vt 30.6.2010 končna elektronska oblika - core

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO

Vitko Remšak

TEHNOLOGIJE IZVEDBE GRADBENIH JAM

Diplomsko delo

Maribor, junij 2010

I

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO

SI - 2000 MARIBOR, Smetanova 17

Diplomsko delo visokošolskega študijskega programa

TEHNOLOGIJE IZVEDBE GRADBENIH JAM

Študent: Vitko REMŠAK

Študijski program: Visokošolski strokovni, Gradbeništvo

Smer: Operativno - konstrukcijska

Mentor: doc. dr. Borut MACUH

Somentor: izr. prof. dr. Bojan ŽLENDER

Maribor, junij 2010

III

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju doc. dr. Borutu

Macuhu in somentorju izr. prof. dr. Bojanu

Žlendru za pomoč in vodenje pri opravljanju

diplomske naloge.

Prav tako se zahvaljujem podjetju RGP d.o.o.,

direktorju Marjanu Hudeju kot tudi g. Ivanu

Pečovniku in g. Miranu Hudourniku ter vsem

ostalim, ki so mi nudili pomoč in svetovali pri

praktičnem delu diplomskega dela.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi

omogočili študij in me v vsem tem času

podpirali . Zahvala gre tudi punci Tjaši, ki mi je

stala ob strani v napetih trenutkih.

Vsem skupaj še enkrat hvala!

IV

TEHNOLOGIJA IZVEDBE GRADBENIH JAM

Ključne besede: gradbena jama, talna voda, tehnologija konstrukcij, podporna konstrukcija, hidrotehnični objekt.

UDK: 624.131:624.15(043.2)

Povzetek

V diplomskem delu bomo opisali tehnologije izdelave gradbenih jam, kot so izdelava

pilotne stene, diafragme, zagatne stene, zagatni nasip. Opisani so tudi različni postopki

injektiranja in podrobno sidra, saj je njihova prisotnost pri izgradnji varnih gradbenih

jam vse večja. Ker se v gradbenih jamah pojavlja tudi talna voda, so razloženi tudi

načini, kako zagotoviti, da v jamo ne vdira voda oziroma kako jo odstranimo.

V praktičnem primeru pa se bomo predvsem osredotočili, kako zaščititi in zagotoviti

vodo nepropustnost za gradbeno jamo II na reki Savi za potrebe izgradnje HE Krško.

Predvsem bomo tu prikazali tehnologije zagatnih nasipov, zagatnih sten, injektiranje,

črpanje vode, s katerimi zagotovimo varnost ljudi in materialnih dobrin.

V

THE TECHNOLOGIES OF BUILDING PIT CONSTRUCTION

Keywords: building pit, ground water, construction technology, support structure, hydro technical structure.

UDK: 624.131:624.15(043.2)

Abstract

In the graduation thesis different technologies of constructing building pits are

described, such as the construction of pile walls, diaphragm walls, sheet-pile walls, cut-

off walls. The different injection methods as well as jet-grouting method and the

technology of ground anchors are also presented, since they are becoming an essential

part of safe building pit construction. Ground water is another subject considered and

described in present thesis. The attempt to explain the ways of stopping and removing

ground water is done.

In the practical part of the thesis the consideration on how to protect and manage water

inaccessibility of the building pit II on the Sava river for the needs of constructing

Krško hydroelectric power station. A close look at practical applicability of the

technologies of cut-off walls, sheet-pile walls, injections and water pumping, with which

we ensure safety of people and material goods, was taken.

VI

VSEBINA

1 UVOD ...................................................................................................................... 1

1.1 OPREDELITEV PROBLEMA DIPLOMSKE NALOGE ................................................. 1

1.2 NAMEN IN CILJ DIPLOMSKE NALOGE .................................................................. 2

1.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE ............................................................................. 2

2 OSNOVE NAČRTOVANJA IN VRSTE GRADBENIH JAM .......................... 3

3 TEHNIČNE IN TEHNOLOŠKE REŠITVE ZA IZVEDBO ZAŠČITE

GRADBENIH JAM ........................................................................................................ 6

3.1 UVOD ................................................................................................................ 6

3.1.1 Odpiranje gradbene jame v suhem ............................................................. 6

3.1.2 Odpiranje gradbene jame v vodi.................................................................. 7

3.2 RAZLIČNE TEHNOLOGIJE IZVEDBE ZAŠČITE GRADBENE JAME ............................ 8

3.2.1 Pilotne stene ................................................................................................. 8

3.2.2 Diafragme .................................................................................................. 13

3.2.3 Injektiranje ................................................................................................. 16

3.2.4 Zagatne stene ............................................................................................. 27

3.2.5 Varovanje brežin z brizganim betonom in pasivnimi sidri (soil nailing) 30

3.2.6 Zagatni nasip ............................................................................................. 32

3.2.7 »Soil mix« .................................................................................................. 36

3.2.8 Torkretirana stena ..................................................................................... 38

3.3 SIDRA .............................................................................................................. 40

3.3.1 Splošno ....................................................................................................... 40

3.3.2 Vrste geotehničnih sider ............................................................................ 40

3.3.3 Sestava sidra .............................................................................................. 42

3.3.4 Način delovanja geotehničnih sider .......................................................... 43

3.3.5 Prenos sidrne sile v temeljna tla ................................................................ 44

3.3.6 Izdelava geotehničnih sider ....................................................................... 45

3.3.7 Uporaba geotehničnih sider ...................................................................... 49

3.3.8 Zaščita geotehničnih sider ......................................................................... 49

VII

3.3.9 Transport, skladiščenje, vgradnja ............................................................. 51

3.3.10 Faza uporabe ......................................................................................... 52

3.3.11 Vzdrževanje sider ................................................................................... 54

3.4 OSUŠEVANJE GRADBENE JAME ........................................................................ 54

3.4.1 Neposredno osuševanje gradbene jame .................................................... 55

3.4.2 Posredno osuševanje gradbene jame ........................................................ 56

4 PRAKTIČEN PRIMER ....................................................................................... 57

4.1 UVOD .............................................................................................................. 57

4.2 SPLOŠNO .......................................................................................................... 60

4.3 GEOLOŠKE IN GEOMEHANSKE RAZMERE .......................................................... 61

4.4 POSTOPEK IN TEHNIČNA IZVEDBA OGRADITVE GRADBENE JAME ...................... 63

4.4.1 Gorvodna nasuta pregrada ........................................................................ 63

4.4.2 Gorvodni in dolvodni del obstoječega zidu ............................................... 65

4.4.3 Gorvodna in dolvodna ločna pregrada ..................................................... 66

4.4.4 Dolvodna nasuta pregrada ........................................................................ 67

4.4.5 Tesnitve in injekcijska dela ....................................................................... 69

4.4.6 Izkopi v gradbeni jami ............................................................................... 72

4.5 KONTROLIRANO POPLAVLJANJE GRADBENE JAME ........................................... 73

4.5.1 Splošno ....................................................................................................... 73

4.5.2 Postopki za primer nastopa visokovodnega vala ...................................... 73

4.6 MONITORING VPLIVOV NA OKOLJE .................................................................. 74

4.6.1 Vode iz gradbene jame – za usedalnikom ................................................. 75

4.6.2 Hrup ob gradbišču ..................................................................................... 76

5 ZAKLJUČEK ....................................................................................................... 77

6 VIRI IN LITERATURA ...................................................................................... 78

7 PRILOGE .............................................................................................................. 79

7.1 SEZNAM SLIK ................................................................................................... 79

7.2 SEZNAM PREGLEDNIC ...................................................................................... 81

7.3 NASLOV ŠTUDENTA ......................................................................................... 81

7.4 KRATEK ŽIVLJENJEPIS...................................................................................... 81

7.5 NAČRTI ............................................................................................................ 82

VIII

UPORABLJENI SIMBOLI

d premer

E modul elastičnosti jekla

F površina jeklenega sidra

L dolžina

Lf prosta dolžina sidra

Np napenjalna sila

Q100 kritični pretok sto letnih voda

Q20 kritični pretok dvajset letnih voda

Qsr srednji pretok

Sb posedek tal pod betonskim blokom

Sc elastično podaljšanje sidra

v/c vodo cementni faktor

IX

UPORABLJENE KRATICE

AB armirani beton

EN evropska norma

HE hidroelektrarna

IBO sistem samo uvrtanih injektiranih sider

MB marka betona

m n. m. meter nad morjem

NEK nuklearna elektrarna Krško

PVC polivinilcetilen

RA rebrasta armatura

SIA 191 standard švicarskega združenja inženirjev in arhitektov

SIST slovenski standard

SN soil nailing

Vitko Remšak: Tehnologija izvedbe gradbenih jam Stran 1

1 UVOD

V današnjem času je vse večja potreba po bivalnem in delovnem prostoru. Večina prostora

v urbanih okoljih je že zasedena, zato je potrebno razmišljati, kako in kje bomo gradili v

prihodnje. Kot nam je vsem znano, je ljudi na svetu vedno več in vsi si želijo živeti v

mestu ali ob njem. Zato je alternativa v gradbeništvu izgradnja velikih oziroma vedno

globljih gradbenih jam, iz katerih posledično zgradimo nove objekte, kateri se kasneje

uporabljajo tako za potrebe shranjevanja avtomobilov oziroma garaže, kot tudi za

poslovno-pridobitvene dejavnosti. Pojavljajo se tudi gradbene jame pod gladino podtalne

vode, še posebej tam, kjer se gradijo hidroenergetski objekti za proizvodnjo električne

energije.

Pri izgradnji gradbenih jam je potrebno upoštevati različne kriterije in geološke razmere.

Med kriteriji največkrat upoštevamo število oziroma velikost namenskega prostora, ki ga

bo kasneje lokalna skupnost zapolnila oziroma uporabljala v celoti. Pri upoštevanju

geoloških razmer pa je potrebno predhodno raziskati okolico, da dobimo potrebne podatke,

ki jih potrebujemo pri projektiranju podzemnih garaž in ostalih prostorov kakor tudi pri

projektiranju stavbe, ki bo nadgradila podzemni del objekta. Posebno pomembno je

raziskati sestavo tal, določiti nosilnost, prepustnost, deformabilnost in trdnost tal kot tudi

globino podtalne vode, ki je seveda v veliki meri odločujoča za kako globok objekt se

bomo odločili. Če projektiramo objekt globlji kot je nivo podtalnice, je potrebno imeti v

vidu, da bodo kasneje nastajali stroški s črpanjem podtalne vode, prav tako pa se bo v času

izgradnje gradbene jame le ta podražila, ker bo potrebno nivo talne vode znižati do želene

globine.

1.1 Opredelitev problema diplomske naloge

Izvedba gradbenih jam predstavlja v gradbeništvu enega od osnovnih posegov. Med

drugim se lahko na ta način izkoristi tudi prostor pod zemeljskim površjem, kjer lahko npr.


nastajajo podzemne garažne hiše, saj je v mestnih središčih veliko pomanjkanje parkirnih

mest. Poseben problem predstavljajo gradbene jame pod gladino podtalne vode, še posebej

tam, kjer se gradijo hidroenergetski objekti za proizvodnjo električne energije.

V diplomskem delu bomo opisali tehnologije izdelav gradbenih jam, v praktičnem primeru

pa se bomo predvsem osredotočili, kako zaščititi in zagotoviti vodo nepropustnost za

gradbeno jamo II na reki Savi za potrebe izgradnje HE Krško.

1.2 Namen in cilj diplomske naloge

Namen diplomskega dela je predstaviti tehnologije izvedbe gradbenih jam in predstaviti

zaščito II. gradbene jame na reki Savi za potrebe izgradnje HE Krško. Cilj naloge je

potrditi ustreznost izbrane tehnologije, ki naj bi zagotavljala varnost gradbene jame in

zadostno vodo nepropustnost.

1.3 Predpostavke in omejitve

Celotno diplomsko delo je najprej obdelano ter opredeljeno teoretično, nato pa prikazano

na praktičnem primeru.

Raziskava je bila omejili na geološke in hidrogeološke razmere na terenu, laboratorijske

preiskave zemljin in gradbena dela, ki so potrebna za izvedbo gradbene jame. Predpostavili

bomo, da vse različne gradnje potekajo pod optimalnimi pogoji.

V nalogi smo se omejili le na tehnologije izvedbe gradbenih jam, v smislu zagotavljanja

primerne varnosti in vodo nepropustnosti, s katerimi je zagotovljena varnost ljudi, strojev

in opreme.


2 OSNOVE NAČRTOVANJA IN VRSTE GRADBENIH JAM

Skoraj ni gradbenega objekta, zaradi katerega ni treba najprej izkopati gradbeno jamo.

Izvedba gradbene jame je lahko preprosta, lahko pa je bolj zahtevna, kot je izvedba

temeljev objekta ali samega objekta.

Obtežba objekta se prenaša na temeljna tla preko temeljev. V grobem razlikujemo plitvo in

globoko temeljenje objektov. V prvem primeru izvedemo temeljno konstrukcijo (točkovni

temelj, pasovni temelj, temeljni nosilec ali temeljno ploščo) direktno nad dnom gradbene

jame. Če objekt temeljimo globoko, prenašamo obtežbo objekta v večje globine tal, pod

dno gradbene jame bodisi s koli (piloti) ali vodnjaki.

Gradbene jame so prostor, kjer je potrebno zagotoviti pristopnost in varnost pri delu za

izvedbo temeljenja objekta. V urbanih pozidanih in prometno obremenjenih zazidalnih

območjih, kjer je predvidena gradnja novih objektov z več kletnimi etažami in ob tem

predvidoma velikimi globinami izkopov zaradi utesnjenosti in prostorskih omejitev pa niso

mogoči izkopi gradbene jame s prostimi, še stabilnimi brežinami, je zaradi varnega dela in

varnosti bližnjih obstoječih objektov visoko gradenj in prometnih površin nujno potrebno

izvršiti varovanje brežin predvidene gradbene jame.

Varovanje strmih, praviloma skoraj vertikalnih brežin, je možno izvesti na več načinov. Pri

izbiri zasnove varovanja so ob predvideni globini izkopa odločujoči tudi sestava temeljnih

tal, fizikalne lastnosti zemljin ter maksimalni nivo talne vode na območju gradnje.

Varovanje brežine gradbene jame s predvidenimi globinami izkopa in potrebnim dodatnim

varovanjem bližnjih objektov in ugotovljeno sestavo temeljnih tal ob zanemaritvi

problematike relativno visokega nivoja talne vode bi bilo mogoče izvršiti z več, v praksi že

uveljavljenimi metodami zaščite:

z zabitimi jeklenimi zagatnicami – zagatne stene;

z »berlinsko« steno;

s steno iz AB pilotov;


s steno injektiranih pilotov jet–grouting;

z armirano betonsko vodotesno kontinuirano diafragmo.

Izvedba gradbene jame je odvisna:

od globine temeljenja objekta;

od globine (nivoja) talne vode;

od vrste temeljnih tal in

od lokacije gradbenega objekta.

V temeljnih tleh je bolj ali manj vedno prisotna talna voda. Nivo talne vode je lahko blizu

površja tal, lahko pa je v veliki globini, nižje od dna gradbene jame. Prav tako pa vemo, da

je voda pomemben obnovljivi vir energije, iz katerega v hidroelektrarnah pridobivamo

električno energijo. V Sloveniji prevlada pretočni tip hidroelektrarn, v katerih se

potencialna energija vode pretvarja v električno energijo. Voda ločuje tudi sosednje

brežine, ki jih združujemo s premostitvenimi konstrukcijami. Iz tega izhaja tudi potreba po

gradbenih jamah v vodi. Glede na pojav talne vode ločimo:

suho gradbeno jamo;

gradbeno jamo pod gladino podtalnice;

gradbeno jamo v vodi.

