnigeosintetici i konstrukcije.
Pri analizi stabilnosti kosina heterogenihnasipa izgraenih od razliitih materijala, i/ilikosina nasipa po kojima se proceuje vodatreba koristiti numerike metode.
Karakteristike smicanja materijala zanasipanje treba odrediti ispitivanjem uzoraka,zgusnutih Proktorovim postupkom prioptimalnoj vlazi.
Nasipe treba izvoditi sa nadprofilom, jerpotpuno kvalitetno zbijanje do ivice nasipa
nije mogue. Izvoenje sa nadprofilom ikasnije uklanjanje vika materijala sa kosinagarantuje odgovarajui (projektovani) kvalitetmaterijala za nasipanje i na samoj kosininasipa.
Nepovoljni uinci povrinske erozije mogunajefikasnije da se spree primenomvegetativne zatite novo formirane kosine.
Nepovoljni uinci prodiranja vode kroz nasipmogu najefikasnije da se spreeodgovarajuim slojem drenanog materijala
na mestu kontakta nasipa i temeljnog tla.Minimalna debljina takvog sloja za dugoronustabilnost iznosi 1 m. Treba obezbediti istabilnost filtriranja i odgovarajue isticanjevode na najniem mestu.
8.1.2.7 Stabilnost kosina iskopa
8.1.2.7.1 Stabilnost kosina iskopa uzemljanim materijalima
Za brzu ocenu stabilnosti iskopa u
homogenom tlu bez prisustva podzemnevode mogu da se koristite jednaine iz take8.1.2.6.
Za stabilnost kosina iskopa je kritino krajnjedrenirano stanje kosine, koje pri analizi morada bude razmatrano pomou efektivnihparametara vrstoe pri smicanju. Kritinimstanjem smatra se i krajnje stanje uzmaksimalnu moguu piezometriku visinuvode u vodonosnim slojevima tla.
Nedrenirano stanje daje veu bezbednost, ali
tokom relevantno vrlo kratkog perioda, tj. kodprivremenih iskopa. Ako treba iskoristitiprivremeno veu bezbednost kodprivremenih iskopavanja za vreme graenja
ukopanih delova objekata u materijalima, kaoto su gline i praine, onda treba osiguratizatitu privremenih kosina i indirektnepozadine od atmosferskih voda. Ovo jeposebno neophodno kod nisko plastinih i/ilipeanih praina i glina.
Pri projektovanju i graenju posebnu panjutreba posvetiti postojanju tanjih slojeva odpropusnih nekoherentnih materijala (pesak,ljunak) izmeu slojeva koherentnog tla, jerse kroz njih proceuje voda.
Na duim kosinama iskopa treba predvidetiberme na visinama iskopa od 8 do 12 m.Njihova uloga je:
- smanjivanje erozivnog delovanja vode,
- smanjivanje generalnog nagiba kosineiskopa,
- omoguavanje pristupa za odravanje,
- zadravanje kamenja koje se kotrlja iklizanja snega.
Na bermama treba za odvod vode predvidetipodune kaldrmisane odvodne jarkove ilikanalete. Podune drenane cevi ispodberme nisu preporuljive.
Gradnju iskopa treba iskoristiti i za ispitivanjetla koje slui pre svega za poreenjeprognozirane i stvarne strukture tla, a popotrebi, i za uzimanje uzoraka i dodatna
terenska merenja. Po potrebi na osnovunovih podataka mogu da se ponove analizeiz projekta.
8.1.2.7.2 Stabilnost kosina iskopa ustenama
Stabilnost kosina i iskopa u stenama trebaispitati sa stanovita mogunosti translacije irotacije pojedinih kamenih blokova ili veekamene mase, kao i sa aspekta opasnosti odpadanja velikog kamenja. Posebnu panjutreba posvetiti pritiscima koje prouzrokuje
zaostala voda u pukotinama.
Treba uzeti u obzir i da ruenje kosina iliiskopa u vrstim stenama sa dobrodefinisanim sistemima pukotina ukljuuje:- klizanje kamenih blokova i klinova,
- izvrtanje lokova ili ploa,- izvijanje ploa,- kombinaciju izvrtanja i klizanja,u zavisnosti od orijentacije kosine padine uodnosu na smer diskontinuiteta.
Klizanje pojedinih blokova ili klinova obinomoe da se sprei smanjivanjem nagibakosine i ugradnjom ankera i duboke drenae.Na kosinama iskopa klizanje moe da se
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
12/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
8 JP Putevi Srbije
sprei odgovarajuim izborom smera iorijentacije ela kosine tako da pomeranjapojedinih blokova budu kinematikinemogua.
Izvrtanje blokova obino moe da se sprei
ankerima i dubokim drenaama.
Pri prouavanju dugorone stabilnosti padinai useka treba raunati sa tetnim dejstvomvegetacije, faktora okoline ili zagaenja navrstou pri smicanju du diskontinuiteta i navrstou intaktne stene.
U sluajevima kada nije mogue na pouzdannain spreiti padanja velikog kamenja trebaih pustiti da padnu i zaustaviti ih mreama,pregradama ili ostalim slinim merama.Projekat mera za zaustavljanje odronjenih
kamenih blokova i drobine du kamenepadine mora da se zasniva na paljivojanalizi moguih trajektorija odronjenogmaterijala.
Za analizu stabilnosti iskopa u stenamapostoji vie mogunosti:- analize potencijalno nestabilnih blokova i
klinova na osnovu smera i upadadiskontinuiteta odgovarajue su za stenesa manjim brojem sistema diskontinuiteta.Jedine mogue ravni klizanja su dupostojeih diskontinuiteta. Zato treba uzeti
u obzir parametre smicanja koji vae zapukotine. Ove analize nazivaju sestrukturnim analizama stabilnosti. Za
jednostavne sluajeve mogu da se izvreanalitiki, a za neto kompleksnijesluajeve mogu da se razmatraju grafiki,mada najee treba koristiti numerikemetode
- stabilnost jako ispucalih i/ili kriljavihstena moe da se analizira metodamakoje se koriste za zemljane materijale.Potencijalna klizita mogu da se razvijudelimino du postojeih (razliitih)
diskontinuiteta, a delomino i u drugompravcu. Zato za vrstou pri smicanjutreba koristiti prosene vrednosti vrstoeza celokupnu stensku masu (Huk-Brounov kriterij za ispucale stene)
- alternativno, ocena stabilnosti kosinamoe da se izvri pomou klasifikacionihmetoda za stene. Namenski za ocenustabilnosti kosina stena izraena jeklasifikacija pod nazivom Slope MassRating (SMR).
Karakteristike smicanja du diskontinuitetamogu da se odrede ili ispitivanjem iliBartonovim postupkom na osnovukoeficijenta hrapavosti pukotina (JRC Joint
Roughness Coefficient) i vrstoe na pritisakstene uz pukotinu (JCS Joint wallCompressive Strength).
Prosene karakteristike smicanja jakoispucalih stena (stenovito tlo sa vie nizova
pukotina) najee mogu da se odrede naosnovu sistema za klasifikovanje stena, npr.GSI (Geological Strength Index) ili RMR(Rock Mass Rating).
8.1.2.8 Tehniko praenje
Kosine iskopa i nasipa i njihovu okolinu trebapratiti odgovarajuom opremom, ako- proraunima ne moe da se dokae da je
verovatnoa nastanka graninih stanjadovoljno mala, ili
-
pretpostavke koje su upotrebljene uraunskim analizama nisu zasnovane napouzdanim podacima.
Tehniko praenje mora da bude planiranotako da moe da odredi- nivo podzemne vode ili vrednost pritiska
kapilarne vode u tlu tako da bude izvrenaili proverena analiza efektivnim naponima,
- horizontalne i vertikalne pomake u tlu kojese pomie da bi mogle da se predvidedalje deformacije,
- dubinu i oblik klizita u aktivnom usovu da
bi bilo omogueno odreivanjeparametara vrstoe tla za projekatsanacionih radova,
- brzinu pomaka da bi mogla da se skrenepanja na nadolazeu opasnost. Uovakvim sluajevima moe da se upotrebiodgovarajui sistem daljinskog digitalnogoitavanja mernih ureaja ili upotrebadaljinskog alarmnog sistema.
Najee se za navedena merenja koristisledea oprema:- geodetske take za 3D merenja pomaka
- inklinometri (prenosni ili stalno ugraeni)
za merenja horizontalnih pomaka (podubini) i odreivanje poloaja ravni plohe
- piezometri razliitih tipova za merenjapritisaka u porama tla
- merai pukotina za merenje irenja ivicaloma, odnosno pukotina u stenovitom tlu.
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
13/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 9
8.1.3 NASIPI NA SLABONOSIVOM TLU
8.1.3.1 Opte
Nasipi na slabonosivom tlu su nasipi kodkojih postoji opasnost da za vreme graenjaili nakon izgradnje u tlu nastanu deformacijekoje tetno utiu na bezbednost, trajnost iupotrebljivost nasipa i objekata na njemu.