Pri načrtovanju gradbene jame je pomembno, v kakšni vrsti tal bo izvedena gradbena jama.

Pomembne so vse tri karakteristične lastnosti tal: prepustnost, deformabilnost in trdnost

zemljin. Te lastnosti skupaj z lokacijo (razpoložljivim prostorom) pogojujejo, na kakšen

način bomo lahko gradbeno jamo izvedli. Zagotovo je najcenejša izvedba gradbene jame v

primeru, ko ni za varovanje izkopnih brežin potrebna nobena začasna ali trajna podporna

konstrukcija. Glede na naklon izkopnih brežin gradbene jame ločimo:

gradbene jame s prostimi brežinami in

gradbene jame, kjer so izkopne brežine podprte ali ojačane z različnimi

konstrukcijami.

Če lahko izvedemo izkop gradbene jame s prostimi brežinami, moramo naklone brežin

dokazati z ustreznimi stabilnostnimi analizami.

Poleg globalne stabilnosti brežin je treba zagotoviti tudi površinsko stabilnost brežin z :

obrizgi (cementni, bitumenski, brizgan beton);


zaščite brežin z mrežami (pocinkane žične, naravni materiali - kokos, juta,

konoplja, umetni materiali- geotekstil, geomreže);

vegetativna zaščita.

Potrebno je tudi odvodnjavanje brežin in gradbene jame.

Jarki na brežinah in ob obodu gradbene jame

Glede na način podpiranja/opiranja vertikalnega izkopa gradbene jame ločimo:

toge podporne konstrukcije:

brez opor (podpor) ali sider;

enkrat oprte (podprte) ali sidrane;

večkrat oprte (podprte) ali sidrane.

gibke podporne konstrukcije:

enkrat oprte (podprte) ali sidrane;

večkrat oprte (podprte) ali sidrane.

Glede na razpoložljivi prostor v gradbeni jami podporne konstrukcije:

podpiramo in/ali razpiramo;

sidramo.

Glede na značaj podporne konstrukcije ločimo:

začasne podporne konstrukcije;

trajne podporne konstrukcije (so del objekta).

Začasne podporne konstrukcije so lahko vse vrste podpornih konstrukcij. Lahko so

narejene tako, da izkopano zemljino na mestu podporne konstrukcije nadomestimo z

armiranim betonom, lahko zemljino na mestu podporne konstrukcije injektiramo (npr. jet–

grouting koli) ali pa elemente podporne konstrukcije v tla uvrtamo (jekleni profili) ali

zabijemo (zagatnice). Po zgraditvi objekta le-te nimajo več podporne funkcije. Zemeljske

pritiske okolice prevzame zasuti objekt.

Trajne podporne konstrukcije so armirano-betonske konstrukcije. Narejene so lahko po

različnih tehnologijah (pilotne stene, diafragme, jet–grouting koli).

Glede na pojav talne vode v zaledju gradbene jame ločimo podporne konstrukcije na:

vodotesne in

prepustne.


3 TEHNIČNE IN TEHNOLOŠKE REŠITVE ZA IZVEDBO ZAŠČITE

GRADBENIH JAM

3.1 Uvod

Zaradi funkcionalnih razlogov (kleti, podzemni prostori) ali pa zaradi zagotavljanja

potrebne nosilnosti tal pod temelji (nosilnost se ponavadi z globino izboljšuje) mnogokrat

izvajamo plitvo temeljenje v odprti gradbeni jami. Izdelana mora biti tako, da je povsem

zagotovljena stabilnost brežin ali vertikalnih odkopnih sten ob njej.

Pojem zagotovljena stabilnost obsega preprečevanje lokalnih površinskih zruškov,

obsežnejših splazitev kot tudi preprečevanja loma temeljnih tal v dnu gradbene jame. Z

ozirom na hidrogeološke pogoje razlikujemo odprto gradbeno jamo v suhem ter gradbeno

jamo v vodi. Ravno zaradi teh potreb pa so se razvile tehnologije, ki to omogočajo in

olajšujejo delo.

3.1.1 Odpiranje gradbene jame v suhem

Gradbena jama s poševnimi stenami brez opiranja je najenostavnejši način izkopa.

Uporabljamo ga takrat, kadar imamo dovolj prostora na razpolago in kadar so stroški

izkopa manjši od stroškov opiranja in dela v omejenem prostoru. Širok izkop pogosto

preprečujejo komunalni vodi, ceste, sosednji objekti ter geotehnični pogoji. Širok odkop se

izvede, kadar z njim ne ogrožamo stabilnosti sosednjih objektov. Največje dopustne nagibe

določimo z upoštevanjem rezultatov stabilnostnih analiz. Bolj strma pobočja zavarujemo z

mrežami ali s cementnimi obrizgi. Na 3-5 m višine uredimo vzdrževalne berme ter na

obrobju izdelamo jarke za odvodnjavanje površinske vode.


Kadar širok izkop ni varen oziroma izvedljiv, ko so brežine oziroma stene gradbene jame

navpične za zavarovanje brežin, uporabimo vse vrste podpornih konstrukcij: zagatne stene,

berlinske stene, opaži, kontinuirane diafragme, pilotne stene, injekcijske zavese in tako

naprej.

Če je gradbena jama locirana na območju, kjer je prisotna podtalna voda, moramo nivo

vzdrževati pod dnom gradbene jame. Znižanje nivoja talne vode v gradbeni jami dosežemo

z nepropustnimi zagatnimi stenami, direktnim črpanjem vode, injektiranjem,

yet-groutingom ali tudi z znižanjem nivoja talne vode na širšem območju gradbene jame.

Osušitev tako delimo na neposredno in posredno. Vse te tehnologije so opisane v

nadaljnjih poglavjih.

3.1.2 Odpiranje gradbene jame v vodi

Gradbene jame v odprti vodi zavarujemo z zagatnimi stenami ali z zagatnimi nasipi. Pri

dimenzioniranju je potrebno upoštevati vplive vetra in valov ter zavarovanje zaključiti

30-50cm nad najvišjim vodostajem.

V odprti vodi uporabljamo AB in jeklene zagatne stene. Lesene pa le izjemoma pri

majhnih globinah oziroma pri manj pomembnih objektih. Pred izčrpanjem vode jih

razpremo ter zatesnimo stike.

Gradbeno jamo lahko zatesnimo tudi z zagatnimi nasipi. Izbira vrste zagatnega nasipa je

odvisna od višine vode ter lastnosti temeljnih tal. Največkrat uporabljamo zemljinske

zagatne nasipe ojačane z lesenimi, betonskimi ali jeklenimi elementi. Zemljinske zagatne

nasipe gradimo iz dobro nosilnih zemljin, ki vsebujejo 30-50% drobnozrnatih in malo

prepustnih zemljin. Izboljšanje nepropustnosti lahko dosežemo tudi z glinastim jedrom,

injektiranjem, zagatnimi stenami in tako dalje.

Pri projektiranju moramo zagotoviti stabilnost nasipa kot celote, stabilnost nosilnih

temeljnih tal in lokalno stabilnost brežin nasipa. Nasipe ojačane z leseno konstrukcijo

uporabljamo do višine 2.0m. Kadar so neprepustna in dobro nosilna (skalna) tla blizu

površja uporabljamo betonske zagatne zapore.


Pri velikih globinah uporabljamo jeklene zagatne zapore, ki so lahko jeklene zagatne stene

ali jeklene skrinje zapolnjene z gramozom oziroma betonom.

Ob pronicanju vode pa je potrebno izdelati jaške, ki ležijo na najnižjih točkah gradbene

jame, od koder se z zmogljivimi črpalkami izčrpa voda.

Slika 3.1: Gradbena jama pod nivojem vodne gladine

3.2 Različne tehnologije izvedbe zaščite gradbene jame

3.2.1 Pilotne stene

Med vpete podporne konstrukcije prištevamo podporne konstrukcije, katerih debelina je

bistveno manjša od ostalih dimenzij. Za takšne konstrukcije je značilno, da obtežbo

zalednih zemljin in površinskih obremenitev s svojo upogibno togostjo prenašajo preko

bočnih ploskev na območju vpetosti v temeljna tla. Nosilnost takšnih podpornih

konstrukcij lahko dodatno povečamo še s geotehničnimi sidri.


Kadar takšne konstrukcije niso kontinuirane, ampak so sestavljene iz ločenih vertikalnih

stebrov, so to pilotne stene. Zagatne stene s pilotiranjem najbolje izvedemo z betonskimi

piloti, ki jih izvedemo na mestu samem.

Pilotne stene lahko izdelamo iz mikro kolov (d=10-30cm) in makro kolov

(d=40,60,80,100,125,150cm ali več) .

Glede na postavitev kolov ločimo:

pilotne stene s prekrivajočimi se koli;

pilotne stene z dotikajočimi se koli;

prekinjena pilotna stena.

Medosna razdalja med sosednjima koloma more biti manjša od 3d – kola, da še lahko

računamo takšno konstrukcijo kot steno. Izvedbe kolov se razlikujejo po načinu izkopa in

varovanju izkopa.

Slika 3.2: Zaščita pobočja s sidrano pilotno steno in sidranimi branami.


3.2.1.1 Tehnologija "Benotto"

Pri izkopavanju pilotov premera 60, 80, 100, 125, 150cm s posebno žlico (grabežem)

izkopavamo materiale iz vrtine, zavarovane z jekleno zaščitno cevjo. Ob izkopavanju

zemljin v notranjosti pilota s posebno napravo (lavirko) rotiramo zaščitno cev (kolono), da

jo je lažje hidravlično potiskati v tla.

Izkop mora biti pred betoniranjem v celoti zavarovan z zaščitno jekleno cevjo, ki jo ob

napredovanju del podaljšujemo s segmenti dolžine 2.0 – 5.0m.

Kadar pri napredovanju del naletimo na ovire (samice, trdna tla), jih najprej zdrobimo s

posebnim dletom (sekačem), ki prosto pada na trdno oviro ter nato zdrobljen material

odstranimo z žlico (grabežem).

Ko z izkopavanjem dosežemo projektirano globino, površino izkopa dobro očistimo,

vstavimo armaturni koš ter telo pilota postopoma kontraktorsko zabetoniramo, zaščitno cev

nato pazljivo in postopoma izvlečemo.

Benotto pilote je mogoče izdelati poševne v nagibu manjšem od 18°.

Slika 3.3: Vstavljanje armaturnega koša v jekleno cev


V stabilnih zemljinah in v kompaktnih hribinah je možna izvedba kvalitetnih uvrtanih

pilotov brez zaščitnih cevi oziroma jih vgradimo le na zgornjih 3-6m globine, da se

materiali ne sipljejo v vrtino. V takšnih primerih je mogoče vrtanje pilotov s spiralnim

svedrom ali s posebno frezo in valjasto komoro za transportiranje izkopanih materialov na

površino.

Slika 3.4: Prikaz izvedbe tehnologije "benotto"

3.2.1.2 Izdelava pilotov s pomočjo izplake

Izdelava pilotov s pomočjo izplake se uporablja v vseh zemljinah. Ta tehnologija se

uporablja za pilote majhnih dimenzij in nižjih nosilnosti in tudi na omejenih prostorih,

seveda če je garnitura dovolj majhna.

Najprej se izvede vrtina odprtine s pomočjo izplake, ki pod visokim pritiskom ob konici

drogovja izplakuje material. Ko dosežemo potrebno globino, vstavimo v vrtalno drogovje,

ki je zapolnjeno z vodo armaturni koš. Sledi betoniranje, ki iz vrtalnega drogovja izpodriva

vodo. Na vrh vrtalnega drogovja se pritrdi naprava, ki v vrtini oziroma betonu povzroča

nadtlak. Postopoma se vrtalno drogovje izvleče, nadtlak pa vtisne in skomprimira beton v

odprtino. Tako je zaključen pilot.


Z uporabo stisnjenega zraka se zgosti beton, kar poveča nosilnost pilotov. Premeri pilotov

so od 10 do 30cm, izdelujejo pa se do globine 30m.

Slika 3.5: Izvedba mikrokolov z izplako

3.2.1.3 Tehnologija "Franki"

S to tehnologijo se izdelajo betonski piloti, ki se izredno prilagodijo temeljnim tlom.

Za opaž se vzame jeklena cilindrična cev, ki je na notranji strani popolnoma gladka. Cev

postavimo na tla in vanjo nasujemo zemlje vlažen beton, ki ga komprimiramo z nabijačem.

S tem smo izvedli betonski čep, ki se tesno prilega na stene jeklene cevi in jo zato

vodotesno zapira. Zaradi učinkovanja nabijala se zgostijo tla in beton se pogrezne navzdol,

pri čemer zaradi močne komprimacije betona s samim trenjem potegne cev s seboj in jo

potiska v tla. Vodotesnost je tako velika, da voda ne more vdirati. Z nadaljnjim nabijanjem

betona se cev in beton prebijata vedno globlje in izrivata oziroma komprimirata tla. Pri tem

tresljaji niso posebno veliki v okolici, saj se nabija nogo cevi, ne pa njene glave. Odpor pri

nabijanju nam pove, kdaj smo dosegli zadostno globino. Ko smo jo dosegli, fiksiramo cev

s pomočjo dveh močnih jeklenih vrvi, ki sta pritrjeni na nabijalnem odru.


Pri nadaljnjem nabijanju betona se cev ne mora več pogrezati naprej, pač pa se začenja

zaradi nabijanja betonski čep pogrezati naprej v zemljino. Ko je betonski čep samo še

40 cm v cevi, dodamo novo betonsko mešanico in nabijamo naprej dokler nimamo spet

samo 40 cm betona v cevi. To je pomembno, da v cev ne prične vdirati voda. Tako

postopoma izvlečemo cev in nabijamo beton in skrbimo, da iz cevi ne izbijemo betona

zaradi vodotesnosti. Pri tem se beton vtiska v zemljino ne samo vertikalno, ampak tudi na

stran, tako da dobimo nepravilno, zelo hrapavo površino pilota. Pilote armiramo z okroglo

armaturo in s spiralnimi stremeni. Pri tem moramo paziti, da je armatura dovolj oddaljena

od stene cevi, na drugi strani pa, da imamo dovolj prostora za nabijač.

Slika 3.6: Tehnologija »Franki« za izvedbo pilotov z razširjeno nogo

3.2.2 Diafragme

Diafragma je upogibna podporna konstrukcija iz armiranobetonskih na mestu izdelanih

panelov običajne debeline od 40 do 120 cm in širine 3 do 6 m. Prednost diafragme je v

tem, da dobimo kontinuirano steno, ki je lahko tudi del objekta.


Armatura je zaradi pravokotnosti prereza bolje izkoriščena, konstrukcija je lahko

vodotesna. Za izvedbo diafragme se najprej izdela uvodni kanal, ki služi kot vodilo

grabilca med izkopom panela diafragme. Izkop panela se izvaja izmenično za parne in

neparne segmente. Bager spusti čeljust grabilca do uvodnega kanala in prične z

izkopavanjem materiala, ki ga odlaga na transportno vozilo. Medtem se aktivira črpalka za

betonitno izplako, ki napolni vodilni kanal ter služi kot zaščita pred zruški zemljine. Sledi

vgradnja armaturnega koša, ki ga vstavimo v panel diafragme s pomočjo bagra. Po

vgradnji armature sledi faza vgradnje betona, kateri izpodriva lažjo betonitno izplako.

Zaradi mešanja betonita in betona se na vrhu diafragme ustvari mešanica obeh materialov,

ki zmanjšuje nosilnost, zato ta del tudi odstranimo.

Slika 3.7: Stroj za izvedbo diafragme z grabežem


Slika 3.8: Izmenična izvedba posameznih lamel diafragme


3.2.3 Injektiranje

Injektiranje je postopek, pri katerem vtiskamo suspenzijo v praznine, kaverne in razpoke,

ki se nahajajo v kamninah oz. zemljinah, z namenom, da izboljšamo nosilnost primarne

zemljine oziroma kamnine. Z namenom, da bi dosegli želene rezultate, najprej zvrtamo

vrtino v kamnino. Potem skozi to vrtino vtisnemo suspenzijo s pomočjo pritiska, in to

počnemo tako dolgo, dokler niso vse razpoke v okolici vrtine zapolnjene.

Slika 3.9: Injektiranje

Injektiranje ima v modernem inženirstvu zelo širok razpon uporabe, kot so:

da zmanjšamo permeabilnost kamnine pod temelji in potem lahko kontroliramo

iztisnjeno vodo, ki se je nahajala pod temelji;

preprečimo erozijo pod temelji;

povečamo nosilnost temeljnih tal pod večjimi zgradbami in zmanjšamo

derformabilnost materiala v temeljih (konsolidacijsko injektiranje);

da povežemo različne strukturne elemente v homogeni zgradbi, tako da vtisnemo v

stik med dvema elementoma izbrano suspenzijo (uporaba predvsem pri saniranju

jezov);

popravimo nosilnost armature v zgradbah;


popravimo nosilnost sider;

za dvig stavb oziroma da jih horizontalno poravnamo;

za zapolnjevanje praznin med primarno podgradnjo in kamnino v tunelih

(kontaktno injektiranje);

za ojačanje in popravilo zgodovinsko pomembnih objektov;

za izgradnjo podvodnih betonskih nosilcev, tako da vtiskamo suspenzijo v prej

nasuti material in

uporaba injektiranja je še v mnogih drugih primerih.

Injektiranje se v osnovi deli na štiri bistvene sklope:

zapolnjevanje praznih prostorov v tleh;

kontaktno injektiranje;

kompaktno injektiranje;

konsolidacijsko injektiranje;

jet-grouting.

3.2.3.1 Zapolnjevanje praznih prostorov v tleh

Injekcijska masa oz. suspenzija se vtiska v tla tako dolgo, dokler niso zapolnjeni vsi prazni

prostori v tleh. To je doseženo takrat, ko se injekcijska masa pojavi na ustju predhodno

izvrtane vrtine ali ko se bistveno poveča pritisk na črpalki, s katero vtiskamo injekcijsko

maso v tla.

Slika 3.10: Zapolnjevanje praznin v tleh


3.2.3.2 Kompaktno injektiranje

Kompaktno injektiranje se večino uporablja za stabilizacijo tal pod objekti. Kljub temu se

še uporablja za stabiliziranje temeljev večjih objektov, vključujoč tudi mostove in tla pod

piloti. Vsem tipom zemljin se lahko izboljša nosilnost tal, vendar bo efektivnost

injektiranja odvisna od tipa zemljine in njene gostote.

Prednosti kompaktnega injektiranja:

minimalne motnje na strukture in obdajajoča tla med izvajanjem injektiranja;

kljub temu je pomembno, da napolnimo vse izvrtane vrtine v strukturi kot tudi v

njeni okolici. Oprema za injektiranje se lahko nahaja nekaj metrov od samega

delovišča, kamor štejemo mešalec, črpalko in vso ostalo potrebno opremo za

učinkovito injektiranje;

minimalni riziko med izvedbo;

izkopavanja, ki lahko ogrožajo stavbe oziroma njene obdajajoče zgradbe niso

nevarna za same delavce;

podpira lahko celotno zgradbo;

veliko zgradb stoji na slabih temeljnih tleh, ki jih je potrebno ojačati, prav tako

temelje pod stenami zgradbe. To lahko izvedemo tudi z mikro-piloti, vendar je to

bistveno lažje izvesti s kompaktnim injektiranjem. Injektiranje zminimira

posedanja tal pod zgradbami;

večja fleksibilnost;

talna voda nima vpliva na ta tip injektiranja;

podzemna voda nima bistvenega vpliva niti na vtiskanje injekcijske mase, niti ne na

učinkovitost injektiranja.

Slika 3.11: Primer kompaktnega injektiranja


Slabosti kompaktnega injektiranja:

relativno slaba učinkovitost injektiranja bližje površini;

(Slabo učinkovitost dosežemo takrat, ko je nadkritja zelo malo, kar pomeni, da v

zelo plitvih globinah ne dosegamo želenih rezultatov);

ta vrsta injektiranja je neučinkovita za bližnja nepodprta pobočja;

(Kadar zmanjšamo pritisk vtiskanja injekcijske mase, se lahko zgodi, da

neučinkovito utrdimo pobočja, ki se nahajajo v okolici vrtine, to pomeni da

injekcijska masa ne prodre horizontalno dlje od 3 metrov);

težko analiziranje rezultatov injektiranja;

nevarnost zapolnitve podzemnih vodov

(Kadar se injektira v bližini vodovodnih cevi, moramo to izvajati zelo previdno. To

ne predstavlja velik problem, če je prisotna stalna kontrola).

3.2.3.3 Kontaktno injektiranje

Kontaktno injektiranje je proces zapolnjevanja praznin med kamninami in betonskimi

strukturami. Torej namen kontaktnega injektiranja je torej zagotovitev potrebnega kontakta

med kamnino in določeno strukturo (kontakt med hribino in primarno podgradnjo v

tunelu). Kontaktno injektiranje se ne izvaja tam, kjer so prostori za oblogami širši od enega

metra. V teh primerih kontaktno injektiranje odpade. Če imamo praznine manjših dimenzij,

to je nekaj 10 centimetrov, se za zapolnjevanje le-teh uporablja cementna suspenzija. Če pa

imamo večje praznine, pa lahko v cementno suspenzijo dodajamo različne aditive, kot so

različni peski in podobno.

Izvedba kontaktnega injektiranja za zapolnjevanje praznin za primarno oblogo tunela

poteka po sledečem postopku. Injekcijske vrtine se zvrtajo do globine enega metra v

kamnino. Razmak med njimi naj bo od 1,5 metra do 3 metrov. Injektiranje se izvaja od

spodaj navzgor v pasovih od ene vrste odprtin do druge. Ko injektiramo suspenzija prelije

naslednjo vrtino v vertikalni smeri, se lahko injektiranje prestavi tudi v horizontalni smeri.

Črpalki morata biti nastavljeni tako, da tlak pri injektiranju ne preseže 10 barov pritiska,

kajti če se tlak poveča, lahko pride do poškodb primarne podloge tunela.


3.2.3.4 Konsolidacijsko injektiranje

Konsolidacijsko injektiranje zajema injektiranje bistveno debelejših plasti kot pa

kontaktno. Njegova uporabnost je velika, recimo pod temelji zgradb, v okolici tunelov, za

pilotnimi stenami in utrjevanje čela podzemnih izkopov. Njegov namen je vzpostaviti ali

izboljšati in homogenizirati hribino oz. zemljino, ki se je rahlo razrahljala, ko smo izvajali

izkop podzemnega prostora. Globina injektiranja je predvsem odvisna od tipa in strukture

zemljine.

Glavni namen tega injektiranja je zmanjšati deformabilnost kamnin, praznine v njih

morajo biti zapolnjene z injekcijsko maso. Kadar injektiramo pod temelji kakšnih zgradb,

je pomembno, da pazimo na moč pritiska, saj ta lahko poškoduje same temelje. Cementni

suspenziji moramo dovajati različne aditive, da suspenziji povečamo njeno permeabilnost

in lažjo pretočnost z vsebnostjo čim manj vode. Uporabljajo se iste injekcijske vrtine kot

pri kontaktnem injektiranju, le da jih poglobimo do takšne globine, kot je to potrebno.

Injekcijski pritisk je odvisen od velikosti praznin v kamninah in od tipa same kamnine. Če

imamo večji pritisk, lahko posledično dosežemo večjo stopnjo konsolidacije same

suspenzije. Pritisk je tudi omejen z debelino nadkritja, kar pomeni, če je nadkritja premalo,

se lahko suspenzija pojavi na površini. Če pride do dviganja površja, moramo tlak

vtiskanja zmanjšati. Gostejša suspenzija in nižji tlak sta tako primerna za injektiranje

bližje površju.

Če imamo v prazninah predhodno kakšen material, je treba le tega izprati. To izvedemo

tako, da v vsako drugo vrtino vtiskamo zmes vode in zraka pod pritiskom. Čiščenje je

končano takrat, ko iz sosednjih vrtin priteče čista voda.

Konsolidacijsko injektiranje v kamnini, ki se nahaja v okolici tunela, bi nanj povrnilo

prvotno deformacijsko stanje.


Slika 3.12: injektiranje pod temeljem

3.2.3.5 Jet-grouting

Pri jet–grouting tehnologiji z močnim pritiskom popolnoma razrežemo okolico vrtine do

potrebne globine. Sočasno z rezanjem hribine se okoli hribine vtiska injekcijska masa pod

pritiskom in tako nastane homogena zmes, ki se po določenem času strdi in doseže

določeno tlačno trdnost. Ta tehnologija se lahko izvaja v različnih kamninah oziroma

zemljinah. Zmes, katero vtiskamo skozi šobe na vrtalni glavi, je sestavljena iz vode,

cementa in pepela. Po potrebi se dodajajo različni aditivi. Bistvena prednost jet–groutinga

pred ostalimi tipi injektiranja je v tem, da jo lahko uporabljamo v finejših materialih s

premerom zrn manjših od 0,06 mm. S to tehnologijo lahko dosegamo premere pilotov do

300 centimetrov. Prepreke, na katere naletimo med izvajanjem (kosi drv, večji kamni),

lahko preprosto zalijemo z injekcijsko maso. Ta vrsta injektiranja nima ovir glede globine

pilotov, saj je največja dosežena globina pri izdelavi jet-grouting pilotov 70 m. Ta

tehnologija zahteva zelo visok tlak od 300 do 700 barov, injekcijsko maso pa vtiskamo s

hitrostjo 250 do 330 m/s. Velika hitrost injekcijske mase nam omogoča rušenje oz. rezanje

strukture tal in njeno mešanje z zemljino ali ostalimi kamninami.


Slika 3.13: Jet-grouting tehnologija

Slika 3.14: Stavba podprta z jet-grouting piloti


Slika 3.15: Zaščita gradbene jame in podpora temelja z jet-grouting piloti

Poznamo tri osnovne postopke izvedbe jet–grouting:

enosistemski način (injekcijska masa);

dvosistemski način (injekcijska masa + voda ali zrak);

trosistemski način (injekcijska masa + voda + zrak).

Vsi trije postopki so izvedeni po enakem principu. Najprej izvrtamo vrtino do želene

globine, na kateri se prične injektiranje. Ko izvrtamo vrtino na želeno globino, pričnemo z

vtiskanjem injekcijske mase. Sam postopek in hitrost pomika vrtalnega drogovja iz vrtine

nam narekuje potreba, kako velik oziroma debel jet-grouting pilot želimo doseči. Vtiskanje

injekcijske mase se izvaja tako dolgo, da je pilot izveden do nivoja tal, na katerem stoji

stroj. Pri izdelavi vrhnjega dela pilota prihaja do iztekanja večje količine injekcijske mase,

ki jo je potrebno na primeren način odstraniti.


Slika 3.16: Shematski prikaz postavitve enofluidnega sestava za izvedbo jet–groutinga

Enosistemski način

Enosistemski način je najbolj razširjen postopek jet-groutinga. Pri tem postopku

injekcijska masa služi za rušenje hribine in mešanje injekcijske mase z razrušeno hribino.

To je v načelu in-situ mešanje. Orientacija rotirajoče injekcijske mase je lahko vse od

vertikale in do horizontale. Za horizontalno injektiranje se vedno uporablja enosistemski

način, kajti če bi uporabljali dvo ali trosistemski način, bi na ustju vrtine iztekalo precej

več mase kot pa pri enosistemskem načinu.

Premeri pilotov, ki so doseženi s tem postopkom, so naslednji:

40–60 centimetrov v glini;

50–120 centimetrov v peskih.

Premer pilota je odvisen od moči vtiskanja injekcijske mase. Kritični element je

visokotlačna črpalka, saj mora imeti pretok cca. 60 do 220 l/min, tlak od 400 do 500 barov

in takšne pogoje mora zagotavljati kontinuirano 8 ur.

Pribor za vrtanje in injektiranje ima premer 90 - 110 milimetrov, debelino ostenja vrtalnega

drogovja pa 10 milimetrov. Vrtanje, ki se izvaja, je lahko rotacijsko, udarno rotacijsko ali

kombinacija rotacijskega vrtanja in izpiranja tla. Ko z vrtanjem dosežemo želeno globino,

se vklopi visokotlačna črpalka in prične se injektiranje s stalnim rotiranjem in dvigovanjem

celotnega pribora in tako prične nastajati pilot.


Slika 3.17: Enofazna tehnologija

Dvosistemski način

Sistemsko gledano je ta metoda popolnoma enaka kot pri enofluidnem sestavu. Razlika je

v tem, da zaradi prisotnosti zraka pride do povečanja premera pilota za 2 do 2,5 krat glede

na enofluidni sestav.

Povečani premer pilota je posledica sledečih točk:

1. Stisnjen zrak prereže cono med injekcijsko maso in podzemno vodo, tako se

injekcijska masa širi dvakrat hitreje, kot če ne bi bilo prisotnega zraka.

2. Razbita tla ne morejo priti nazaj v injekcijsko maso, kar zmanjšuje izgubljeno

energijo povzročeno s turbolenco.

3. Delci razbitih tal se pomikajo iz cone rezanja skozi mehurčke stisnjenega zraka

proti površini.

Pomanjkljivost te metode je, da ker stisnjen zrak ostane v tleh, je lahko izdelan pilot slabše

kvalitete kot pri enosistemskem načinu.

Oprema za to metodo je malce kompleksnejša kot pa pri enosistemskem načinu. Drogovje

mora imeti dve ostenji. Po notranji cevi se standardno pretaka injekcijska masa, prostor

med zunanjim ostenjem in notranjim pa se uporablja za pretok zraka. Ta prostor je širok

približno 5 mm. Pomembno je le, da je ta prostor vedno čist. Če vrtamo v večjih globinah,

je velika verjetnost, da se ta prostor za zrak zapolni z injekcijsko maso. Kajti globlje kot

smo, večja sila je potrebna za vrtanje in tudi zemeljski pritiski so večji.

Na istem principu deluje, če se kot druga komponenta uporablja voda.


Slika 3.18: Dvofazna tehnologija

Trosistemski način

Ta metoda je najzahtevnejša za izvedbo, saj imamo tu prisotne tri fluide: injekcijsko maso,

zrak in vodo. Pri tej metodi izperemo na površino bistveno več delcev tal, ki jih je potrebno

nadomestiti z ustrezno večjo količino injekcijske mase, tudi do 50%.

Premeri, ki jih lahko dosežemo, so: v glini do 150 cm, v peskih do 250 cm. To omogoča

izpiranje delcev proti površini in posebna injekcijska zmes.

Pomembno je, da sta iztok vode in zraka nad iztokom injekcijske mase. Kako so

razporejeni po notranjosti drogovja, ni določeno. Ponavadi se centralna cev uporablja za

injekcijsko maso, srednja za vodo in zunanja za zrak.

Slika 3.19: Trofazna tehnologija


3.2.4 Zagatne stene

Zagatne stene so ploskovne podporne konstrukcije, ki zaledno obremenitev s svojo

vpetostjo prenašajo v temeljna tla. Pri globokih gradbenih jamah se običajno uporabijo

betonske ali jeklene zagatne stene, nosilnost teh pa se lahko lokalo poveča z geotehničnimi

sidri in razporami.