Pod dodatnim optereenjem u slabonosivomtemeljnom tlu razvijaju se prekomerni pritisciu porama koji se za vreme graenja samomalo smanjuju. Bez primene tehnolokihmera za poboljanje. Za vreme graenjapostie se niski stepen konsolidacije, pa sezato glavni deo deformacija razvija tek nakonzavrenog graenja i otpornost na smicanje utemeljnom tlu se vrlo polako poveava.
Slabonosivo i stiljivo tlo obino se sastoji odtreseta i organskih materijala ili od sitnozrnihkoherentnih materijala, kao to su glina,praina i pesak u itkoj, lakognjeivoj ilisrednje gnjeivoj konzistenciji. U slabonosivatla uvrtavaju se i neravnomerno uleglimeoviti sedimenti i rahla, nekontrolisanavetaka nasipanja.
Slabonosiva temeljna tla ne mogu da seopiu jedinstvenim graninim vrednostimanedrenirane vrstoe pri smicanju ideformacionog modula, jer uvek trebarazmatrati meusobnu zavisnost izmeu- svojstva tla,- geometrije nasipa,- planiranih rokova gradnje i- osetljivosti, odnosno ranjivosti objekata u
ili na nasipu na deformacije.
Kod nasipa izgraenih na slabonosivom istiljivom tlu posebnu panju treba posvetiti:- dozvoljenoj nosivosti temeljnog tla i
opasnosti od ruenja zbog prekoraenja
vrstoe pri smicanju zemljanih materijalau temeljnom tlu za vreme graenja i- proraunima sleganja i vremenskog
razvoja sleganja za vreme graenja inakon njega.
Za stabilnost nasipa na slabonosivom tlukritina faza nastupa odmah nakon zavretkagraenja.
Za graenje nasipa na slabonosivom tlukoriste se razliiti, okolini prilagoenitehnoloki postupci. Prilikom odluivanja
treba uzeti u obzir ve steena iskustva uuporedivim uslovima.
8.1.3.2 Postupci za graenje nasipa
Za poboljanje stabilnosti nasipa naslabonosivom tlu koriste se razliiti tehnolokipostupci graenja, koji ukljuuju- postupke u vezi sa geometrijom i
svojstvima nasipa,- postupke za sanaciju ili poboljanje
slabonosivog temeljnog tla ispod nasipa,- postupke u vezi sa vremenski
prilagoenim i nadziranim postupcimagraenja i
- razliite kombinacije istih.Primerenost odabranog postupka graenjatreba dokazati- analizom stabilnosti nasipa za vreme
graenja i nakon toga,- analizom sleganja i vremenskog razvoja
sleganja i-
analizama izvodljivosti i cene.
8.1.3.2.1 Postupci graenja u vezi sageometrijom i svojstvima nasipa
Da bi se poveala (poboljala) stabilnostnasipa na slabonosivom tlu mogu da seupotrebe sledei prilagoeni postupcigraenja nasipa:- graenje nasipa sa blagim nagibima
kosina (1: n, n = 2,5, 3, 4)- graenje nasipa sa bonim nasipima uz
glavni nasip
- graenje nasipa od lakih ili vrlo lakih
materijala za nasipanje kao to su:elektrofilterski pepeo, meavine zrna odekspandirane gline, ploe odekstrudiranog polistirena, ploe odpenastog cementnog betona i sl.
Pri graenju nasipa sa blaim nagibimakosina stabilnost je povoljnija, ali su sleganjanasipa vea. Graenje bonih nasipa imasline uinke kao i graenje nasipa sa vrloblagim nagibima kosina.
Kod nasipa za saobraajnice veliina
optereenja temeljnog tla zavisi pre svega odzapreminske teine materijala za nasip.Obini zemljani materijali za nasipanje imajuzapreminsku teinu izmeu 18 i 24 kN/m3.Upotrebom lakih i vrlo lakih materijalasmanjuju se optereenja na temeljno tlo itako se indirektno poveava bezbednost ismanjuje sleganje.
8.1.3.2.2 Postupci graenja za sanaciju ilipoboljanje slabonosivog tla
Postupci za sanaciju ili poboljanje
slabonosivog tla ispod nasipa ukljuujurazliite tehnoloke mere kojima se poveapropustljivost i/ili poboljavaju vrstoe i
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
14/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
10 JP Putevi Srbije
deformaciona svojstva temeljnog tla. Uupotrebi su najee sledei postupci:- ugraivanje vertikalnih drenaa (ljunani
ipovi i vertikalnih drenanih traka (wick drains)) za ubrzanje konsolidacije uradijalnom i vertikalnom smeru; postupak
je odgovarajui kada je uticajna dubinaslabog tla velika (5 do 30 m)- ugraivanje horizontalnih drenanih
rebara za ubrzanje vertikalne ihorizontalne konsolidacije i za poboljanjeotpornosti slabonosivog sloja na smicanje;postupak je odgovarajui kada je uticajnadubina slabonosivog tla razmerno mala
- zamena slabonosivog tla boljimmaterijalima; postupak je odgovarajuikada je uticajna dubina slabonosivog tlasrazmerno mala
- poboljanje vrstoe slabonosivog tla pri
smicanju postupcima dubinskoginjektiranja (jet grouting ipovi) ilidubinske hemijske stabilizacije (kreniipovi); postupci su odgovarajui kada jeuticajna dubina slabonosivog tla velika (5do 30 m)
- poboljanje vrstoe slabonosivog tlapostupcima dodatnog zbijanja (dinamikakomprimacija - heavy tamping, dubinskovibriranje); postupci su odgovarajui upropusnijim, nehomogenim zemljanimmaterijalima, kao to su sitni pesak inekontrolisana vetaka nasipanja
- poboljanje vrstoe povrine temeljnogtla armiranjem pomou geosintetika.
U posebnih sluajevima kada opisanimpostupcima nije mogue osiguratihomogenopoboljanje svojstva temeljnog tla uplaniranim rokovima, nasipi mogu da segrade i na zabijenim ili buenim ipovima.
Navedeni postupci upotrebljavaju sesamostalno ili u kombinaciji sa postupcima,opisanim u takama 8.1.3.2.1 i 8.1.3.2.3.
8.1.3.2.3 Posebni postupci u vezi sa
vremenski prilagoenimpostupcima graenja
Kod vremensko prilagoenih postupakabrzina graenja nasipa prilagoava sepostignutom stepenu konsolidacije temeljnogtla ispod nasipa. Za vreme graenja nasipatreba izvoditi- merenja pritisaka u porama temeljnog tla,- merenja (poveavanja) vrstoe pri
smicanju ili- merenja pomaka u temeljnom tlu i na
nasipu.
Brzinu graenja nasipa na slabonosivom tlutreba prilagoditi rezultatima merenja ianalizama postignutog stepena konsolidacije.
S obzirom na nain izvoenja najee seupotrebljavaju sledei oblici vremenskoprilagoenih postupaka graenja:- vremenski prilagoeni rast nasipa sa
usputnim merenjima i praenjem
premaenih pritisaka u porama temeljnogtla- graenje sa predoptereenjem;
predoptereenje znai dogradnju iodleavanje izgraenog nasipa dotraenog stepena konsolidacije, pre negose zapone sa nadgradnjom kolovoznekonstrukcije
- graenje sa predoptereenjem ipreoptereenjem; u ovom sluaju se uzpredoptereenje izvodi dodatnooptereenje kojim se u temeljnom tlumobilizuju odgovarajua vea sleganja
koja bi u planiranom periodu odleavanjamogla da se razviju; preoptereenje seobino izvodi na temeljnom tlu saviskoznim zemljanim materijalima kodkojih znaajan deo sleganja moe da serazvije zbog puzanja ili u sluajevimakada je potrebna brza mobilizacijasleganja.
Obavezan sastavni deo vremenskoprilagoenog graenja je geotehnikopraenje.
8.1.3.2.4 Graenje probnih nasipa
U sluajevima kada je efikasnost posebnihpostupaka teko predvideti ili obuhvatitiproraunom deformacija i stabilnosti, pristupase izgradnji probnih nasipa. Probni nasipimoraju da budu izgraeni na karakteristinojdeonici trase od istih materijala i upotrebomistih postupaka koji e se koristiti na glavnomnasipu. Geometrija probnog nasipa mora dabude takva da dobijene informacije buduodgovarajue za ocenu postupka graenjapri redovnom graenju nasipa.
8.1.3.3 Osnove za projektovanje nasipa
8.1.3.3.1 Opte
Osnovni princip projektovanja nasipa naslabonosivom i stiljivom tlu je proverabezbednosti nasipa od ruenja za vremerazliitih faza graenja. Tri glavna moguaoblika ruenja nasipa (slika 8.1.3.1) prikazujuvrste analiza stabilnosti koje treba obaviti. Zarazliku od nasipa na neugibljivom tlu, kodnasipa na slabonosivom tlu treba uporedo sa
proraunom stabilnosti ispitati i sleganja ivremenski razvoj sleganja i puzanja nasipa.