Glede na material ločimo:

lesene zagatnice,

armirano-betonske zagatnice,

jeklene zagatnice,

kombinacija jeklenih nosilcev in lesenih polnil (H-beam).

Glede na izvedbo:

prefabricirani elementi zagatnih sten,

kombinacija montažnih in na mestu izdelanih elementov.

Glede na podpiranje:

razpiranje,

sidranje,

kombinacija vzdolžnih nosilcev in prečnih razpor,

kombinacija vzdolžnih nosilcev in sider.

3.2.4.1 Lesene zagatnice

Lesene zagatne stene uporabljamo za začasno opiranje v temeljnih tleh, kjer jih je mogoče

zabiti (pesek - gramoz, glina, ilovica …). Debelina lesenih zagatnic je od 6 do 30cm. Velja

pravilo, da je debelina zagatnice v (cm) dvakratnik dolžine v (m). Na primer, če imamo

dolžino L=14m, bi potem naj bila debelina zagatnice d=2x14=28cm. Širina lesenih

zagatnic je 25cm. Globina, do katere pa jih uporabljamo, pa je 15m. Material za lesene

zagatne stene je smreka, bor, macesen in hrast.

Plohe spodaj poševno prirežemo, da se pri zabijanju čvrsto pritisnejo na sosednji ploh.


Zabijamo jih istočasno, tako da najprej zabijemo do neke primerne globine (približno 2m)

prvi ploh, nato drugega in tako naprej. Tako zaporedno zabijamo plohe naprej. Do končne

globine zabijemo najprej krajna ploha ob vodilnih pilotih. Ko je stena zabita, pritrdimo

klešče s plohi s pomočjo vijakov.

3.2.4.2 Armirano betonske zagatnice

Kot pri lesenih zagatnih stenah zabijamo tudi armirano betonske zagatne stene s pomočjo

vodilnih pilotov in klešč. Zagatnice so lahko armirano betonske ali prednapete. Pomembno

je, da preteče med izdelavo pilotov in med zabijanjem dovolj časa, da beton postane dovolj

trden. Pomanjkljivost armirano betonskih zagatnih sten je, da so pri večjih dimenzijah

plohi zelo težki. Medtem ko pri lesu dosežemo dobro tesnitev, je to pri togem betonu

drugače. Zaradi tega pa se na armirano betonski zagatnici izdela polkrožna oblika utora, v

katero se zabije kol iz trdega lesa in se zalije z malto ali pa se injicira cementno mleko.

Zagatnice so izdelane iz betona, ki ima marko od MB40-MB60. Zaščitni sloj betona v

sladki vodi mora biti 3 cm, v slani pa 4 cm. Debelina AB zagatnic je od 12-50 cm, širina

40-50 cm. Možne so dolžine 6, 9, 12 in izjemoma 20 m.

3.2.4.3 Jeklene zagatnice

Jeklene zagatne stene se v praksi največ uporabljajo. Sorazmerno enostavno jih zabijamo

in izvlečemo (vibracijsko). So odporne na mehanske vplive ter uporabne večkrat (10x).

Posamezne elemente stikamo v nevtralni osi. Zaradi primerno urejenih stikov so stene zelo

tesne in nepropustne. Z njimi se precej lahko prebije ovire, kot so les, stare zidove, beton,

preperele skale.


Slika 3.20: Primer jeklenih zagatnic

Slika 3.21: Spoj dveh jeklenih zagatnic

3.2.4.4 Berlinske stene (H-BEAM)

Pod tem imenom razumemo podporne konstrukcije, ki so izvedene iz jeklenih H in I

profilov, nameščenih na določeni medsebojni razdalji (1 - 3 m). Prostor med njimi pa

običajno zapolnimo z lesenimi plohi. Konstrukcija je gibka, možno jo je sidrati.

Namenjena je predvsem začasnemu varovanju gradbenih jam.


Računamo jo podobno kot zagatno steno, le pod nivojem vpetja, kjer ni plohov, ne

moremo računati, kot da je stena kontinuirana. Za ta primer obstajajo posebne metode

izračuna (Wiessenbach).

Slika 3.22: Podporna konstrukcija iz jeklenih profilov in lesenih polnil

3.2.5 Varovanje brežin z brizganim betonom in pasivnimi sidri (soil nailing)

Varovanje brežin z brizganim betonom in pasivnimi sidri se največkrat uporablja pri

izgradnji objektov, predvsem začasnih objektov, kjer je nek majhen premik objekta z

zaledjem dovoljen. Najpogosteje se uporabljajo tako imenovana SN in IBO sidra. Razlika

je v tem, da se pri SN sidrih običajno v trdnejšo podlago izvrta luknja, v katero se natoči

cementna masa z nizkim vodocementnim faktorjem, nato pa se sidro vstavi v vrtino. Pri

IBO sidrih se na konici sidra uporabi samouvrtalno krono. Sidra so votla, kar omogoči, da

se po uvrtanju poinjektirajo. Temu sledi zaščita brežine z brizganim betonom, in ko ta

doseže zadostno trdnost, se na sidro nadene še podložna ploščica in matica.

Pasivna geotehnična sidra so sestavljena iz jeklene palice, podložne plošče in matice.

Jeklene palice so različnih premerov (najpogosteje 24 - 36 mm) in dolžine 4 m. V primeru,

da se za sidranje objekta potrebuje daljša sidra, se za spajanje uporabi spojni člen.

Pasivna sidra neposredno po sami vgradnji ne prevzamejo obtežbe. Ko pride do premika

sidranega objekta in se sila prenese na podložne plošče, ki so prvotno ukrivljene, se te

izravnajo ali pa upognejo v nasprotno smer. Sidro tako prevzame obtežbo – se aktivira.


Pasivna sidra so podvržena koroziji, zato se v primerih, kjer je predvidena njihova trajnost,

ta sidra različno protikorozijsko zaščitijo. Sidra se lahko ovijejo v različne PVC ovoje ali

pa se vse kovinske dele zaščiti s pocinkanjem ali kromiranjem.

Slika 3.23: Stena varovana z brizganim betonom in pasivnimi sidri

Slika 3.24: Soil nailing


3.2.6 Zagatni nasip

Gradbeno jamo v odprti vodi lahko zavarujemo tudi z zagatnimi nasipi. Pri

dimenzioniranju je potrebno upoštevati vplive vetra in valov ter zavarovanje zaključiti

30-50 cm nad najvišjim vodostajem. Zagotoviti moramo stabilnost nasipa kot celote,

stabilnost nosilnih temeljnih tal in lokalno stabilnost brežin nasipa.

Izbira vrste zagatnega nasipa je odvisna od višine vode ter lastnosti temeljnih tal.

Največkrat uporabljamo zemljinske zagatne nasipe ojačane z lesenimi, betonskimi ali

jeklenimi elementi. Zemljinske zagatne nasipe gradimo iz dobro nosilnih zemljin, ki

vsebujejo 30-50 % drobnozrnatih in malopropustnih zemljin. Izboljšanje nepropustnosti

lahko dosežemo tudi z glinastim jedrom, injektiranjem, zagatnimi stenami in tako dalje.

3.2.6.1 Zemeljski zagatni nasip

Zemeljski zagatni nasip so narejeni iz materiala, ki vsebuje 30-50 % finozrnatih vezljivih

zemljin. Pri tem moramo doseči kar največjo nepropustnost, da s tem preprečimo

pronicanje vode. Zato je potrebna kar najbolj efektivna komprimacija. Da je zagatni nasip

čim bolj nepropusten, zgradimo večinoma v njem gosto, nepropustno jedro iz ilovice,

gline, betona ali pa jekleno zagatno steno.

Če imamo opravka s tekočo vodo, moramo na vodni strani pobočje zavarovati pred

izpiranjem s fašinami, kamnitimi bloki, betonskimi ploščami in podobno. V primeru, da pri

dimenzioniranju višine zagatnega nasipa ne upoštevamo možne maksimalne vode, mora

tudi notranje pobočje nasipa biti izvršeno tako, da ga visoka voda pri poplavi ne bi

porušila. V zemeljskih nasipih moramo upoštevati vpliv pronicanja vode. Voda namreč

vstopa na vodni strani normalno na ploskev pobočja in izstopa na vznožju nasipa zopet

ven.


Slika 3.25: Osnovni elementi zemeljske pregrade

Slika 3.26: Zagatni nasip

3.2.6.2 Lesen zagatni nasip

Enostavni leseni zagatni nasipi se uporabljajo tam, kjer nimamo več kot 2,0 m višine vode

in kjer je les poceni material. Uporabni pa so le, če so tla taka, da dopuščajo zabijanje

opažnih plohov in pilotov. Izvedemo jih tako, da zabijemo leseno zagatno steno, ki jo

opremo z razporami, podolžnimi lesovi in piloti. Na vodni strani nasujemo koherentno,

malo propustno zemljino, ki jo dobro komprimiramo.


V primeru močnega toka ali učinkovanja valov moramo nasip zavarovati s fašinami,

prepleti ali podobno. Pri večjih globinah izvedemo lesene zagatne nasipe v obliki skrinje.

Slika 3.27: Lesen zagatni nasip

3.2.6.3 Betonski zagatni nasip

Betonski zagatni nasip se izvaja takrat, kadar so čvrste hribine (skale) tako blizu površine

tal, da sploh ni mogoče zabijanje zagatnih sten, plohov in pilotov.

Ob vodilnem odru spuščamo 4 m dolge, deloma že sestavljene okvirje, ki so sestavljeni iz

spodnjih podolžnih tramov in pokončnih plohov. Ko okvir leže na skalo, očistimo skalnata

tla in nahrapavimo površino. Nato se na približno 2 m izmenično navrtajo vrtine. V te

vrtine vstavimo votle jeklene cevi, ki jih eventuelno še zalijemo s cementno fino malto ali

mlekom. Okvir nato pritrdimo na te cevi in privijemo hkrati še zgornje podolžnike. Nato

pribijemo še ostale vertikalne plohe. V mirni vodi pa potem zabetoniramo steno.


Slika 3.28: Betonski zagatni nasip

3.2.6.4 Jeklen zagatni nasip

Jekleni zagatni nasipi so tesnejši in pogosto so tudi cenejši, ker jih lahko večkrat

uporabljamo. Prav tako so uporabni za večje vodne globine, torej kot jeklene zagatne stene.

Zlasti pripravni so, če želimo imeti v gradbeni jami prostor, ker so pri jeklenih zagatnih

nasipih razpore pri manjših globinah nepotrebne.

Izvesti je mogoče le eno jekleno zagatno steno z enostranskim ali obojestranskim nasipom.

Lahko pa izvedemo tudi skrinjaste zagatne nasipe, ki jih napolnimo ali z betonom ali z

zemeljskim materialom.

Slika 3.29: Jeklen zagatni nasip


Posebne oblike predstavljajo celični jekleni zagatni nasipi, pri katerih uporabljamo za

priključke specialne jeklene zagatne elemente. Od celičnih oblik poznamo razne variante,

predvsem cilindrične, segmentne in kvadratne. Za polnitev skrinjastih nasipov uporabljamo

navadno pesek ali prodec s kolikor mogoče veliko prostorninsko težo. Celični nasipi imajo

to prednost, da nudijo proti vdoru vode precej veliko sigurnost.

Slika 3.30: Celični zagatni nasip

3.2.6.5 Kombiniran zagatni nasip

Uporabljaj se predvsem tam, kjer se temeljna tla zelo menjavajo in kjer je možno izvesti

kombinacijo nasipov.

3.2.7 »Soil mix«

Soil mix je tehnologija, ki se uporablja za konstrukcijo pilotnih sten v primerih, kjer z

drugo tehnologijo ne bi mogli zagotoviti zahtevanih varnostnih navodil. Ta tehnologija

uporablja serijo svedrov, ki si sledijo cik-cak eden za drugim. Svedri so običajno premera

od 60 do 140 cm in dosežemo lahko globino do 13 m. Sklop pilotov je formiran v seriji od

2 do 4, svedre upravlja žerjav. Najprej zavrtamo vse svedre hkrati do želene globine, nato

skozi šobe, ki se nahajajo na konici svedrov pričnemo vtiskati pripravljeno suspenzijo.


Na samih svedrih se nahajajo lopatice, ki mešajo zemljino in suspenzijo, medtem ko

izvlečemo vse svedre hkrati. Kot končni produkt je pilot večjega premera, ki je odvisen od

premerov svedrov. Tako izdelani piloti imajo nizko permeabilnost in povečan strižni

odpor.

Slika 3.31: Shematski prikaz žerjava za izvedbo s »soil mix« tehnologijo

Slika 3.32: Stena izdelana z soil-mix metodo


Slika 3.33: Prikaz načina izvedbe pilotne stene s »soil mix« tehnologijo

3.2.8 Torkretirana stena

Način izvedbe torkretirane stene je v veliki meri odvisna od načina izkopa gradbene jame.

Pri izvedbe torkretiranja je pomembno, da se gradbena jama poglablja sočasno z

varovanjem ostenja gradbene jame s pomočjo torkreta.

Torkret se lahko nanaša direktno na ostenje hribine gradbene jame ali pa na predhodno

nameščeno armaturno mrežo. Namestitev armaturne mreže lahko izvedemo na več

načinov:

armaturna mreža se lahko namesti na predhodno vgrajena začasna sidra raznih

tipov;

armaturno mrežo se lahko namesti s pomočjo krajših armaturinih palic, ki se

vgrajujejo istočasno z nameščanjem armaturne mreže.

Torkret se lahko izvaja tudi na zemljino, ki je nezaščitena med dvema pilotoma.


Slika 3.34: Običajno zaporedje del pri varovanju vkopne brežine s pasivnimi sidri in

torkretom

Slika 3.35: Torkretirana stena


3.3 Sidra

3.3.1 Splošno

Geotehnična sidra predstavljajo specialen in zelo delikaten element v skupini geotehničnih

konstrukcij. Geotehnična sidra se nahajajo v temeljnih tleh, kjer so nedostopna in jih ni

mogoče direktno kontrolirati. So torej v zelo heterogenem, nikoli natančno poznanem in

praviloma vodo vsebujočem mediju, v katerem lahko krožijo agresivne snovi in blodeči

tokovi.

Ob upoštevanju rečenega, je pravzaprav potrebno veliko poguma, da predvidimo trajno

delujoča geotehnična sidra z uporabnimi silami od 500 do 1000 kN. Lahko govorimo celo

o predrznosti.

Geotehnično sidro je običajno sestavljeno iz prednapetega kabla. Prednapete elemente so v

gradbeništvo vpeljali šele v novejšem času, tj. pred dobrimi 65 leti. Uporaba prednapetih

geotehničnih sider pa je mlajša, ca. 25 do 30 let.

Danes se kot najpomembnejša geotehnična sidra smatrajo prednapeta sidra z linijskim

prenosom sile v sidrno osnovo, ki imajo jasno izraženo prosto dolžino sidra. Takšno sidro

predstavlja geostatični element, ki je sestavni del sklopa objekt – sidro – tla, v katerem so

vedno zelo zapletena stanja napetosti in deformacij. To se v glavnem nanaša na napetosti

in deformacije v kontaktu sidrnega cilindra in okoliške sidrne osnove.

Glede na to geotehnično sidro, v sestavi geotehničnih konstrukcij predstavlja nosilni

element, preko katerega se natezna sila s konstrukcije prenaša v sidrna tla. To je osnovna

naloga sidra.

3.3.2 Vrste geotehničnih sider

Geotehnična sidra lahko delimo na več načinov. Sidra so lahko glede na sestavne dele v

obliki samo ene palice - palična sidra ali v obliki več žic kot večvrvna oz. kabelska

geotehnična sidra.

Glede na to, v kakšnem materialu so sidrana, ločimo geotehnična sidra, sidrana v

hribini in geotehnična sidra, sidrana v zemljini.


Glede na karakter sidranja delimo geotehnična sidra na točkasta, linijska, ploskovna

in volumenska.

Glede na karakter delovanja delimo geotehnična sidra na pasivna in aktivna

(prednapeta) sidra.

Glede na način uporabe ločimo trajna, začasna, poizkusna in konstrukcijska

geotehnična sidra. Trajna sidra so tista, katerih življenjska doba mora biti enaka

življenjski dobi konstrukcije, ki je sidrana. Za začasna se smatrajo sidra, katerih

uporaba traja do 2 leti. Poizkusna sidra so posebno oblikovana in običajno

vgrajena. Na njih se izvedejo posebne preiskave, s katerimi dobimo osnove za

izbiro sidra in osnove za dolžino veznega dela sidra.

Slika 3.36: Trajno sidro

Slika 3.37: Začasno sidro


3.3.3 Sestava sidra

Da bi lahko dosegli želene efekte prednapenjanja, je nujno potrebno, da je sidro sestavljeno

iz naslednjih treh glavnih elementov :

veznega – sidrnega dela;

prostega dela in

sidrne glave.

Slika 3.38: Vezni del geotehničnega sidra

Vloga veznega (sidrnega) dela sidra je razumljiva in služi temu, da se sila s sidra prenese v

tla.

Vloga proste dolžine sidra If se zdi navidezno formalna in manj pomembna od veznega

dela sidra, kar pa je napačno, saj je pomen proste dolžine sidra večkraten. Zato je potrebno

določitvi dolžine prostega dela sidra posvetiti velikokrat več truda kot dolžini veznega dela

sidra. Bistvo prednapetih geotehničnih sider ima osnovo v pravilno analizirani in izbrani

prosti dolžini sidra.

Prosta dolžina sidra je odvisna od :

lastnosti polprostora;

od položaja porušnice, določene s stabilnostnimi analizami;

od teže zemeljske mase, ki se aktivira ob sidru za varen prenos sile;

od trdnosti hribine;

od dimenzije bloka na stiku, ki mora biti stabiliziran na svoji poziciji.


3.3.4 Način delovanja geotehničnih sider

Iz navedenega ni jasno razvidno, v čem je prednost prednapetih sider glede na t.i. pasivna

sidra. Razlogi prednapenjanja geotehničnih sider se v osnovi razlikujejo od razlogov,

zaradi katerih se izvaja napenjanje prednapetega betona. Tako se pri betonu z visoko

stopnjo prednapenjanja jeklenega kabla v betonski element vnašajo ustrezne tlačne

napetosti, da bi bile v eksploataciji konstrukcije "porabljene" za prevzem koristne natezne

sile brez nevarnosti nastanka nateznih razpok. Pri geotehničnih sidrih se prednapenjanje

prvenstveno izvaja z namenom, da se:

po potrebi trenutno aktivira in to s procesom samonapenjanja (zaradi spremembe

stanja deformacij v sistemu objekt – sidro – tla, iz katerega koli razloga);

preprečijo eventualni škodljivi (nezaželeni) pomiki sidranega objekta;

izvede kontrola uspešnosti izvedbe sidra (popolni ali enostavni napenjalni preizkus

geotehničnega sidra);

izzovejo ugodni vplivi vpenjanja med stenske bloke in fragmente oz. da se poveča

integriteta razpokanih skalnatih mas.

Način delovanja prednapetih geotehničnih sider najenostavneje razložimo na primeru

sidranega betonskega bloka, na katerega deluje vertikalna dvižna sila spremenljive

intenzitete.

S prednapenjanjem se doseže elastično podaljšanje sidra sc, ki je vedno znatno večje, kot je

posedek tal pod betonskim blokom sb. Če bi se npr. zaradi reoloških razlogov tla pod

blokom s časom posedla prav za sc, bi to pomenilo, da je sila prednapenjanja v sidru padla

na nič. Zato sledi sklep, da je potrebno težiti k temu, da je razmerje sc/sb čim večje. Glede

na to, da je pri sili Np posedek tal pod opazovanim betonskim blokom funkcija vrste tal,

kar pomeni, da se na velikost sb težko vpliva, nam preostane le, da vplivamo na vrednost

sc.

Po Hookovem zakonu dobimo :

EF

LNs f

pc

To pomeni, da bo vrednost sc pri določeni sili N tem večja, čim večja bo prosta dolžina

sidra in čim manjša bosta modul elastičnosti E in presek jekla.


Glede na to, da je za vse vrste jekla modul E v glavnem enak, ostane samo, da povečamo

Lf in zmanjšamo površino jekla F, če hočemo povečati sc. Površino jekla lahko zmanjšamo

z uporabo visoko vrednih jekel. Iz tega vidimo, da je prosta dolžina Lf važen del sidra, s

katerim vplivamo na velikost sc.

3.3.5 Prenos sidrne sile v temeljna tla

Nosilnost sidra je v največji meri odvisna prav od kvalitetnega vnosa napenjalne sile v

sidrna tla. To je eden od dveh največjih problemov, poleg kakovostne zaščite sidra, ki se

pojavijo pri tej vrsti konstrukcijskih elementov.

Nosilna temeljna tla, kamor sidramo geotehnično sidro, so lahko ali hribina ali zemljina.

3.3.5.1 Sidranje v hribinah

Velike sile s sidrnega dela sidra se prenašajo s cementno injektiranimi sidri v hribino.

Testiranja takšnih sider pokažejo v veznem delu sidra adhezijo v velikosti

5000 kN/m2. Pogoj, da je spoj s hribino nepomičen, omogoča prenos velikih sidrnih sil

v hribino. V ta namen se vrtina predhodno preizkusi na vodotesnost.

Če vrtina ni vodotesna, se izvede konsolidacijsko injektiranje vrtine. Nato se izvede

ponovno vrtanje in vstavljanje sidra. S tem se doseže zadostna varnost za prenos sil.

Različni pokazatelji kažejo različne možnosti prenosa sile v osnovno hribino. Glede na

različne lastnosti hribine in hrapavost, je možen prenos sile lahko ugotovljen le s

testnimi sidri, ki pokažejo, kakšno obremenitev hribina dejansko prenaša. Za teste se

vezna dolžina običajno skrajša za tretjino ali za razmerje s faktorjem varnosti. Sidro

pa se obremenjuje do porušitve. Porušitve so običajno ali na površini med jeklom in

cementnim obodom ali na površini med cementnim obodom in hribino.

3.3.5.2 Sidranje v zemljinah

Nosilnost sider v zemljinah je odvisna v glavnem od lastnosti zemljin in tehnologije

vgrajevanja veznega dela sidra. Najpomembnejši dejavnik, ki vpliva na nosilnost

sidra, je vezni del, ki je učinkovit z določenimi omejitvami.


S povečanjem pomikov veznega dela upada trenje po plašču. Naslednji dejavnik, ki

vpliva na nosilnost sider v zemljinah, je premer vrtine. Premer vrtine povečamo in s

tem se poveča trenje.

Vendar pa ima tak ukrep svoje meje, saj je povečanje vrtine potrebno izvesti po celotni

dolžini vrtine. To pa povzroči povečanje stroškov vrtanja.

Na nosilnost sidra v zemljinah vpliva tudi pravilno izvedena vrtina po celotni dolžini

veznega dela sidra.

Eden najboljših ukrepov in pokazateljev za dobro nosilnost takšnih sider je merjenje

povišanja pritiska pri injektiranju. Pogosto tudi v kohezivnih zemljinah zadošča

običajno enostavno injektiranje.

V zemljinah s slabimi fizikalnimi lastnostmi to ne zadošča, zato se v teh primerih

uporablja t.i. poinjektiranje. To pomeni ponovno injektiranje veznega dela sidra po

določenem času. Pri prvem injektiranju se pri kohezivnih zemljinah običajno zapolnijo

le razpoke v vrtini ali manjše kaverne.

To pa omogoča prenos sorazmerno nizke sile. S poinjektiranjem veznega dela sidra z

visokimi pritiski se povečajo radialne napetosti na stiku med injekcijsko maso in zemljino,

kar pomeni povečanje trenja po plašču sidra. Poleg tega pa se s tem oblikuje neregularna

oblika in površina sidra, ki zagotavlja boljši spoj sidra z okolico. Z večkratnim

poinjektiranjem se opisani efekt še izboljša.

3.3.6 Izdelava geotehničnih sider

Izdelava kompletnega geotehničnega sidra je sestavljena iz štirih glavnih operacij:

vrtanja vrtine;

sestavljanja in vstavljanja sidra;

injektiranja in

napenjanja.


Slika 3.39: Varovanje brežine s trajnimi prednapetimi geotehničnimi sidri

3.3.6.1 Vrtanje vrtin

Metoda vrtanja vrtin mora ustrezati vrsti zemljin in potrebnemu premeru vrtine. Pri vrtanju

je treba obvezno voditi dnevnik vrtanja. Vrtine je potrebno po zaključenem vrtanju zaščititi

pred eventualnim vpadom tujega materiala. V zemljinah s primesmi gline in v zemljinah

in hribinah, ki so nagnjene k hitremu preperevanju, je potrebno sidra takoj vgraditi v vrtine

in jih zainjektirati. Vrtine v skali je treba preiskati na vodonepropustnost. Po potrebi se

mora predvideti konsolidacijsko injektiranje ali drugi ukrepi. V peščenoprodnatih

materialih, kjer pride do zasipa, se vrtanje vrši z zaščitniki cevmi, ki omogočajo vgraditev

sider. Te cevi se istočasno z injektiranjem izvlečejo iz vrtine. Pri vrtanju je potrebno

preveriti pozicijo, naklon in dolžino vrtin.


3.3.6.2 Sestavljanje in vstavljanje sider

Sestavljanje sider mora biti izvedeno v tovarniških razmerah. Transport, skladiščenje in

vstavljanje sider do mesta vgrajevanja je potrebno organizirati tako, da ne pride do

škodljivih vplivov na funkcionalnost in učinkovitost antikorozijske zaščite. Vstavljanje

sider se lahko izvede ročno, z raznimi dvigali ali pa s posebnimi napravami za vstavljanje

sider.

3.3.6.3 Injektiranje

Injektiranje je postopek pri izdelavi sidra, s katerim se mora zagotoviti predvsem vnos sile

sidranja v veznem delu sidra na sidrno osnovo in zaščita sidra pred korozijo.

Injekcijske pritiske in količino injektiranja je treba prilagoditi oziroma izbrati v skladu z

geometrijskimi, geološkimi, hidrogeološkimi razmerami in tipu ter sestavi sidra.

Injektiranje je treba začeti na najglobljem koncu sidra, pri tem pa mora biti na nasprotnem

koncu zagotovljeno odzračevanje in iztok morebitne vode v vrtini.

Injekcijska masa v glavnem sestoji iz čistega portland cementa, dodatkov za reduciranje

vsebnosti vode. Vodocementni faktor je običajno od 0.36 do 0.44. Za poinjektiranje se

uporablja vodocementni faktor 0.5.

Za pravilno viskoznost koloidne mešanice se uporabljajo visoko turbulentni mešalci.

Injekcijska zmes se shranjuje v posebnih rezervoarjih z neprekinjenim mešanjem in

črpanjem. Za doseganje visokih pritiskov pri poinjektiranju se uporabljajo udarnobatne

črpalke.

Kakovost injekcijske snovi za tvorbo veznega dela sidra je treba prilagoditi sposobnostim

temeljnih tal za injektiranje. Če za injektiranje ne uporabimo cementne suspenzije, temveč

kakšno drugo snov, moramo dokazati njeno ustreznost glede vnašanja, antikorozijske

zaščite in trajnosti kot tudi glede mehanskih lastnosti. Injektiranje se običajno izvaja v

dveh delih: najprej injektiraje veznega dela sidra, po izvršenem napenjanju pa še

injektiranje prostega dela sidra.

Injektiranje je eden najpomembnejših postopkov pri izdelavi sider, zato se mora o vseh

postopkih pri njem in o sestavi injekcijske mešanice voditi zapisnik.


3.3.6.4 Napenjanje

Z napenjanjem visokovrednega jekla v sidrih dobi sidro tisto funkcijo, ki mu je namenjena.

Sidra lahko napenjamo, ko je injekcijska masa primarnega injektiranja dosegla predpisano

trdnost. Čas, po katerem se to lahko izvede, se določi na osnovi preiskav ali po navodilih

proizvajalca injekcijske malte.

Pred začetkom napenjanja sider mora vodstvo gradbišča določiti odgovorno osebo, ki bo

vodila celoten postopek napenjanja. Napenjanje je treba dosledno izvajati po elaboratu

napenjanja sider, ki ga je predpisal projektant.

Napenjanje se izvaja v smislu preiskave sider in v smislu preizkusa napenjanja. Prvo sluzi

dimenzioniranju sider, drugo pa v obliki popolnega napenjalnega preizkusa in v obliki

enostavnega napenjalnega preizkusa, služi presoji nosilnosti in prevzemu sider.

Slika 3.40: Spremljanje preiskave trajnega prednapetega geotehničnega suidra


3.3.7 Uporaba geotehničnih sider

Čeprav je uporaba geotehničnih sider v praksi relativno mlada, je precej razširjena. Vendar

pa naj velja splošni napotek, da se geotehnična sidra uporabijo samo takrat, ko so vse

druge možnosti bistveno slabše. Na primer, kadar bi lahko prišlo do porušitve konstrukcije,

ki jo je treba ohraniti, v primeru estetskih zahtev, znatno povečanih stroškov ali pa v

primeru, ko gradnje sploh ni mogoče izvesti brez sider. Nekatere konstrukcije si je težko

predstavljati brez uporabe sider. Tako se pri visokih pregradah formirajo ugodna

napetostna stanja v kritičnih conah. To je v predelih, kjer je potrebno varno sodelovanje

temeljnih tal in objekta ter za preprečevanje nezaželenih deformacij:

hidrotehničnih konstrukcijah zagotavlja splošna stabilnost objektov (vzgon, zdrs),

povezuje eventualna nadgradnja z obstoječim objektom, prevzamejo sile

hidromehanske opreme in zagotavlja stabilnost objektov pri potresni obtežbi;

globokih gradbenih jamah zaščitijo stene izkopa;

sanirajo nestabilna pobočja in plazovi;

sidrajo svodi pri izgradnji podzemnih prostorov, sidrajo oporniki premostitvenih

objektov, itd.

3.3.8 Zaščita geotehničnih sider

Sidra je treba projektirati in izvajati tako, da v vsej uporabni dobi sidranega objekta

izpolnjujejo svojo funkcijo. Sidra so skoraj vedno eksistenčnega pomena za objekt. Trajna

sidra morajo biti zato dolgoročno varni gradbeni elementi. Pri tem pa razumemo :

življenjska doba sider mora biti vsaj enaka življenjski dobi objekta;

stanje sider mora biti v vsakem trenutku preverljivo;

morebitno predčasno zatajitev sidra moramo v vsakem primeru pravočasno zaznati.

To pomeni, da mora čas zadoščati ne samo za evakuacijo ogroženih oseb, temveč

tudi za zamenjavo sider.

Velika večina do danes montiranih trajnih sider teh zahtev ne izpolnjuje, ali pa le deloma.

Res pa je tudi, da do sedaj ni bilo škod, vendar pa pri številnih sidranih objektih verjetnost

zatajitve ne moremo natančno izračunati, četudi je le-ta majhna. Tega se veliko investitor-

jev zaveda.