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
15/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 11
Slika 8.1.3.1: Karakteristini primeri deformacija nasipa na slabonosivom tlu kao posledica: a prekoraenja nosivosti, b prekoraenja vrstoe pri smicanju, c istiskivanja mekog tla
neposredno iz nasipa
Osnovu za prelazne geotehnike proraunedaju geoloko geotehnika istraivanja, akontrolne proraune treba izvoditi na temelju
podataka istraivanja i praenja, dobijenih zavreme graenja i nakon njega.
8.1.3.3.2 Geoloko-geotehnikaistraivanja prethodnaistraivanja
Geoloko-geotehnikim istraivanjima trebadobiti podatke o karakteristinim geoloko-geotehnikim profilima tla u poprenom ipodunom pravcu nasipa. Dubina istraivanjamora da bude takva da obuhvati sve slojeveu kojima e se zbog dodatnih optereenja
nasipom razviti sleganja i sve slojeve koji surelevantni za ocenu stabilnosti nasipa.
Kada ne postoje posebni dodatni zahtevi, priproraunu sleganja moraju da se uzmu uobzir slojevi tla do dubine na kojoj je veliinadodatnih vertikalnih pritisaka zbogoptereenja nasipom manja ili jednaka 20 %prirodnog geolokog pritiska.
Vrsta i obim obavljenih istraivanja, rasporedistraivakih sonda, dubine i broj uzetihuzoraka zavise od uslova u temeljnom tlu i od
geotehnike kategorije objekta. Nasipi zaputeve uobiajeno spadaju prema standarduEurocod 7 u kategoriju 2.
Istraivanja treba planirati tako da se za svekarakteristine slojeve zemljanih materijala,koji se nalaze u temeljnom tlu, dobiju sledei
materijalni podaci:- indeksni pokazatelji stanja zemljanih
materijala: zapreminska teina, zrnatost,slojevitost, specifina teina
- parametri vrstoa- parametri deformabilnosti- koeficijenti propustljivosti.
Pored klasinih istraivanja buenjem iuzimanjem uzoraka prilikom projektovanjanasipa na slabonosivom tlu prednost imajusledei postupci in situ istraivanja:- CPT i CPTU test
- dilatometarski test
- odreivanje nedrenirane vrstoe krilnomsondom
- presiometarski test- SPT i drugi penetracioni testovi u
nekoherentnim materijalima.
Laboratorijskim istraivanjima treba odreditiindeksne pokazatelje svojstava zemljanihmaterijala, kao to su zrnastost sastava islojevitost, zapreminska teina i specifinateina zrna i mogua prisutnost tetnihhemijskih i biohemijskih materija.
Posebnu panju treba posvetiti istraivanjimadeformabilnosti i drenirane i nedreniranevrstoe pri smicanju. Pri izvoenju
b
c
a
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
16/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
12 JP Putevi Srbije
istraivanja treba uzeti u obzir dubinu uzetoguzorka, prirodne pritiske u temeljnom tlu prepoetka graenja i sve dodatne pritiske kojimogu da nastupe u temeljnom tlu zboggraenja nasipa, promene nivoa podzemnevode ili ostalih sekundarnih uticaja.
8.1.3.3.3 Izrada karakteristinih profila iodreivanje inenjerskih svojstvazemljanih materijala ukarakteristinim slojevima
Karakteristinim profilom tla moraju da buduobuhvaeni sledei podaci:- postojea povrina terena, ukljuujui i
sve karakteristine morfoloke oblike, kaoto su jarkovi, melioracijske drenae,povrinsko movarnapodruja
- svi postojei i mogui novi objekti na koje
bi planirano graenje moglo da imanegativne uticaje- lokacije svih sondi za istraivanje- nivo podzemne vode i podaci o
eventualnoj arteskoj i subarteskoj vodi- granice izmeu karakteristinih slojeva.
Karakteristini profili nasipa na slabonosivomtlu moraju da budu izraeni u odgovarajuojrazmeri (preporuuju se razmere 1:100 do1:200).
Inenjerska svojstva zemljanih materijala u
karakteristinim slojevima moraju da buduopisana sledeim parametrima:- zapreminska teina, specifina teina
(s,, , d)
- nedrenirana vrstoa pri smicanju (cu)- drenirana vrstoa pri smicanju (c
,
)
- deformaciona svojstva (Eoedili K, G odn. E
i ) ili konsolidacioni parametri (Cc, Cr, cv,p)
- koeficijent propustljivosti k ()- hemijski i bioloki faktori koji mogu da
utiu na efikasnost mera za ojaanje(huminske kiseline, sulfati)
- varijacije svojstava po dubini i upodunom i poprenom smeru.
8.1.3.3.4 Odreivanje geometrije nasipa ioekivanih optereenja
Geometriju nasipa opiusledee svojstva:- visina (h)- irina kod dna (b)- irina u uticajnom podruju kosine (b)- duina (l)- nagibi kosine (h/b).
Svojstva nasipa opisuju:- klasifikacija materijala u nasipu
- relacije vlaga gustina i oekivanazapreminska teina materijala u nasipu
- parametri vrstoe pri smicanju ideformibilnosti nasipanog materijala
Dodatna (spoljanja) optereenja opisuju:
- teina nasipa
- saobraajna optereenja- dinamika optereenja (zemljotres).
Optereenja zbog uticaja okoline opisuju:- uticaj mraza- uticaji skupljanja i bubrenja- mere dreniranja, melioracija i visoke vode
Uticaje graenja opisuju:- zahtevni rokovi zavretka graenja- planirana, odnosno oekivana brzina
graenja.
8.1.3.3.5 Odreivanje graninih stanja
Pri projektovanju nasipa na slabonosivom tlutreba ispitati sledea granina stanja:- gubitak globalne stabilnosti i stabilnosti u
pojedinim fazama graenja- ruenje kosine i krune nasipa- deformacije u nasipu koje uzrokuju
smanjivanje upotrebljivosti ilifunkcionalnosti objekata (npr. prekidkanalizacije, pukotine i neravnine nakolovozu)
-
sleganja i pomaci koji mogu da uzrokojutetu na okolnim objektima- prekomerne deformacije pri prelazu sa
nasipa na objekt- promene uslova u okolini zbog uticaja
konsolidacije (na primer promena kvalitetavode, snienje nivoa podzemne vode).
8.1.3.3.6 Odreivanje minimalnih faktorabezbednosti i dozvoljenihpomaka
Minimalni faktori bezbednosti su propisaniodredbama standarda EN 1997 i za konanostanje nakon izgradnje nasipa jednaki Fc =
1,25 i F = 1,25, a za vreme graenja unedreniranim uslovima Fu= 1,40.
Kriterijum pomaka i sleganja zavisi odprojektnih zahteva svakog pojedinanogprojekta.
Za meufaze graenja faktori bezbednostimoraju da budu takve vrednosti da ne dolazido ruenja ili tetnih deformacija u vremegraenja. Obino se za kritiite meufaze
graenja zahteva Fu> 1,15.
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
17/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 13
8.1.3.4 Osnove geotehnikog proraunanasipa
Za proraun nosivosti slabonosivog tla,stabilnosti nasipa, deformacija i vremenskograzvoja deformacija mogu da se upotrebe
razliite semiempirijske, analitike inumerike metode, prilagoene za primenu urazliitim sluajevima. Ulazni podaci zaproraun su karakteristine vrednostidobijene na osnovu podataka terenskih ilaboratorijskih istraivanja.
8.1.3.4.1 Provera nosivosti
Kada je debljina slabonosivog tla vea odirine nasipa, za priblian proraun graninogoptereenja nasipa moe da se koristijednaina (Prandl), (slika 8.1.3.2, ema 2.1)
ufN cqh )2(
Za proraun uticaja nagiba kosine nasipa nanosivost tla moe da se koristi relacije(uklje), (ema2.2)
h
c
nN
u
95,11
Povoljan uticaj bonog nasipa na stabilnostglavnog nasipa prikazuje relacija (ema 2.3)
qf= 0,5B N+ c Nc+ D Nq
q = Db
1:n
q f
fq
fq
Slika 8.1.3.2: ematski prikazi uticajageometrije kosina na nosivost tla ispod
nasipa
8.1.3.4.2 Provera stabilnosti
Graenje nasipa u temeljnom tlu prouzrokujeprekomerni porast pritisaka u porama i timesmanjenje bezbednosti od ruenja. Kritinufazu predstavlja stanje odmah nakon
zavretka graenja nasipa, zato to suprekomerni pritisci u porama tla najvei. Tomstanju odgovara proraun stabilnosti kojiuzima u obzir nedrenirane vrstoe prismicanju (u = cu,u = 0) ili proraun kojiuzima u obzir drenirane vrstoe pri smicanjui prekomerne pritiske u porama temeljnog tla
(c, , u).
U sluaju prorauna stabilnosti koji uzima uobzir nedrenirane vrstoe pri smicanjupritisaka u porama zbog vodostaja i dodatnogoptereenja ne treba razmatrati (slika
8.1.3.3).
r
W N
R
R= W + W + E
cuT
uu = c
an
En
W a
Slika 8.1.3.3: Grafiki prikaz odreivanjastabilnosti nasipa u nedreniranim uslovima
Ako je nedrenirana vrstoa pri smicanju (u= cu) du krune ravni klizanja konstanta,koeficijent bezbednosti Fu moe da seizrauna uzimanjem u obzir da sila Tcmdelujeu smeru, paralelnom sa tetivom koja vezujepoetak i kraj klizita, normalna je nasimetaralu krunog klizita i udaljena odsredita klizita za udaljenost a= r / sin .
Veliina mobilizovane reaktivne kohezionesile Tcmu ovom sluaju moe da se izraunaiz uslova ravnotee momenata u odnosu nasredite klizita:
aTyExWM cmEaW 00
m
uu
Eawm
Eawcm
c
cF
la
yExWc
a
yExWT
,,
gde je:r poluprenik krunog klizita poluvrednost sredinjeg ugla klizitaxW udaljenost rezultirajue teine nasipa
WNod sredita klizitayE udaljenost sile Eaod sredita klizital duina tetive, koja vezuje poetak i kraj
krunog klizita
2.1
2.2
2.3
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
18/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
14 JP Putevi Srbije
Parametar nedrenirane vrstoe (cu) utvrujese na terenu ili u laboratoriji. Na terenu sekoristi:- statiki penetraconi test sa konusom
(CPT),- dilatometrijski test (DMT) i
- terenska krilna sonda.
U laboratoriji se nedrenirana vrstoa prismicanju odreuje:- troosnim nedreniranim nekonsolidovanim
testom (UU),- testom jednoosne vrstoe na pritisak na
valjcima (cu= qu/2),- testom pomou laboratorijske krilne sonde
ili laboratorijskog konusa.
U sluaju kada proraun stabilnosti unedreniranim uslovima pokae premalu
bezbednost od ruenja, projektnim ikonstrukcionim zahtevima treba propisatipostupke koji garantuju odgovarajuubezbednost.
Prorauni stabilnosti nasipa na slabonosivomtlu izvode se analizama verovatnoe ruenjapomou jedne od priznatih metoda:- analitiki prorauni za pretpostavljene
ravni klizanja jednostavnih oblika uhomogenom tlu,
- numeriki prorauni lamelnim metodamaza predpostavljene povrine klizanja
krunog oblika, odsecima ravni ilikompleksnijeg oblika (metode Biopa,Janbuja, Morgenterna i Prajsa,Spenserja i drugih),
- numeriki prorauni MKE ilidiferencijalnom metodom uz razliitekonstitutivne modele za opis ponaanjapodloge i nasipa (npr.: elastoplastikimodeli: Mor-Kulombov, Druker-Pragerjev,Cam clay, Cap model i drugi ...).
- veina pomenutih modela tla zasnivaju sena triaksijalnim ispitivanjima tla, pa je naosnovu njih potrebno i odreivati
parametre za definisanje modela.
U sluaju prorauna stabilnosti koji uzima uobzir drenirane vrstoe pri smicanju (slika8.1.3.4) treba pored pritisaka u porama zbogvodostaja ukljuiti i prekomerne (dodatne)kapilarne pritiske zbog optereenja nasipom.
Za normalno konsolidovane i zasienekoherentne zemlje dodatni pritisci u poramasu zbog optereenja nasipom jednakidodatnom vertikalnom pritisku. Za proraunpremaenih pritisaka u porama (u) moe
da se koristi relacija
u = B (3+ A (1-3))
Skemptonov parametar Bpriblino jednak jestepenu zasienja Sr. Obino je stepenzasienja slabo nosivog tla 100 %.Skemptonov parametar A ima vrednost 1 zanormalno konsolidovano tlo i vrednost manjuod 1, ako je tlo prekonsolidovano. Za
slabonosivo tlo je vrednost Skemptonovogparametra obinoA= 1.
'
= ' tan
R'= W' + W + E + Un a R'
W'W'
U
N'
Q'
m
nWaE
Slika 8.1.3.4: Grafiki prikaz odreivanjastabilnosti nasipa u dreniranim uslovima
Konsolidacijom koja napreduje bezbednostnasipa od ruenja se poveava sve dokonane vrednosti, koja se postie kadaprekomerni pritisci u porama opadnu na nultevrednosti. Nakon zavrene konsolidacije tlarezultanta premaenih pritisaka u porama upostaje nulta.
U sluaju prorauna stabilnosti odmah posle
izgradnje nasipa korienjem dreniranevrstoe pri smicanju, uzima se da suvrednosti prekomernih pritisaka u porama
(u) jednake vrednostima dodatnih
vertikalnih pritisaka zbog teine nasipa (u=zz).
Parametri drenirane vrstoe pri smicanju (c,) mogu da se odrede ispitivanjima naterenu ili u laboratoriji. Na terenu seupotrebljavaju sledei postupci:- statiki penetracioni test sa konusom za
pesak (CPT),
- dinamiki penetracioni test za pesak iljunak (SPT) i
- specialne metode za direktno merenjevrstoe pri smicanju u buotinama ili uiskopima.
U laboratoriji drenirana vrstou pri smicanjumoe da se definie troosnim konsolidovanimnedreniranim testom (CU) i translatornim irotacionim direktnim opitom smicanja.
8.1.3.4.3 Proraun sleganja
U proraun treba ukljuiti poetna i kasnijasleganja. Treba uzeti u obzir sledee trikomponente sleganja:
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
19/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 15
- s0: poetna sleganja zbog distorzije kodpuno zasiene zemlje, odnosno zbogsmanjivanja zapremine i deformacijasmicanja kod nezasiene zemlje
- s1: sleganja zbog konsolidacije- s2: sleganja zbog puzanja.
Posebnu panju treba posvetiti organskimzemljanim materijalima, tresetu i ostalimmekim zemljama, u kojima se sleganje zbogviskoznog puzanja moe odvijatineogranieno dugo. Viskozni uinci seodreuju iz podataka edometarskogistraivanja ili troosnog istraivanjadeformabilnosti.
Za proraun sleganja mogu da se koristerazliite u struci proverene i isprobanemetode. Meu njima su i
- naponska deformaciona metoda i- prilagoena metoda elastinosti.
8.1.3.4.3.1 Naponska deformaciona metoda
Kod naponske deformacione metode trebanajpre proraunati raspored vertikalnihdodatnih napona u temeljnom tlu. Pri tomtreba uzeti u obzir kako uticaje dodatnihoptereenja nasipom tako i ostalaoptereenja, na primer uticaje sniavanjapritisaka vode u tlu zbog graenja jarkova ilipumpanja vode.
Deformacije u tlu skupljanja pojedinihslojeva (i) - proraunaju se tako da sepripadajua povrina dijagrama dodatnihvertikalnih napona u pojedinom slojutemeljnog tla deli sa naponskim promenamaodgovarajuim modulom stiljivosti.
Slika 8.1.3.5: Grafiki prikaz proraunasleganja odgovarajuim modulom stiljivosti.
i
i
i
oedE
A
n
i
i
1
8.1.3.4.3.2 Prilagoena metoda elastinosti
Skupljanje pojedinog sloja izraunava se kaorazlika pomaka vrha i dna sloja. Veliinapomaka zavisi od optereenja nasipa,njegovog oblika, dubine sloja i njegove
deformabilnosti (modul elastinosti E iPoasonov broj ). Proraun se izvodi pomourelacije
Slika 8.1.3.6: Grafiki prikaz proraunasleganja kao razlika pomaka vrha i dna sloja.
.),,,( oblqEfuzi
)()( minmax zszsi
fE
bqs
n
i
i
1
0
gde je:f faktor, koji zavisi od Poasonovog broja,
oblika temelja, dubine sloja
Slika 8.1.3.7: Diagrami f = f (z/b, a/b) za ugaopravokotnog obtereenja; Poasonov broj 0,3
Ai
0
Ai
Ai
0
)()( maxmin zuzu zzi
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
20/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
16 JP Putevi Srbije
Slika 8.1.3.8: Diagrami f = f (z/b, a/b) za ugaopravokotnog obtereenja; Poasonov broj 0,5
(uklje, Majes)
Prihvatljiva veliina sleganja odreena je
projektom pojedinog objekta. Ako proraunpokae da zbog sleganja mogu da se pojavedeformacije, pukotine ili ostali oblicioteenja, treba projektno-konstrukcionimpostupcima propisati odgovarajue mere,kojima e se sleganja smanjiti na prihvatljivnivo.
8.1.3.4.3.3 Proraun vremenskog razvojakonsolidacije
Vremenski razvoj konsolidacije izraunava sepomou parametara konsolidacije, koji su
dobijeni edometarskim istraivanjem(Terzaghi):
cv= k Eoed/ w
Tv= cv t / h2
Uv= /
Za brzu ocenu vremenskog razvojakonsolidacije u vertikalnom pravcu mogu dase koriste vrednosti prikazane u tabelama8.1.3.1 i 8.3.1.2.