Nekateri premagajo ta problem s poklicnim optimizmom, vendar se pogosto dogodi, da

mnogi enostavno prepovedo uporabo trajnih sider. Če tem dvomljivcem ne želimo dati

prav, moramo trajna sidra verodostojno in prepričljivo izboljšati.

Dokler bodo sidra iz visokovrednih jekel, bo za dolgoročno varno sidro veljalo le takšno,

ki je popolnoma in trajno izolirano pred dostopom vode in čigar izoliranost in nosilnost

lahko v vsakem trenutku preverimo. Po spoznanju metalurgov so namreč visokovredna

jekla, ki so najprimernejši material za uporabo v sidranih konstrukcijah glede mehanskih

lastnosti, ogrožena od vsakega elektrolitskega procesa, ki poteka na površini, ne glede na

to ali igra sidro vlogo anode ali katode.

Ta razlika med visokovrednimi in običajnimi armaturnimi jekli ima za posledico, da

pocinkanje ali katodna zaščita kot ukrep antikorozijske zaščite pri geotehničnih sidrih

odpove. Pojav elektrolitskih procesov lahko preprečimo le z zadostno in trajno delujočo

izolacijo celotnega sidra proti dostopu vode. Ta zahtevni cilj danes v gradbeni praksi še ni

dosežen. Res pa je, da je bil v zadnjih letih v tej smeri, predvsem v Švici, narejen velik

napredek.

Jeklo ima to pomanjkljivost, da ima tendenco vrniti se na najnižjo obliko energije

železovih oksidov, kar omogoča proces korozije. Razpadanje jekla je lahko posledica

različnih vrst korozije. Višja je stopnja zlitine, bolj kompliciran je mehanizem korozije.

Običajno armaturno jeklo ali visokovredno jeklo, ki se uporabljata za sidra, sta podvržena

štirim tipom korozije :

površinska korozija – se razvije na nezaščiteni površini jekla pri zadostni

vlažnosti zraka;

točkovna korozija – je rezultat različnih potencialov na površini jekla. Kot

posledica anodne reakcije pospešeno nastajajo železovi ioni; prosti kloridovi

ioni so nevaren pospeševalec točkovne korozije;

napetostna korozija je fenomen visokih napetostnih stanj v jeklenih palicah.

Pogojena je z anodnimi reakcijami, ki ustvarjajo določene pogoje tudi za

vodikovo krhkost;

vodikova krhkost – je tip korozije, za katero je najpomembnejši pogoj že

predhodna obdelava železa; kovinski razpad ni povezan s predhodno

omenjenimi tipi korozije, ki so predmet anodne korozije.


Za jeklo za prednapenjanje, ki je nagnjeno k vodikovi krhkosti, predstavljajo reakcije v

kislih medijih, kjer se ioni vodika reducirajo in v elektrolitih brez kisika, ali v zelo

negativnih potencialih, kjer se razkroji tudi voda, direktno ogrožanje, saj se na površini

tvori atomarni vodik.

Posebno pozornost pri geotehničnih sidrih je potrebno posvetiti napetostni koroziji, kar se

je do sedaj dokaj zanemarjalo.

Pri tem je potrebno obravnavati t.i. lokalne napade korozije, do katerih pride, če se zaradi

vpliva kloridov izgubi alkalni cementi zaščitni sloj okrog jekla. Obravnavati je potrebno

tudi tvorbo makroelementa, ki karakterizira lokalno ločitev anodne in katodne delne

reakcije kot tudi blodeče tokove, ki so klasična oblika problematike pri progah z

enosmernim tokom.

Iz omenjenega sledi, da moramo, če želimo zagotoviti varnost, sidra in jekla za napenjanje

trajno zaščititi proti koroziji, saj lahko že najmanjše brazgotine delujejo kot zareze in

povzročijo napetostno korozijo. Poleg osnovnega znanja o ogroženosti je pomembna

tehnologija zaščite in možnost preverjanja predvidenih ukrepov. Antikorozijski zaščiti je

treba posvečati pozornost na vsakem koraku, pri transportu, vgrajevanju in med

obratovanjem.

3.3.9 Transport, skladiščenje, vgradnja

V tej fazi gre predvsem za preprečevanje lokalne korozije na napetih ali nenapetih, vendar

na neinjektiranih jeklih. Začasna zaščita, zavijanje v naoljen papir, transport v dobro

prezračevanih lesenih zabojih je razumljiva sama po sebi. Iz primerov poškodb je razvidno,

da je potrebno preprečiti tvorbo kondenzne vode. Torej jeklo za napenjanje ne sme biti

izpostavljeno temperaturnim nihanjem (sonce).

Jeklu za napenjanje je nevarna predvsem odvečna (preostala) voda iz betona, ki se nahaja v

zaščitni cevi, in ki vsebuje kloride in sulfate. Zato jo je potrebno po betoniranju odstraniti

(npr. z izpihovanjem). Na splošno pa velja, da naj bodo prednapeta jekla v ceveh čim manj

časa neinjektirana, da se ogroženost zaradi kondenzne vode zmanjša na minimum.


3.3.10 Faza uporabe

Osnovna antikorozijska zaščita napenjalnih jekel je zagotovljena z alkalnim okoljem

injekcijske malte. Predpostavka za to je popolno injektiranje brez praznin in posebna

kontrola le-tega med samim postopkom injektiranja. V injekcijski masi ne sme biti

dodatkov, ki bi pospeševali korozijo. Druga korozijska bariera je zaščitna cev. Plastične

cevi so boljše od kovinskih. Najvažnejša korozijska bariera pa je betonska prevleka, ki

mora biti – ali kot pri navadni armaturi ali dovolj debela. Pri betonski prevleki se ne smejo

uporabljati betonsko – tehnološki ukrepi za doseganje visokovrednega betona.

Vsi današnji sistemi trajnih sider imajo "dvojno antikorozijsko zaščito". Načelno vsebuje ta

koncept zunanjo zaščito s pomočjo plastične cevi (polietilen) na vsej dolžini in notranjo

zaščito posameznih pramenov z injekcijsko malto ali na prosti dolžini z antikorozijsko

mastjo. Najvažnejša zahteva je vodotesna plastična zaščitna cev (iz trdega polietilena), ki

preprečuje dostop vode v sidro. Vodotesna zaščitna cev zagotavlja istočasno zaščito proti

blodečim tokovom. Makroelemente lahko preprečimo samo z izolacijo sidra od armature

objekta. Načela antikorozijske zaščite sider in prednapetih kablov so:

preprečiti dostop agresivnega medija (vode);

preprečiti električni kontakt z objektom;

zagotoviti možnost kontrole.

Standard SIA 191, ki ga (največkrat) s pridom uporabljajo projektanti pri nas, in ki je izšel

leta 1977, je dokaj nemočno obravnaval problem antikorozijske zaščite. Sicer je zahteval

učinkovito in zanesljivo antikorozijsko zaščito, kot edini konkreten ukrep pa je navajal le

obdajanje sidrnega dela z 20 mm injekcijske mase. Vsi drugi ukrepi so bili prepuščeni

izvajalcem. Projektanti in izvajalci so kmalu po izidu tega standarda razvili ovijanje vezne

dolžine sidra z rebrastimi plastičnimi cevmi. To je bil odločilen korak v smeri zanesljive

antikorozijske zaščite. Pod psihološko ugodno delujočim pojmom "dvojna antikorozijska

zaščita" je ta sistem sider hitro našel svoje mesto v praksi tudi pri nas in postal standard za

trajna geotehnična sidra. S tem se je problem zdel rešen.

Vendar pa so raziskave na izvedenih sidrih z meritvami električnega upora pokazale, da

imajo sidrni sistemi z dvojno antikorozijsko zaščito znatne konstruktivne pomanjkljivosti.


Poleg pogostih poškodb polietilenske zaščite cevi zaradi brezvestnega ravnanja na

gradbišču pogosto pride do poškodb te cevi zaradi prevelikih deformacij vezne dolžine

sidra pri preizkusih napenjanja.

Pri tem pa je treba upoštevati, da ena sama poškodba plastične ovojne cevi lahko pripelje

do tega, da sidro postane makroelement z ustreznim električnim tokom. Intenziteta

električnega toka je odvisna od potencialne razlike med sidrno glavo, ki je električno

povezana z objektom in temeljnimi tlemi v območju poškodovanega mesta. Morebitni

blodeči tokovi na takšnem mestu znatno povečajo električni tok skozi sidro. Na poško-

dovanem mestu se nahaja koncentriran vstop in izstop toka, kar lahko na sidrnem jeklu

pripelje do izgubljanja materiala ali do vodikove krhkosti.

Med teorijo dvojne antikorozijske zaščite in gradbeno prakso obstaja torej velika vrzel.

Potrebno je bilo ogromno dela, veliko preizkusov in meritev kot tudi preverjanj delovnih

postopkov in vseh konstruktivnih kritičnih mest, preden se je navidezno nepremostljiva

razlika med teorijo in prakso izničila. Rezultati tega se kažejo v novih priporočilih SIA 191

iz leta 1996, ki so prevedena kot priloga tem smernicam za geotehnična sidra.

Ta novi standard opušča pojem dvojne antikorozijske zaščite. Sidra morajo imeti zunanji

zaščitni ovoj iz trdega polietilena, ki se mora nahajati na celotni dolžini prednapetega

kabla. Ta zaščitni ovoj se med transportom, vgradnjo in injektiranjem ne sme poškodovati.

Za zanesljivo ločitev sidrne glave od armature objekta je treba med sidrno ploščo sidra in

sidrani objekt vgraditi izolacijsko ploščo. Ta ukrep poviša upor sidra proti vstopu

električnega toka in istočasno preprečuje pretok makroelementnih tokov v armaturi

sidranega objekta prečno skozi sidro v območju sidrne glave. Povezava med sidrnim

tulcem in zaščitno ovojno cevjo mora biti vodotesna. Votel prostor med sidranim objektom

in sidrnim tulcem pa mora biti injektiran. Nezabetonirane sidrne glave kontrolnih in

merilnih sider je potrebno prekriti s kapami. Te kape pa ne smejo biti pocinkane, ampak

antikorzijsko zaščitene s premazi, ki so do jekla električno nevtralni.


3.3.11 Vzdrževanje sider

Skladno s pravilnikom o podrobnejši vsebini tehnične dokumentacije, zahtevami

investitorja in obnašanjem dobrega gospodarja, je potrebno v projektu za izvedbo izdelati

poglavje "vzdrževanje objekta". V tem poglavju je treba pri sidranih konstrukcijah

posebno pozornost posvetiti geotehničnim sidrom. S tem elaboratom je lastnik objekta

obveščen o dejavnostih, ki so nadalje v njegovi pristojnosti. Potrebno je izdelati plan

nadziranja in plan vzdrževanja. V planu nadziranja je potrebno opisati vrsto, položaj in

število obstoječih merilnih naprav za nadziranje sidrnih sil, pomikov in deformacij

temeljnih tal in objekta, vodostaj itd. Navesti je treba natančnost uporabljenih merilnih

naprav. Za nadziranje je treba predložiti program meritev, ki upoštevajo vpliv mogočih

ogrožanj objekta.

V planu vzdrževanja se opišejo vse dejavnosti, ki so običajne pri teh delih, dodatno pa še

vzdrževanje merilnih naprav po navodilih proizvajalca, obnavljanje antikorozijske zaščite

glav, vključno s sidrnimi ploščami in obnavljanje tesnil in zaščitnih premazov na kapah

zaščitnih sider.

3.4 Osuševanje gradbene jame

Kadar gradbena jama sega pod nivo talne vode, moramo nivo vzdrževati pod dnom

gradbene jame. Znižanje nivoja talne vode v gradbeni jami dosežemo z nepropustnimi

zagatnimi stenami, direktnim črpanjem vode, injektiranjem, yet-groutingom ali tudi z

znižanjem nivoja talne vode na širšem območju gradbene jame. Poznamo neposredno in

posredno osuševanje gradbene jame.


Slika 3.41: Črpanje vode iz gradbene jame

3.4.1 Neposredno osuševanje gradbene jame

Črpanje talne vode iz gradbene jame je uporabno le pri majhnih vodnih dotokih.

Pri črpanju vode iz gradbene jame izdelamo na dnu jame zbirne jarke, kamor položimo

sesalni koš črpalke. Te jarke moramo primerno zavarovati, če traja delo dalj časa in če bi

zaradi tega bila nevarnost, da se stene jarkov zrušijo. To izvedemo z opiranjem ali z

zapolnitvijo jarkov z grobim prodcem (drenaža). Jama, v kateri se nahaja sesalni koš, naj

bo tako velika, da je dovolj prostora, če se pojavijo motnje na košu.

Črpalka mora biti dovolj močna, da zagotavlja zadostno odvajanje vode, da je sposobnost

odvajanja večja od predvidenega dotekanja. Priporočljivo je, da nimamo samo ene črpalke,

ampak da imamo več manjših črpalk in rezervne črpalke, predvsem pri večjih gradbenih

jamah, da ne pride do izpada črpalk.

Slika 3.42: Črpanje v gradbeni jami


3.4.2 Posredno osuševanje gradbene jame

Metoda znižanja nivoja talne vode na širšem območju gradbene jame je uporabna zlasti pri

bolj propustnih tleh in velikih dotokih talne vode. Na obrobju gradbene jame izdelamo

sistem črpalnih vodnjakov, iz katerih nato izčrpamo vodo z globinskimi črpalkami.

Pomembno je raziskati teren in proučiti, da ni z znižanjem podtalnice ogrožen kakšen

sosednji objekt.

Glavne prednosti znižanja podtalnice so:

odpadejo zagatna zavarovanja ali pa se znatno zmanjšajo,

zmanjša oziroma oslabi se vodni pritisk.

Slika 3.43: Črpanje v zaledju s skupino vodnjakov


4 PRAKTIČEN PRIMER

4.1 Uvod

Ker poraba električne energije v Sloveniji raste, se rabijo nove zmogljivosti za proizvodno

elektrike. Z odlogom gradnje elektrarn bi Slovenija kmalu postala v veliki meri odvisna od

uvoza električne energije, kar bi zmanjšalo njeno pogajalsko moč v tržnem prostoru. Zato

velja izkoristiti energetski potencial reke Save, ki ima ustrezen pretok in padec. Boljša

izkoriščenost obnovljivega in cenovno ugodnega vira energije je nacionalnega pomena, saj

povečuje samostojnost, zanesljivost, varnost in konkurenčnost slovenskega

elektroenergetskega sistema. Zaradi spodnjesavskih hidroelektrarn bo manjša odvisnost od

zunanjih virov, kar bo pripomoglo tudi k ugodnejšemu gibanju cen električne energije. Več

se je bo proizvedlo doma, manj je bo potrebno kupovati v tujini.

V Sloveniji letno izkoristimo le 43 odstotkov potenciala obnovljivih vodnih virov kot

najčistejšega vira za pridobivanje električne energije. Dosedanja skupna moč slovenskih

hidroelektrarn znaša 819 megavatnih ur, s spodnjesavskimi hidroelektrarnami pa se bo

proizvedlo kar 720 gigavatnih ur električne energije s skupno močjo 187 megavatnih ur,

kar je 21 odstotkov celotne proizvodnje slovenskih hidroelektrarn in predvidoma šest

odstotkov celotne slovenske porabe.


Slika 4.1: Hidroelektrarna na spodnji Savi

Posavje je poplavna regija, ki je iskala ustrezne rešitve pred poplavami. Kombinacija

izgradnje hidroelektrarn in zaščite pred poplavami se je pokazala kot ekonomsko smiselna,

zato se hkrati z izgradnjo elektrarn rešuje tudi poplavna varnost urbanih središč, kot sta

Sevnica in Krško ter infrastruktura. Poplavna ogroženost Posavja bo po izgradnji

hidroelektrarn torej bistveno manjša.