Pri odreivanju vremenskog razvojakonsolidacije prednost imaju koeficijentipropustljivosti, odreeni terenskimistraivanjima.
U sluaju kada proraun vremenskog razvojasleganja pokae da se u vremeprojektovanog graenja i predaje puta na
upotrebu ne moe oekivati mobilizacijadovoljnog dela sleganja, onda trebaprojektno-konstrukcionim zahtevima propisatimere za ubrzanje konsolidacije.
Tabela 8.1.3.1: Postignuti stepenkonsolidacije Uvpri razliitim vremenskim
faktorima Tv
Tv
Uv(%)
0,004 7,14
0,008 10,090,012 12,360,020 15,960,028 18,880,036 21,400,048 24,720,060 27,640,072 30,280,083 32,510,100 35,680,125 39,890,150 43,700,175 47,180,200 50,41
0,250 56,220,300 61,320,350 65,820,400 69,790,500 76,400,600 81,560,700 85,590,800 88,740,900 91,201,000 93,131,500 98,002,000 99,42
Tabela 8.1.3.2: Vremenski faktorikonsolidacije Tvpri postignutom stepenukonsolidacije Uv
Uv(%) Tv
0 0,0005 0,002
10 0,008
15 0,018
20 0,031
25 0,049
30 0,071
35 0,096
40 0,12645 0,159
50 0,197
55 0,23960 0,286
65 0,342
70 0,403
75 0,477
80 0,567
85 0,684
90 0,848
95 1,129
100 2
V
m
v Tm
mU
4
)12(exp
)12(
181
22
122
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
21/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 17
8.1.3.5 Osnove geotehnikog proraunakonstrukcionih mera za graenjenasipa
8.1.3.5.1 Proraun uticaja promenegeometrije nasipa i svojstva
nasipa za zamenu
Proraun uticaja geometrije nasipa napoboljanje bezbednosti graenja izvodi sepostupcima opisanim, u taki 8.1.3.4.1. Trebaispitati uticaje smanjivanja nagiba kosina (n)u odnosu na poetno projektovano stanje iuticaje graenja bonih nasipa. Uporedotreba ispitati i uticaje promene geometrijekosina na veliinu sleganja.
Pri proraunu uticaja nasipa za zamenu trebarazlikovati-
nasipanja koja se upotrebljavaju zazamenu slabonosivog temeljnog tla radipoboljanja njihove vrstoe ideformabilnosti (slike 8.1.3.9 i 8.1.3.10) i
- nasipanja koja se koriste za zamenuklasinih zemljanih nasipa u telu nasipa(slike 8.1.3.10, 8.1.3.11 i 8.1.3.12).
Slika 8.1.3.9: Primer nasipa sa deliminomzamenom slabo nosivog tla ispod nasipa
kamenim materijalom
Slika 8.1.3.10: Primer nasipa sa deliminomzamenom slabo nosivog tla u podruju pete
nasipa kamenim materijalom
Pri proraunu uticaja promene svojstvamaterijala u telu nasipa najvanija jeispravnost odreivanja zapreminske teine
materijala za nasipanje. Obini zemljaninasipi imaju zapreminsku teinu izmeu 18 i24 kN/m
3. Agregati od ekspandirane gline
imaju priblino 4 do 5 puta manju
zapreminsku teinu (3,5 do 7 kN/m3), a ploeod ekspandiranih polistirena do 100 putamanju zapreminsku teinu (0,25 do 0,35kN/m
3) od klasinih zemljanih materijala.
Kod nasipa male zapreminske teine (3,5 do
7 kN/m
3
) treba imati uvidu utjecaj podzemnevode.
Slika 8.1.3.10: Primer nasipa sa upotrebomlakih agregata od ekspandirane gline (LECA
light expanded clay aggregate)
Kada su okolnosti takve da nasipe u celostitreba graditi od lakih materijala, onda seodgovarajuim merama treba pobrinuti zaodgovarajuu zatitu materijala ispodkolovozne konstrukcije (slika 8.1.3.12).
Upotrebom lakih i vrlo lakih materijalasmanjuje se optereenje na temeljno tlo itako indirektno utie na veu bezbednost imanje sleganje.
Prilikom projektovanja gradnje nasipa odlakih i vrlo lakih materijala treba uzeti u obzir
vremenski prirataj teine materijala zbogpostupnog zasienja podzemnom vodom ikonstrukcione mere za zatitu tih materijalaod spoljanjih uticaja i delovanja ivotinja.Posebno treba ispitati razlike u krutosti ideformacionom ponaanju razliitihmaterijala, ugraenih ispod, iznad i uz obestrane nasipa od lakih materijala.
I pri gradnji nasipa od lakih materijala moguda se koriste kombinacije metoda sapredoptereenjem i/ili preoptereenjem (slika8.1.3.10).
Slika 8.1.3.10: Primer nasipa naslabonosivom tlu sa preoptereenjem i bez
njega
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
22/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
18 JP Putevi Srbije
Slika 8.1.3.11: Primer nasipa sa upotrebom ploa od ekstrudiranog polistirena
Slika 8.1.3.12: Primer nasipa sa ploama od ekstrudiranog polistirena i sa cementnobetonskomzatitom iznad ploa
8.1.3.5.2 Proraun uticaja ljunanihipova
Ugradnjom ljunanih ipova u temeljno tlopostie se trostruki uinak:- poveava se horizontalna propustljivost
sloja zemlje i ubrzava konsolidacija- poboljava se nosivost temeljnog tla- smanjuju se sleganje pod projektovanim
optereenjem.
Trajanje konsolidacije je jedan od kriterijumaza dimenzionisanje ljunanih ipova. Ovimkriterijumom odreuju se razmaci izmeuipova i dimenzije ipova, a zatim seproveravaju i uticaji ipova na nosivost ismanjenje sleganja.
ljunani ipovi obino su prenika 40 do100 cm i duine do 30 m, a retko i vie.Najmanja udaljenost izmeu ipova obino je1,5 m.
Uticaj ljunanih ipova na brzinukonsolidacije zavisi od naina rasporeivanjai od gustine rasporeda ipova.
Za odabrani poluprenik ipova,propustljivost, edometarski modul i oekivanovreme konsolidacije treba odrediti broj ipova
n = R / rc,
tako da stepen konsolidacije bude 95 %.
8.1.3.5.3 Ukupni stepen radijalne ivertikalne konsolidacije
Prema Carilli, ukupni stepen radijalne ivertikalne konsolidacije:
)1()1(1 rv UUU
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
23/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 19
Stupanj vertikalne konsolodacije (Terzaghi):
2,)(
h
tEkTTUU
w
oed
vVVV
V
m
v T
m
m
U
4
)12(exp
)12(
181
22
1 22
Stupanj radialne konsolodacije (Kjellman):
2244 R
tEk
R
tcT
w
roedrr
r
0r
Rn
)4
11
4
3(ln
1 422
2
nn
n
n
n
rrrr TnTUU
8exp1),(
h u
2r
z2R
0
q
u = qr
r
Slika 8.1.3.13: ematski prikaz utjecaja ipana radijalno konsolidacijo
Za proraun stupnja radialne konsolodacijemoe se koristiti i diagrami Richarda:
Slika 8.1.3.14: Stepen radialne konsolodacije
8.1.3.5.4 Raspored ljunanih ipova
Mogui su razliiti rasporedi ljunanihipova: kvadratni, trougaoni, heksagonalni isl.
Kvadratni tlocrtni raspored (slika 8.1.3.15)
aaR 564,01
564,0
Ra
a
R
a
Slika 8.1.3.15: ematski prikaz kvadratnograsporeda ljunanih ipova
Trougaoni tlocrtni raspored (slika 8.1.3.16):
aaR 525,02
3
525,0
Ra
av
R
a a v
Slika 8.1.3.16: ematski prikaz trougaonogtlocrtnog rasporeda ipova
8.1.3.5.5 Uticaj ljunanih ipova nasleganja i na nosivost temeljnogtla
ljunani ipovi utiu na nosivost na dva
naina:- zbog postojanja slojeva materijala u ipu
koji ima visoku otpornost na smicanje
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
24/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
20 JP Putevi Srbije
moe se raunati sa bitno veomotpornou temeljnog tla na smicanje
- zbog ugraenih ljunanih ipova utemeljnom tlu bre se stvaraju uslovidreniranog stanja
- meusobna udaljenost ljunanih ipova i
poluprenik ipova, iji je uticajobuhvaen bezdimenzionim koeficijentomAR, jako utiu na koeficijent redukcijesleganja .
Slika 8.1.3.17: ematski prikaz ljunanogipa
Prorauni:Geometrijske veliine:
2rc prenik ljunanog ipa2R uticajni prenik ljunanog ipaa meuosna udaljenost izmeu
ljunanih ipovaAc presek ljunanog ipah duina ljunanog ipaA presek cilindra u uticajnom podrujuAs presek osnovne zemljeAr udeo preseka ljunanog ipa u
kompozitu
2
R
r
A
AA
cc
r
2
cc rA
2RA
aR
= 0,525 trougaona tlocrtna mrea ipova= 0,565 kvadratna tlocrtna mrea ipova
= 0,645 estougana tlocrtna mreaipova
Za proraun utecaja ljunanih ipova nasleganje i na nosivost ojaanog temeljnog tlapostoji vie reenja. Najjednostavnija jeravnotena metoda (Aboshi, 1979).
sc sss
scn oed
ss
oed
cc
oed E
hqs
E
hqs
E
hqs ,,
= koeficijent raspodele optereenjaq= vrednost optereenja nasipom
s
c
oed
oed
s
c
E
E
q
q
)1(1
r
c
A
qq
)1(1
Ar
qqs
)1(1 roedoed
AEEsn
Sleganja temeljnog tla ispod nasipa bezipova:
soedE
hqs 0
Zavrno sleganja temeljnog tla sa ugraenimipovima:
noedE
hqs
Redukcija sleganja temeljnog tla saugraenim ipovima:
1)1(1
1
0
RAs
s
U nastavku prikazana je Elasto-plastinametode Priebe-a (1976).
Zbog poveanja radialnih napna na kontaktuizmeu ljunanog ipa i okolnog temeljnogtla nastaju radialni pomaki odnosnopoveanje prenika ljunanog ipa:
245tan
,2 co
cacr qkq cc
sacrrr qkq csc
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
25/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 21
2
2
21
1)21(1
R
r
R
r
Err
c
s
c
s
s
s
crc
soed
Rscrc
EAfrr ),(
)21(
)1()1(),(
Rs
RsRs
A
AAf
= koeficijent raspodele optereenja
),(2
),(21
Rsa
Rs
s
c
Afk
Af
q
q
c
Sleganja ipa:
s
c
oed
Rssacc
E
AfqkqHs
),()(2
Sleganja zemlje izmeu ipova:
soed
ss
E
Hqs
cs sss
Redukcija sleganja temeljnog tla saugraenim ipovima:
1)1(1
1
0
RAs
s
U proraunu stabilnosti nasipa na ojaanimtlu sa ljunanim ipovima moe se uzet uobzir:
Zapreminska teina zamene:
srcrn AA )1(
Parametri vrstoe zamene:
sRcRnssccn AAAAA )1(
- u poetnim nedreniranim uslovima:
nuznunun
c tan
sn uRc
s
ccRu cAqqAc )1(tan)( ,
qznz
n
,tantan cn
cRu An
- u dreniranim uslovima:
,,, tan nznn nc
,,,, tan)
'
'()1(tan)
'
'( s
n
sssRc
n
ccRn qqcAqqAc
qznz
n
,,
,
,
,,
,
,, tan)1(tantan s
n
sRc
n
cRn AA
8.1.3.5.6 Proraun uticaja vertikalnihdrenaa (wick drains)
Osnovni cilj ugraivanja vertikalnih drenaaje ubrzanje konsolidacije zbog poveanjapropustljivosti tla u radijalnom, a delomino iu vertikalnom smeru. Za proraun uticajavertikalnih drenaa na ubrzanje konsolidacijekoriste se sline relacije, kao i za proraunljunanih ipova. Uticaj vertikalnih drenaa
na smanjivanje sleganja i poboljanjenosivosti temeljnog tla u konzervativnomproraunu obino se zanemaruje.
Poluprenik zamene za trakastu drenauirine b i debljinu t treba izraunati premajednaini
tbrtbr
00 )(22
gde je:
b irina trakaste drenaet debljina trakaste drenae
8.1.3.5.7 Proraun uticaja dubinskekonsolidacije na poboljanjenosivosti
Postupci dubinske konsolidacije (kreniipovi, jet grouting ipovi, zbijanjevibracijama) su postupci koji unoenjemveziva ili dodatne energije u tlo poveavajuotpornost tla na smicanje. Postupcima
dubinske konsolidacije se- pobolja nosivost temeljnog tla,
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
26/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
22 JP Putevi Srbije
- smanjuje sleganje pod planiranimoptereenjem i
- poveava bezbednost od ruenja.
Vrednost poveanja vrstoe pri smicanjuodreuje se na osnovu laboratorijskih
istraivanja, terenskih istraivanja na probnimdeonicama ili iz prethodnih iskustava.
Za proraun se koriste zamenske vrednostikorigovane vrstoe za poboljano tlo ipostupci opisani u taki 8.1.3.5.3.
8.1.3.5.8 Posebni zahtevi pri projektovanjunasipa na slabonovisom tlu
Pri projektovanju nasipa na slabonosivom tlutreba uzeti u obzir i sledee:-
odluka o uklanjanju travnate i humusnezemlje, koja esto predstavlja vrstu,nosivu koru iznad mekih zemljanihmaterijala, zavisi od geotehnike oceneza konkretni objekt
- na slabonosivo temeljno tlo preporuljivoje ugraditi geosintetik za razdvajanje preugraivanja provozne podloge; zaojaanje temeljnog tla moe da se koristi iodgovarajui geosintetik za ojaanje;dimenzionisanje geosintetika za ojaanjeizvodi se postupcima koji vae za primenugeosintetika (t. 8.1.4.11)
-
prvi sloj nasipa iznad slabonosivogtemeljnog tla ili iznad geosintetika morada bude od barem dobro propusnogkamenog materijala, koji treba da delujekao drenani sloj i kao provozna podloga(radni plato)
- pri projektovanju debljine i slojevakamenog materijala za provoznu podlogui nasip treba ukljuiti visinu oekivanihsleganja i visine visokih (poplavnih) voda.
8.1.3.5.9 Projekt geotehnikog praenja
graenja nasipaPri projektovanju nasipa na slabonosivom tlutreba u okviru izrade projekta graenjaizraditi i projekt geotehnikog praenja.Projekat geotehnikog praenja moraju daobuhvata mere- za praenje nasipa za vreme graenja i- za praenje nasipa u fazi upotrebe puta.
Za praenje nasipa odgovarajue su metodekoje koriste- odgovarajue ploe za geodetsko
praenje sleganja,- horizontalne inklinometre za kontinuiranomerenje sleganja u poprenom pravcukroz nasip,
- vertikalne inklinometre za kontinuiranomerenje pomaka u vertikalnom smeru unasipu i temeljnom tlu,
- merae pritisaka vode u porama,- piezometre za praenje nivoa voda,- merae isticanja vode iz drenaa, kao i
- ostale metode (npr. ekstenziometri, mernilistii za merenje deformacija u
geosinteticima itd.).
8.1.4 GEOSINTETICI
8.1.4.1 Uvodni deo
8.1.4.1.1 Predmet prirunika
Prirunik 8.1.4 obrauje vrste geosintetika,podruje primene, osnovne principe
dimenzionisanja i osnovna naela gradnje sageosinteticima. Namenjen je projektantima,izvoaima radova i nadzornim inenjerimakao pomo pri planiranju radova,projektovanju, odabiru materijala i gradnji sageosinteticima.
8.1.4.1.2 Tehnika regulativa
8.1.4.1.2.1 Standardi
EN ISO 10318:2008 Geosynthetics Terms and definitions
EN ISO 10320:2001 Geotextiles andgeotextile related products:Identification on site
EN 13249:2000 Geotextiles and geotextile-related products Characteristicsrequired for use in theconstruction of roads and othertrafficked areas (excludingrailways and asphalt inclusion)
EN 13251:2000 Geotextiles and geotextile-related products Characteristicsrequired for use in earthworks,
foundations and retainingstructures
EN 13252:2000 Geotextiles and geotextile-related products Characteristicsrequired for use in drainagesystems
EN 13256:2000 Geotextiles and geotextile-related products Characteristicsrequired for use in theconstruction of tunnels andunderground structures
EN 13491:2004 Geosynthetic barriers -Characteristics required for use inas a fluid barrier in theconstruction of tunnels andunderground structures
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
27/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 23
EN 14475:2006 Execution of specialgeotechnical works- Reinforced fill
EN 15381:2008 Geotextiles and geotextile-related products Characteristicsrequired for use in pavements andasphalt overlays
EN 15382:2008 Geosynthetic barriers Characteristics required for use intransportation infrastructure
SN 670 240:1996 Geotextilien undgeotextil-verwandte Produkteproducts Characteristicsrequired for use in pavements andasphalt overlays
SN 670 241a:2007 Geokunstoffe:Anforderungen fur die FunktionenTrennen, Filtern, Drainieren
8.1.4.1.2.2 Referentna dokumentacija
AASHTO M 288 96. GeotextileSpecification for Highway Applications.
Cedergren, H.R. (1977). Seepage, Drainageand Flow Nets. John Wiley &Sons. NewYork, Sydney, London, Tokyo.