Projekt gradnje spodnjesavskih elektrarn odpira številne možnosti ne le na nacionalni,

ampak tudi na regionalni oziroma lokalni ravni. Z lokalnega vidika predstavljajo

hidroelektrarne okolju neškodljive objekte z dolgo življenjsko dobo, ob njihovi gradnji se

bo uredil vodotok Save in izboljšal izkoristek ugodnega vira električne energije, del

prihodka od koncesijske dajatve se bo lahko namenil izvajanju razvojnih programov,

prostor se bo racionalno izrabil, zagotovila se bodo nova delovna mesta. Ob gradnji

elektrarn se bodo uredile ceste, kanalizacije, vodovodi in okolica reke Save. Izgradnja

verige petih novih hidroelektrarn na spodnji Savi je največji energetski projekt v Sloveniji,

njegov nosilec pa je Holding Slovenske elektrarne. Hidroelektrarne Boštanj, Blanca,

Krško, Brežice in Mokrice bodo več kot podvojile proizvodnjo električne energije na Savi,

proizvedle bodo 21 odstotkov elektrike iz slovenskih hidroelektrarn.


Slika 4.2: Turbina hidroelektrarne

Hidroelektrana Krško

HE Krško je četrta hidroelektrarna v verigi šestih HE na spodnji Savi. Je pretočno

akumulacijskega tipa z nameščenimi tremi agregati z instaliranim pretokom 500 m3/s, s

petimi pretočnimi polji s prelivno zmogljivostjo 4.600 m3/s ter povprečno letno

proizvodnjo 144 GWh. Predvidena je polna avtomatizacija elektrarne in obratovanje brez

posadke ter daljinsko vodenje iz centra vodenja.

Slika 4.3: Gradbišče HE Krško


Preglednica 4.1: Tehnični podatki HE Krško

Srednji letni pretok 230.4 m3/s

Q100 3290 m3/s

Prostornina akumulacije 6.309.000 m3

Koristna prostornina bazena 1.178.000 m3

Največja dovoljena denivelacija 1 m

Nazivni neto padec 8.8 m

Število prelivnih polj 5

Srednja letna proizvodnja 160 GWh

Število agregatov 3

Tip turbine vertikalna dvojno regulirana Kaplanova turbina

Nazivna moč turbine 12,59 MW

Instalirani pretok 500 m3/s

Nazivni pretok skozi turbino 166.7 m3/s

4.2 Splošno

Za potrebe izgradnje strojnice HE Krško bomo podrobneje opisali postopek izgradnje

gradbene jame II, ki sega pod nivo gladine in dno reke Save. Gradbena jama II se formira

na desnem bregu Save, na območju obstoječe glavne struge. Pred visokimi vodami Save do

pretoka Q20 (verjetnost nastopa je 5%) se proti Savi zaščiti po vrstnem redu v smeri toka

Save z naslednjimi odseki:

gorvodna nasuta pregrada,

del obstoječega vodnjaškega zaščitnega zidu,

gorvodna ločna pregrada,


dolvodna ločna pregrada,

del obstoječega vodnjaškega zaščitnega zidu,

dolvodna nasuta pregrada.

Slika 4.4: Gradbena jama II HE Krško

4.3 Geološke in geomehanske razmere

Širše območje predvidene pregrade je v celoti zgrajeno iz zgornje triasnega dolomita, ki ga

pokrivajo različni kvartarni litološki členi. Dolomit je praviloma plastovit, vendar zaradi

močne pretrtosti plastovitost pogosto ni opazna. Porušene cone se pojavljajo na območjih

večjih prelomov. Na območju pregrade večji prelomi niso bili ugotovljeni, se pa pojavljajo

številni manjši prelomi, predvsem v smeri severovzhod-jugozahod, severozahod-

jugovzhod in sever-jug, ki so zaradi pokritosti terena opazni predvsem na desnem bregu,

na levem pa jih je mogoče predpostaviti na osnovi geomorfoloških znakov. Kamnina je

zato pogosto močno pretrta in milonitizirana, kar je bilo potrjeno z vrtanjem in

geofizikalnimi preiskavami.


Geofizikalne preiskave so pokazale, da preko območja predvidene strojnice in prelivnih

polj potekata dva preloma balatonske smeri in dva preloma smeri sever-jug, od katerih je

eden po ugotovitvah preiskav najverjetneje dominantna struktura na preiskanem območju.

Ob prelomih je dolomit zdrobljen v pasu širine do 1 m, zaradi močne zdrobljenosti je

lahko prišlo tudi do pojava karstifikacije.

Zaradi križanja prelomov na območju objekta je tu kamnina močno pretrta, vpliv sega do

globine 20 do 30 m, kar je bilo potrjeno tudi z vrtinami.

Na preiskanem območju je bilo določenih 5 značilnih plasti. Povsem na vrhu se pojavi

rečni sediment, ki smo jih ločili na dve značilni plasti, in sicer melje in prode. Kot posebna

plast so bili izdvojeni meljasto-glinasti pobočni grušči, ki se pojavljajo na desnem bregu v

območju predvidene ceste. V odvisnosti od pretrtosti smo razdelili dolomite v dve skupini,

in sicer na močno pretrte in delno pretrte dolomite.

Ugotovljeno je, da se bo pri odkopu zgornjega dela natočnega dela pojavljala

od 2.3 do 3.8 m debela plast melja, mestoma pa se na površju nahaja dolomit. Pod meljem

se pojavlja različno pretrt dolomit, pri čemer prevladuje delno pretrt dolomit.

V odtočnem delu je na površju odložena do 4 m debela plast melja, pod katero leži plast

proda debeline 2 - 6 m, podlago pa predstavlja dolomit.

Na območju pogonskih objektov se v zgornjem delu pojavlja 3 m debela plast melja, pod

njo pa leži 16 m debela plast močno pretrtega in milonitiziranega dolomita.

Na mestu 4. in 5. prelivnega polja seka pregradni profil plitev lokalni prelom. Zaradi

posledično slabših karakteristik hribine, predvsem njene večje prepustnosti, je na tem

območju predvideno globlje kontaktno injektiranje.


4.4 Postopek in tehnična izvedba ograditve gradbene jame

4.4.1 Gorvodna nasuta pregrada

Gorvodna nasuta pregrada nima povsem klasične oblike, ker je njena funkcija dvojna:

Njen spodnji (temeljni) del do kote 154.60 m n.m. ima trajen značaj, ker predstavlja

začetek natočnega praga pred strojnico HE Krško. Bistven element tega praga je

trajna jet-grouting utrditev, ki nadomešča prvotno predvideno zaščito v obliki

betonskih vodnjakov. Ta del jet-groutinga mora biti zelo kakovostno izveden, ker

bo po zaključku del ostal v strugi Save kot vertikalni začetek natočnega praga.

Zgornji del nad koto 154.60 m n.m. je začasna konstrukcija s centralno jet-grouting

tesnitvijo za čas izvedbe del v gradbeni jami II .

Gorvodno nasuto pregrado sestavljajo trije osnovni elementi:

temeljni del do kote 154.60;

glavno telo pregrade s krono na koti 162.70;

vezni del med glavnim telesom pregrade in obstoječo vodnjaško steno.

Slika 4.5: Levo zgoraj gorvodna nasuta pregrada


4.4.1.1 Temeljni del

Temeljni del gorvodne nasute pregrade je prva faza gradnje, ki se izvede ob preusmeritvi.

Preusmeritev se začne z nasipanjem skalometne pete v tekočo vodo, s čimer se zagotovi

preusmeritev toka na prelivna polja. Po preusmeritvi se nasuje preostali del platoja na koti

154.60 nasutje mora biti vsaj 0.5 m nad gladino preusmerjene Save, v okviru možnosti se

sproti izvaja komprimacija. Med skalometno peto in nasutjem se predlaga polaganje

nepropustne folije, ki bi v največji možni meri zmanjšala strujanje skozi nasutje. Če

strujanje ne bo omejeno oziroma eliminirano, bo namreč kvaliteta izvedbe jet-grouting

utrditve zelo vprašljiva.

Sledi izvedba trajne jet-grouting utrditve v pasu najmanj 3 m, ki se izvede z rastrom

pilotov 0.60.6 m. Najprej se pilotiranje izvaja v osi tesnitve, nato gorvodno z zamikom

pilotov za polovico medsebojne razdalje, nato dolvodno od osi z enakim zamikom ter nato

izmenično spet z linijami gorvodno in dolvodno od osi, do doseganja širine pasu tesnitve

3 m.

Vzporedno z izvedbo trajne jet-grouting utrditve ali za njo se izvaja prva faza tesnitve

glavnega telesa gorvodne nasute pregrade. Izvede se enoredna zavesa z medsebojno

razdaljo pilotov 0.6 m, ki sega 1 m v matično dolomitno podlago.

4.4.1.2 Glavno telo pregrade

Glavno telo nasute skalometne pregrade ima naklon zunanje brežine in zgornjega dela

notranje brežine 1:1.8, širino krone 4 m in se izvaja do končne kote 162.70 s sprotno

komprimacijo. Na notranji strani pregrade se izvede ena od dveh dostopnih cest v gradbeno

jamo, širina ceste je 8m. Brežina pod cesto ima naklon 1:1.5. Celotna suha stran pregrade

je za primer nekontroliranega poplavljanja gradbene jame zaščitena s skalometno oblogo

(premer kamnov je 30 cm). Glavno telo pregrade se tesni v osi z jet-grouting zaveso, ki

sega 1 m v matično dolomitno podlago.


4.4.1.3 Vezni del

Vezni del gorvodne zaščite gradbene jame II se v začetni fazi izvede kot kombinacija

nasute pregrade in betonske konzolne stene v dolžini 37 m. Konzolna stena je vpeta v

betonsko temeljno ploskev, ki je temeljena na 6 m širokem pasu jet-grouting utrditve.

Betonska plošča je na vodni strani tudi sidrana s sidri 900 kN, dolžine 10 m ter z

medsebojno razdaljo sider 2 m.

Jet-grouting pasovna utrditev veznega dela v širini 6 m nadomešča prvotno predvidene

vodnjake in se izvede kot večredna zavesa z izmeničnim injektiranjem gorvodno in

dolvodno od osi zaščitne pregrade. Utrjeni del sega 1 m v matično dolomitno podlago. Po

potrebi se po izvedbi jet-grouting utrditve še dodatno kontaktno injektira dolomitna hribina

v primeru, da bi se naletelo na razpoke ali močneje pretrte cone.

V zaključni fazi izvedbe veznega dela gorvodne nasute pregrade se material na vodni strani

veznega dela odstrani, tako da zaščito pred Savo tvorita jet-grouting utrditev (v spodnjem

delu) in konzolna stena (v zgornjem delu).

4.4.2 Gorvodni in dolvodni del obstoječega zidu

Na gorvodnem delu gradbene jame II se v celoti ohranijo štirje vodnjaki iz faze gradnje v

gradbeni jami I, in sicer vodnjaki številka 4, 5, 6 in 7. Analogno se na dolvodnem delu

gradbene jame II ohrani sedem vodnjakov številka 13 do 19. Za namen gradbene jame II se

pri tem aktivirajo sidra na levi strani konzolne stene, ki so sicer že vgrajena. Sidra na desni

strani konzolne stene, ki vršijo funkcijo v času gradbene jame I, se za tem obvezno

sprostijo.

Gorvodno od vodnjaka 4 se za čas izvedbe začetne faze veznega dela ohrani tudi vodnjak

številka 3, ki se ga v zaključni fazi odstrani, da ne predstavlja dodatne ovire v toku.

Odstranitev je nujna v celoti, ker bi sicer v času obratovanja hidro elektrarne bistveno

vplival na natočne razmere na strojnico.

Dolvodno od vodnjaka 19 se za čas izvedbe gradbene jame II deloma ohranita še vodnjaka

20 in 21, ki se ju po zaključku izvedbe dolvodne nasute pregrade odreže na ustreznih kotah

glede na padec brežine na mokri strani pregrade.


Za praznjenje oziroma polnjenje gradbene jame (ob kontroliranem zalivanju) se med

vodnjakoma 16 in 17 ohranita oba cevna izpusta premera 600 mm, pri čemer se zasuna

prestavita na drugo stran vodnjaškega zidu. Izvajalec mora zagotoviti antikorozijsko

zaščito zasunov ter po potrebi opraviti remont in zamenjati poškodovane dele.

Slika 4.6: Gorvodni in dolvodni del obstoječega zidu

4.4.3 Gorvodna in dolvodna ločna pregrada

V sklopu zaščite gradbene jame II HE Krško je predvidena izvedba dveh začasnih ločnih

pregrad maksimalne višine 10.70 m. Kot kota krone gorvodne pregrade je predvidena na

višini 162.30 m oziroma dolvodne na 161.00 m, kar je kota, ki zagotavlja varnost na

dvajset letno visoko vodo.

Pregrade so temeljene na naravnem terenu (dno Save približno 151.00 m) in so nearmirane

betonske konstrukcije. Pregrade so v dnu debeline 90 cm ter se tanjšajo proti vrhu v treh

stopnicah po 20 cm, do širine do 30 cm v kroni.


V pregrado so vgrajene PVC cevi za miniranje, za fazo odstranitve objekta. Raster cevi je

pogojen z zahtevo, da posamezni razminirani kosi niso večji kot 1 m3. Napetosti v pregradi

ne presegajo 2 MPa, kar pomeni da za izvedbo lokov zadostuje beton kvalitete C 20/25.

Ker se pregrade delno opirajo tudi na obstoječi vodnjaški zid (gradbene jame I), ki ni

projektiran za dodatno obtežbo boka ločne pregrade, se v ozadju vodnjakov (znotraj

gradbene jame II) izvedejo podporne konstrukcije trikotne oblike ter širine 1 m. Podporne

konstrukcije so armirane le v temelju in s sidri RA Ø20 povezane z vodnjaško steno.

Za ločno pregrado je potrebno pripraviti ležišča v vodnjaški steni, in sicer tako, da je

prenos obtežbe na steno pravokoten. Podobno je treba pripraviti tudi ležišča za podporne

trikotne konstrukcije. Pomembno je, da temelj ni povezan z lokom z armaturo ali da kako

drugače ovira pomike, ki se bodo neizogibno dogajali ob višanju gladine. Potrebno pa je

seveda zagotoviti vodotesnost stikov.

4.4.4 Dolvodna nasuta pregrada

Dolvodna nasuta pregrada je enako kot gorvodna zgrajena v obstoječi strugi Save. Os

nasipa poteka od vodnjaka 19 proti desnemu bregu Save. Kota krone je 161.50 m, naklon

brežin je nad koto 155.00 m enak 1:1.8 , pod to kota pa 1:1.5. Na notranji strani pregrade je

dolvodna dostopna rampa (dostop 2) v gradbeno jamo.

Pretežni del nasipa (nad 154.50 m za pretoke blizu Qsr) bo grajen nad vodno gladino in

temeljen na predhodno nasutem spodnjem delu iz proda oziroma v obrežnem delu že na

dolomitni hribini. Nad vodno gladino se nasip vgrajuje v plasteh do največje

debeline 50 cm. Del nasipa nad vodno gladino Qsr je zaščiten z skalometno oblogo

premera 30 cm na vodni in suhi strani.

Na območju pod gladino Save (približno 154.50 m za pretoke Qsr) kontrolirano vgrajevanje

nasipa ne bo možno, vendar se bo material vgrajeval v mirno vodo in v zatišni legi za

vodnjaškim zidom, zato niso predvideni posebni ukrepi za preusmerjanje toka

(preusmerjevalni nasip oziroma skalometna peta).