Design manual Geosynthetics - 530.(1998). Washington State Departement ofTransportation. DVWK
Merkblatter 221/1992. Anwendung vonGeotextilien im Wasserbau. Verlag PaulParey. HamburgBerlin.
EBGEO Empfehlungen fr Bewehrungenaus Geokunstoffen. (1997). Ernst&Son,Berlin.
EBGEOEmpfehlungen fr den Entwurf unddie Berechniunng von Erdkrpen mitBewehrungen aus Geokunstoffen. EBGEO,Entwurf 02/2009, Deutsche Gesellschaft fr
Geotechnik e.V.
FGSV Merkblatt fur die Anwendung vonGeotextilien und Geogittern im Erdbau desStrassenbau. 1994.
Geosynthetics Design and ConstructionGuidelines. NHI Course no. 13213. (1998).FHWA HI 95-038. Washington.
Koerner, R.M. (1999). Designing withGeosynthetics. Prentice Hall. New York.
Recommended Descriptions ofGeosynthetics, Functions, Terminology,Mathematical and Graphical Symbols. IGS,2000.
Ruegger, R., Hufenus, R. 2003. Bauen mitGeokunststoffen. SVG. ISBN 3 9522774-01.
Saathoff, F. 2003. Geosynthetics ingeotechnical and hydraulic engineering.
Special Print. Geotechnical EngineeringHandbook. Vol.2: Procedures. Ernst& sohn.Willey co. Berlin.
Santvoort, G.P.T.M. 1995. Geosynthetics inCivil Engineering. Balkema Rotterdam.
8.1.4.1.3 Terminologija
U ovom poglavlju su navedene samoosnovne definicije geosintetika koje seodnose na funkcije, proizvode i karakteristike.
8.1.4.1.3.1 Vrste geosintetika
Geosintetik (geosynthetic) je opti pojamkoji opisuje proizvod ija je barem jednakomponenta nainjena od sintetikog iliprirodnog polimera u planarnom obliku,obliku trake ili trodimenzionalne strukture, kojise koristi u dodiru s tlom i/ili drugimmaterijalima u geotehnikim i ostalimgraevinskim zahvatima.
Geotekstil (geotextile) je planarni, propusni,
polimerni (sintetiki ili prirodni) tekstilnimaterijal, koji moe biti netkani, pleteni ilitkani, koji se koristi u dodiru s tlom i/ili drugimmaterijalima u geotehnikim i ostalimgraevinskim zahvatima.
Geoelija (geocell) je trodimenzionalna,propusna, polimerna (sintetika ili prirodna)saasta ili slina elijska struktura, izraenaod meusobno povezanih traka geosintetika.
Geokompoziti (geocomposite) je materijalkoji je proizveden kao kompozit upotrebombarem jednog geosintetikog proizvoda meusvojim komponentama.
Geomrea (geogrid) je planarna, polimernastruktura, koja se sastoji od zateznihelemenata integralno spojenih u mreupravilnih otvora, koji mogu biti povezaniistiskivanjem, vezivom ili isprepletanjem, ijisu otvori vei od samih komponenti.
Geopena (geofoam) je proizvod koji se
koristi kao ovrsla pena u obliku blokova iploa (u graditeljstvu se najee koristi za
izolacije - spominje se kao stiropor tj.ekspandirani polistiren.
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
28/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
24 JP Putevi Srbije
Geopletivo (geomat) je trodimenzionalna,propusna struktura, napravljena odpolimernih jednovrsnih niti i/ili drugihelemenata (sintetikih ili prirodnih), koji sumehaniki i/ili termiki i/ili hemijski i/ili nadrugi nain spojeni.
Georeetka (geonet) je geosintetik koji sesastoji od paralelnih setova rebarapostavljenih preko drugih slinih setova podrazliitim uglovima, sa kojim su integralnopovezani.Geosintetika barijera (geosynthetic barrier)
je geosintetiki materijal male propusnosti,upotrebljen u geotehnikim i graevinarskimzahvatima s ciljem smanjenja ili spreavanjateenja fluida kroz konstrukcije.
Glinena geosintetika barijera (clay
geosinthetic barrier) je fabriki sastavljenastruktura od geosintetikih materijala uplanarnom obliku koji deluju kao barijera.
Polimerna geosintetika barijera(polymeric geosynthetic barrier) je fabrikisastavljena konstrukcija/struktura odgeosintetikih materijala u planarnom oblikukoji deluju kao barijera.
Prefabrikovani vertikalni dren(prefabricated vertical drain wick-drain) jetrakasti geokompozit koji se koristi za
izvoenje vertikalnih drenova u tlu, zaubrzanje konsolidacije.
8.1.4.1.3.2 Funkcije geosintetika
Barijera (barrier) je deo konstrukcije koji
osigurava spreavanje ili ograniavanjemigracije tenosti primenom geosintetika iligeosintetik koji osigurava spreavanje iliograniavanje migracije tenosti. Barijeramoe da bude izvedena od jedne ili vie vrstageosintetika.
Drenaa (drainage) znai skupljanje iodvoenje padavina, podzemnih voda i/ilitenosti u ravni geotekstila i geotekstilusrodnih proizvoda.
Faktor sigurnosti (factor of safety) je
rezerva u svojstvu proizvoda u odnosu natraenu vrednost svojstva za potrebestabilnosti/ravnotee sistema. Moe da seodnosi na sile (npr. vrstoa na zatezanje) ilina fizika svojstva (npr. karakteristini otvor ugeotekstilu).
Filtracija (filtration) znai zadravanje tla ilidrugih estica na koje deluju hidrodinamikesile, uz istovremeno doputanje prolaza
tenostima u ili kroz geotekstil i geotekstilusrodne proizvode.
Odvajanje (separation) znai spreavanjemeusobnog meanja razliitih vrsta tla udodiru i/ili nasipanog tla upotrebom
geotekstila ili geotekstilu srodnih proizvoda.
Ojaavanje, armiranje (reinforcement) znaiupotreba naponsko-deformacionih svojstavageotekstila i geotekstilu srodnih proizvoda zapoboljavanje mehanikih svojstava tla ilidrugih graevinskih materijala.
Trajnost (durability) je sposobnost proizvoda
da odoli slabljenju svojstava prouzrokovanihtroenjem, mehanikim, hemijskim, biolokimili drugim vremenski zavisnim efektima,delovanjima tokom vremena, i zadravanje
svojstava potrebnih za ostvarivanjeodgovarajue funkcije tokom radnog veka.
Zatita od mehanikog oteenja(protection against mechanical damage)znai spreavanje ili ograniavanje lokalnogoteenja nekog elementa ili materijalaupotrebom geotekstila ili geotekstilu srodnihproizvoda.
Zatita od povrinske erozije (surfaceerosion control) znai upotreba geotekstila igeotekstilu srodnih proizvoda radi
spreavanja ili ograniavanja kretanja esticaili nekih drugih estica na povrini, npr. nakosini.
Definicije pojmova su usklaene sastandardom EN ISO 10318: 2008.
8.1.4.2 Funkcionalne karakteristikegeosintetika
8.1.4.2.1 Opte
Geosintetici imaju sledea glavna podrujaprimene:- odvajanje- filtriranje- drenaa- ojaanje armiranje- zaptivanje- zatita- zatita od povrinske erozije- pakovanje.
8.1.4.2.2 Odvajanje
Odvajanje podrazumeva spreavanjemeanja dve razliite vrste materijala i timedugorono ouvanje svojstava i funkcija dvasloja koja su izgraena od razliitih vrsta
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
29/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 25
materijala. Najei primer odvajanja priizgradnji puteva je prikazan na slici 8.1.4.1.Razdvojni geosintetik spreava crpenje iprelazak finih zrna iz podloge u prazne porekamenog agregata (slika 8.1.4.1a). Na tajnain se odrava sposobnost drenae,
otpornost na mraz i vrstoa na smicanjesloja od kamenog agregata. Istovremeno sespreava tonjenje zrna kamenog agregata uglinastu podlogu, ime se omoguava
ouvanje planirane debljine kamenog sloja(slika 8.1.4.1b). Razdvojni geosintetici koji seugrauju ispod saobraajno optereenihpovrina moraju da budu robusni proizvodikoji mogu dugorono da podnesu dinamikaoptereenja teretnih vozila.
Za odvajanje se najee koriste geotekstili,a uslovno i geotekstilima srodni proizvodi igeokompoziti.
(a) (b)
Slika 8.1.4.1: Dva mehanizma delovanja razdvojnog geosintetika: (a)spreavanje crpenja iprelaska finih estica iz sitnozrne podloge prema gore, u kameni agregat i time ouvanje
funkcionalnosti kamenog sloja i (b)spreavanje tonjenja krupnih zrna u meku podlogu i timeouvanje debljine kamenog sloja
8.1.4.2.3 Filtriranje
Filtriranje jeste omoguavanje protoka vodeuz istovremeno spreavanje finih estica damigriraju zajedno s tokom. Kada se koristeklasini zemljani materijali, neophodno je dase izmeu zemlje i drenanog sloja ugradizatitni filter (slika 8.1.4.2). Najei primerupotrebe filtracionog geosintetika jeste kodspreavanja ispiranja zrna zemlje u drenani
sistem (slika 8.1.4.3) i spreavanjaunutranje erozije usled soliflukcije, presvega kod zatite obalnog podruja nasipimaod kamena. Pri tome su vane dve funkcijefiltracionog geosintetika: vodopropusnost i
sposobnost zadravanja zrna zemlje. Zafiltriranje se najee koriste geotekstili iuslovno geokompoziti.
(a) (b)
Slika 8.1.4.2: Uloga filtracionog sloja u zemlji (a)klasini filter, (b) filtracioni geosintetik
Slika 8.1.4.3: Karakteristina upotreba filtracionog geosintetika u svrhe obezbeivanja delovanjadrenanog sloja
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
30/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
26 JP Putevi Srbije
8.1.4.2.4 Drenaa
Drenaa je prikupljanje i odvoenjeatmosferskih, podzemnih i drugih oblika vodeizvan podruja objekta za koji se vridrenaa. Glavna funkcionalna karakteristika
drenanog geosintetika jeste sposobnostprevoenja vode pod statikim ili hidraulinimoptereenjima. Sposobnost drenaegeosintetika se esto opisuje kaotransmisivnost () i izraena je kao proizvodkoeficijenta propusnosti (kG) i debljine (d) podoptereenjem (slika 8.1.4.4).
Slika 8.1.4.4: Za delovanje drenanoggeosintetika u zemlji znaajna je provodnasposobnost pod optereenjem. Skraenice
na skici imaju sledee znaenje: normalnooptereenje, kGkoeficijent propusnosti, ddebljina, transmisivnost, lduina toka,
hpromena hidrauline visine
Upotreba drenanih geosintetika je uizgradnji saobraajnica raznovrsna. Na slici
8.1.4.5 su prikazani primeri drenae zaubrzavanje konsolidacije koja mora da delujeod poetka izgradnje do stavljanja objekta ufunkciju, dok su na slici 8.1.4.6 prikazaniprimeri trajne drenae za odravanjefunkcionalnosti objekta koji moe biti
betonska konstrukcija ili kolovoz.Za drenau se najee koriste drenanigeokompoziti, a ree geotekstili.
8.1.4.2.5 Armiranje
Armiranje podrazumeva iskoriavanjevisoke zatezne vrstoe geosintetika radipoboljanja mehanikih karakteristika tla ilidrugih konstrukcionih materijala koji imajuvisoku pritisnu i nisku zateznu vrstou.
Armaturni geosintetik se u obliku traka ilicerada polae na temeljno tlo ispod nasipa ili
meu nasipne slojeve zemlje, gde prihvatazatezne sile i tako poboljava mehanikekarakteristike sistema tlogeosintetik.Geosintetik mora da ima sposobnostprihvatanja zatezne sile uz prihvatljivedeformacije. Armiranje se najee koristi uizgradnji nasipa na tlu s malom nosivou,kod premoavanja krakih jama, zaarmirane nasipe, za potporne konstrukcije odarmiranog tla i za ojaanje tla ispod potpornihzidova (slike 8.1.4.7 i 8.1.4.8). Armaturnigeosintetik moe da se koristi radi smanjenjanegativnih uticaja mraza na kolovoz (slika
8.1.4.7 d) ili pri izgradnji nasipa ispodpovrine vode (slika 8.1.4.7 e).
(a) (b)
Slika 8.1.4.5: Drenaa za ubrzavanje konsolidacije: (a)drenani tepih za tlo, (b) vertikalnedrenane trake
(a) (b) (c)
Slika 8.1.4.6: Drenaa za odravanje funkcionalnosti i trajnosti objekta: (a) drenaa iza zidova,(b)drenaa za spreavanje prodiranja podzemne vode u podlogu kolovoza, (c) drenaa za
kontrolu nivoa podzemne vode u kolovoznoj konstrukciji
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
31/96
Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji Zemljani radovi
JP Putevi Srbije 27
Armaturni geosintetik moe da se koristi i zasmanjenje debljine noseeg sloja od ljunkapri izgradnji privremenih (gradilinih) puteva,ali on ne moe da utie na smanjenjedebljine nevezanih noseih slojeva u trajnimkolovoznim konstrukcijama.
Poseban oblik upotrebe armaturnihgeosintetika predstavlja ugraivanje meu
asfaltne slojeve kod rekonstrukcije starihputeva radi spreavanja pukotina koje suindukovane refleksijom, temperaturom idrugim uticajima podloge.
Za armiranje se najee koriste armaturne
geomree i armaturni geotekstili.
(a) (b) (c)
(d) (e)
Slika 8.1.4.7: Karakteristini primeri upotrebe armaturnog geosintetika pri premoavanju mekog inehomogenog tla ispod nasipa. (a)armiranje meke podloge, (b)armiranje meke podloge,poboljanje upotrebom ljunanih ipova, (c)premoavanje upljina i jama, (d) zatita od
tetnih uticaja mraza, (e) izgradnja nasipa ispod povrine vode
(a) (b) (c)
Slika 8.1.4.8: Karakteristini primeri upotrebearmaturnog geosintetika kod armiranja kosina. (a)armirana kosina sa mekim elom, uz pomo uvijanja, (b) armirana kosina sa zatitom ela uz
pomo fleksibilnih elemenata (gabiona), (c) potporna konstrukcija od armiranog tla sa zatitomela uz pomokrutih elemenata
8.1.4.2.6 Zaptivanje
Zaptivanje je spreavanje prolaska fluida,tenosti i gasova i neophodno je za zatituivotne sredine. Geosintetici se u izgradnjisaobraajnica koriste u svrhe zatite tla ipodzemne vode od trajnog zagaenja(praina, so, razliiti mikro ostaci od habanjaguma na kolovozu) i od povremenog,sluajnog zagaenja, do kojeg moe doi
prilikom saobraajnih nezgoda ili kvarova.Zaptivanje se vri ispod kolovoznih povrina,na kosinama nasipa i useka, na podrujusabirnih bazena i/ili na podruju svih delovakanalizacionog sistema (slika 8.1.4.9).
Za zaptivanje se koriste geomembrane,geosintetike glinene trake i bitumenske
membrane.
-
7/13/2019 SRDM8 1 Zemljani Radovi(120430 Srb Konacna)
32/96
Zemljani radovi Prirunik za projektovanje puteva u Republici Srbiji
28 JP Putevi Srbije
(a) (b)
Slika 8.1.4.9: Primer zaptivanja kosine useka saobraajnice (a) za pasivnu zatitu podzemne vodeod trajnog zagaenja sa kolovoza i od zagaenja usled izlivanja prilikom nezgoda (b) zaptivanje u
sabirnom bazenu
8.1.4.2.7 Zatita i povrinska zatita
Zatita znai spreavanje ili ograniavanje
lokalnih oteenja na odreenom elementu ilipovrini uz upotrebu zatitnog geosintetika.Zatitni geosintetici se koriste za zatitugeomembrana, hidroizolaciju iza objekata islinih konstrukcionih elemenata koji suosetljivi na oteenja usled eventualnogutisnua kamenih zrna iz podloge ili nasipa(slika 8.1.4.10). Zatitni geosintetici se koristeza privremenu zatitu kosina od uticaja brzograspadanja i erozije koji su posledica vode,vetra i leda.
Slika 8.1.4.10: Kritian uticaj na postojanostgeosintetika ima period polaganja. Primerpravilne upotrebe zatitnog geosintetika
iznad glavnog geosintetika (geomembrana,armaturna mrea).
Efikasnost zatite se pre svega zasniva nadebljini zatitnog geosintetika. U pojedinimsluajevima (npr. u tunelima) treba dodatnoda se provere svojstva zatitnih geosintetika,na primer otpornost u sluaju poara.
Za zatitu se najee koriste geotekstili.
Zatita od povrinske erozije podrazumevaupotrebu geosintetika radi spreavanja iliograniavanja pomeranja zrna zemlje ilidrugih estica na povrini, na primer na
kosinama. Zbog povrinske erozije, koja jeposledica delovanja vode, vetra i leda, nakosinama nasipa i useka moe nastati velika
teta koja ak moe prouzrokovati odrone.Upotreba geosintetika omoguava da se tlozadri na mestu i da se stvori efikasan sistemuvrivanja (korenski sistem). Za zatitu odpovrinske erozije na kosinamasaobraajnica se najee koriste geoelije,a njima se bavi i posebna granainterdisciplinarnog inenjerstva, tzv.bioinenjering.
8.1.4.2.8 Pakovanje
Pakovanje predstavlja poseban oblik novijeupotrebe geosintetika. Geotekstil se kodpakovanja koristi kao vrea ili beskonanodugako crevo koji se pune veoma mokrimpeskom, prirodnim i/ili industrijskim muljem
kako bi se omoguila stabilna izgradnja uodabranoj g
top related