Material za izvedbo nasipa je treba pridobiti od izkopov za gradbeno jamo I oziroma iz

predhodno porušene dolvodne nasute pregrade gradbene jame I.


V telo nasipa se lahko vgrajuje tudi razminirana hribina, vendar mora biti v centralnem

delu nasipa material z ustrezno granulometrijo, ki omogoča izvedbo tesnilne zavese,

predvidoma po sistemu jet-grouting.

V primeru vgrajevanja razminiranega materiala je potrebno temu primerno prilagoditi

tehnologijo izvedbe nasipa (debelino plasti, dovoljeno največjo velikost kamna, število

prehodov …).

Nasip je v osi krone tesnjen s tesnilno zaveso, ki se na eni strani priključi na obodni zid

gradbene jame, na drugi strani pa se zaključi v desni breg Save (odvisno od linije manj

propustne podlage) . Zgornji rob tesnilne zavese je na koti 161.00, v temelju pa sega 1 m v

matično (dolomitno) hribino.

Slika 4.7: Dolvodna nasuta pregrada


4.4.5 Tesnitve in injekcijska dela

4.4.5.1 Tesnitve delovnih stikov

Za zagotavljanje nepropustnosti celotnega sistema je zelo pomembno, da so ustrezno

zatesnjeni vsi stiki med starimi in novimi objekti, npr. med konzolnim zidom in ločnima

pregradama, med stebrom 5 in ločnima pregradama, med stebrom 5 in konzolnim zidom na

njem ter ob vseh prekinitvah betoniranja (delovnih stikih). Tesnitve se izvajajo s tesnilnimi

trakovi ali ekspanzijskimi tesnilnimi trakovi.

4.4.5.2 Kontaktno injektiranje

Z injektiranjem kontakta beton-hribina pod temeljno ploskvijo obodnega zidu je potrebno

doseči čim manjši dotok vode v gradbeno jamo po kontaktu in skozi hribino neposredno

pod kontaktom beton-hribina.

Vrtine za kontaktno injektiranje so v osi spodnjega dela obodnega zidu na razdalji 1.5 m in

globoke 2 m pod nivojem kontakta betona s hribino. Injektiranje se v prvi fazi izvaja v

vsaki drugi vrtini (primarne vrtine), potem se injektirajo vmesne, sekundarne vrtine.

Injektiranje se izvaja po tehnološkem elaboratu izvajalca, v katerem morajo biti določeni

računski injekcijski pritiski, sestava in gostota injekcijske mešanice, kriteriji za zaključek

injektiranja ter postopki in način injektiranja za primer večjih odstopanj porabe mase od

načrtovane in za primer pojava deformacij na površini. Pri izdelavi elaborata je potrebno

upoštevati naslednje:

Injektiranje vsake vrtine se izvaja v dveh fazah. V prvi fazi se vrta do globine 0.3 m

pod kontakt temeljev in hribine ter izvede injektiranje kontakta betona in hribine.

Injektiranje se začne s pritiskom manjšim od 0.3 bara in se postopno povečuje do

računsko določenega pritiska. V primeru iztekanja injekcijske mase po kontaktu

betona in hribine se injektiranje izvede z gostejšo maso (v/c ≤ 1) in zmanjšanim

pritiskom, ki se ga določi glede na nastale razmere. Za ugotovitev propustnosti

hribine in zmanjšanje porabe injekcijske mase se lahko injektiranje začne z vodo in

ugotovi stopnja propustnosti hribine, na osnovi katere se določi začetna gostota

injekcijske mase ter tudi procedura injektiranja.


Po vezanju injekcijske mase v kontaktu betona in hribine se v 2. fazi izvede vrtanje

do končne globine ter injektiranje, ki se enako kot 1. faza začne s pritiskom

manjšim od 0.3 bara in se postopno povečuje do računsko določenega pritiska. V

primeru prekomerne porabe injekcijske mase se injektiranje izvede tako, da se prvo

injektira z gostejšo injekcijsko maso in manjšim pritiskom, ki se ga določi glede na

razmere, neprekinjeno vse vrtine. Naslednji dan se izvede povrtavanje in

injektiranje do računskega pritiska. Če so zaradi močne porušenosti hribine stene

vrtin nestabilne, potem se injektira od zgoraj navzdol v krajših odsekih.

Metoda injektiranja se sproti prilagaja stanju hribine pod temelji obodnega zidu in

porabi injekcijske mase.

Pri injektiranju se opazuje morebitno iztekanje injekcijske mase na površini

oziroma po dnu reke. Prav tako se opazujejo deformacije na betonski konstrukciji

obodnega zidu. V primeru pojava deformacij velikosti nad 5 mm se injektiranje

ustavi in se postopek modificira.

Učinek kontaktnega injektiranja se kontrolira z izvedbo sedmih kontrolnih vrtin, ki

se vrtajo vmes med injekcijskimi vrtinami in segajo 1 m pod stik betona in hribine.

Vrtanje v hribini se izvede na jedro (dvojni jedrnik, diamantna krona). V vzorcih

hribine se ugotavlja prisotnost injekcijske mase v razpokah v hribini. V kontrolnih

vrtinah se ugotavlja propustnost hribine, ki se jo izračuna v m/s. Lokacija

kontrolnih vrtin in način izvedbe poizkusa se določi na osnovi doseženih rezultatov

injektiranja in rezultatov opazovanj morebitnih deformacij betonskih blokov med

injektiranjem. V primeru ugotovljene prevelike propustnosti se tudi v kontrolnih

vrtinah izvede injektiranje.


Slika 4.8: Kontrolni hodnik iz katerega se izvaja injektiranje

4.4.5.3 Tesnilni zavesi

Za tesnitev gorvodne in dolvodne nasute pregrade sta predvideni tesnilni zavesi iz jet-

grouting pilotov. Piloti se izvajajo na medosnem razmaku 0.5 - 0.6 m in potekajo še 1 m v

hribinsko podlago.


Slika 4.9: Tesnilna zavesa dolvodne nasute pregrade

4.4.6 Izkopi v gradbeni jami

V začetni fazi izvedbe gradbene jame II je izkopov razmeroma malo, ker gre za lokacijo v

obstoječi strugi, ki je večinoma že očiščena rečnih nanosov vse do dolomitne podlage.

Izkopi oziroma niveliranje terena so predvideni v dveh fazah:

1. faza: v prvi fazi do kote 151.60 gorvodno od osi pregrade in do kote 151.00

dolvodno od osi pregrade;

2. faza: v drugi fazi se vršijo izkopi do končne globine potrebnih izkopov za

strojnico, manjkajoči del 5. prelivnega polja in 6. stebra prelivnih polj oziroma do

konture vse bodočih objektov. Prioritetno se zaradi izvedbe začasnih podpor 5.

stebra prelivnih polj izvede izkop na območju 5. prelivnega polja, v katerem se

(prav tako prioritetno in pred zaprtjem gradbene jame II) zabetonirata oba spodnja

bloka prelivnega polja in izvedejo začasni podporni zidovi.

Izkopi se bodo vršili v zgornjih slojih v delno ali močno pretri, nižje pa v kompaktni

dolomitni hribini s kategorijo izkopa IV-V, zato je predvideno miniranje. Izkopani material

se odvaža na predvidene deponije.


4.5 Kontrolirano poplavljanje gradbene jame

4.5.1 Splošno

Višina zaščitnih konstrukcij pred visokimi vodami ne bo konstantna po vsej dolžini in bo

sledila predvidenemu poteku gladine v Savi. Pomemben element zaščite je 30 m dolg

visokovodni preliv na območju med vodnjakoma 14 in 17, ki se ohrani na dosedanji

lokaciji (za gradbeno jamo I). V času izvajanja izkopov v gradbeni jami po izvedenih

varovalnih objektih bo potrebno organizirati stalno službo opazovanja vodostaja.

Obstoječi merski mesti za spremljanje višine gladine Save gorvodno in dolvodno od

obodne stene gradbene jame se bosta okvirno ohranili in prestavili na vodno stran zaščitne

konstrukcije. V stalnih hidroloških razmerah se bo gladina ves čas gradnje merila enkrat

dnevno, ob povečanih pretokih Save pa pogosteje. Za registrirani vodostaj Save se iz HE

Boštanj oziroma NEK pridobi podatek o pretoku, pri čemer se upošteva časovna razlika v

pretokih med profiloma HE Boštanj in HE Krško (1ura) oziroma HE Krško in NEK

(0.5 ure). Zaradi ugotovljenih razhajanj med aktivnimi meritvami He Boštanj, NEK in

mreže ARSO predlagamo tudi kontrolo s postajami Hrastnik (Sava) in Veliko Širje

(Savinja). V primeru nevarnosti prelivanja obodnega zidu bo potrebno pravočasno odpreti

oba zasuna na cevnih prepustih (D = 600 mm), skozi katera bo možno ob upadu vodostaja

v Savi jamo tudi prazniti (ca. 200.000 m3). Količino vode (ca. 100.000 m3) pod nivojem

cevnih prepustov na koti 154.80 m bo potrebno prečrpati v Savo.

4.5.2 Postopki za primer nastopa visokovodnega vala

Gladina vode v času visokih pretokov ne bo enaka po celi dolžini obodne stene. Zato je

priporočljivo ob prvi visoki vodi velikosti 2000 m3/s ugotoviti točko, v kateri se gladina

vode najbolj približa prelivu na obodnem zidu ter izmeriti višino vode. Na dostopnih

mestih na gorvodni ločni pregradi in dolvodnem nasipu (npr. na stiku ločne pregrade oz.

priključnega nasipa z bregom) se določita referenčni točki in istočasno izmeri gladina vode

na vseh treh mestih. Iz teh podatkov bo možno dobiti korelacijo med gladino vode na

dostopnih mestih, ki so varna za opazovanje ob katastrofalnih pretokih in kritičnim

mestom (prelivom) na obodni steni.


Na osnovi teh podatkov bo možno verificirati hidravlične izračune ter določiti dokončne

kriterije za odpiranje zasunov in polnitev gradbene jame. Ob nastopu katastrofalnih

pretokov bo možno z meritvijo gladine v referenčnih točkah oceniti gladino v kritični točki

ter na osnovi podatka o hitrosti dviga gladine Save oceniti, koliko časa je še preostalo do

začetka prelivanja obodne stene v kritični točki. Na osnovi tega podatka ter podatkov o

hitrosti naraščanja pretokov na vodomerskih postajah v povodju Save in Savinje ter

podatkov o pretokih na HE Vrhovo, Boštanj in Blanca bo sprejeta odločitev o

kontroliranem poplavljanju gradbene jame.

Za opazovanje pretokov in gladin ter pravočasno obveščanje in opozarjanje je potrebno

organizirati posebno službo. Delovanje službe mora biti definirano v pravilniku o ukrepih

v primeru visokih voda. V pravilniku morajo biti definirani:

Način spremljanja in napovedovanja pretokov;

Vsi ukrepi in procedure v primeru poplavne ogroženosti;

Stopnje pripravljenosti v povezavi s stopnjo ogroženosti oziroma velikosti

napovedanih pretokov;

Vsi ukrepi za zavarovanje ljudi, mehanizacije in opreme ter objektov;

Morebitna dodatna zaščitna dela za zmanjševanje škode;

Ukrepi za čimprejšnjo praznitev gradbene jame ter nadaljevanje del (zagotovitev

dodatnih črpalnih kapacitet in ureditev dodatnih črpališč).

V primeru poplavljanja gradbene jame je potrebno preskrbeti dodatne črpalke in urediti

dodatna črpališča. Za varnost gradbišča in izvajanja ukrepov varovanja pred poplavami je

odgovoren izvajalec.

4.6 Monitoring vplivov na okolje

Glavni namen izvajanja monitoringa vplivov na okolje med gradnjo HE Krško je, da se

med gradnjo stalno nadzoruje, da izvajalec med izvajanjem del ne obremenjuje okolje

čezmerno oziroma, da so vse emisije (v vode, zrak, tla, odpadki, zemeljski izkopi) v okviru

zakonsko predpisanih mejnih vrednosti. V primeru ugotovitve onesnaženja na podlagi


rezultatov posameznih meritev okoljskega monitoringa in ostalih opažanj je dolžnost

izvajalca izvesti takojšnje sanacijske ukrepe.

Monitoring vplivov na okolje obsega:

Kvaliteto vode reke Save;

Pretoke Save;

Izpuste iz oljnih lovilcev;

Izpuste iz čistilne naprave za komunalne vode;

Vode iz gradbene jame – za usedalnikom;

Morfološko stanje struge (erozijski procesi);

Podtalnico;

Prah;

Hrup ob gradbišču;

Hrup ob transportnih poteh.

Izvajalec del mora imenovati odgovorno osebo za izvajanje nadzora vplivov na okolje na

območju gradbišča, ki bo skrbela za izvajanje nadzora in izvedbo potrebnih ukrepov.

4.6.1 Vode iz gradbene jame – za usedalnikom

Z ozirom na tehnologijo izvedbe gradbenih del sta možna vira onesnaženja kalnost

oziroma suspendirani delci ter cementno mleko, zato se pred prečrpavanjem vode v reko

Savo postavijo usedalniki. Dnevno se vizualno kontrolira kalnost vode pred prečrpavanjem

oziroma tudi pogosteje ob večji intenziteti del. Na iztoku iz usedalnika se odpadna voda

kontrolira enkrat mesečno na vsebnost škodljivih snovi, in sicer tistih, za katere obstaja

možnost pojava z ozirom na izbrano tehnologijo izvedbe.


4.6.2 Hrup ob gradbišču

Med izvedbo del mora izvajalec obvezno spoštovati z zakonom določene mejne vrednosti

obremenitve s hrupom, zato je tudi njegova obveznost meritev in spremljanje nivoja hrupa.

Meritve hrupa se izvajajo na šestih mestih v skladu s Pravilnikom o prvih meritvah in

obratovalnem monitoringu hrupa ter o pogojih za njegovo izvajanje. Za meritev ravni

hrupa se uporabljajo načini, ki so določeni s standardi.

V primeru povečane intenzitete del (velika zemeljska dela, transporti ob gradbišču) se

izvede prva kontrolna meritev, na osnovi katere bo možno določiti morebitne dodatne

ukrepe za zmanjšanje nivoja hrupa ob gradbišču. Drugo kontrolno meritev je potrebno

izvesti v času največje intenzitete betonskih del (betonarna, vgrajevanje betona). V

primeru, da se ugotovi, da prihaja do preseganja predpisanih mejnih vrednosti za hrup, je

investitor dolžan zagotoviti dodatne meritve.


5 ZAKLJUČEK

Gradbeništvo je tehnična stroka, ki se ukvarja s projektiranjem, statičnimi in dinamičnimi

izračuni, izgradnjo, sanacijo in končno porušitvijo grajenih objektov. Skoraj ni gradbenega

objekta, zaradi katerega ni treba najprej izkopati gradbeno jamo. Izvedba gradbene jame je

lahko preprosta, lahko pa je bolj zahtevna, kot je izvedba temeljev objekta ali samega

objekta, predvsem kadar je pri izvedbi prisotna voda v gradbeni jami ali izven nje. Ker si

marsikdo ne zna predstavljati, kako poteka gradnja v vodi, je tudi mene vzpodbudila ta

tematika za izbiro diplomske naloge.

S tem diplomskim delom smo prikazali metode, ki so potrebne, da so gradnje objektov, ki

so temeljne globoko pod nivojem terena sploh možne. Poudariti je potrebno, da je na

prvem mestu varnost delavcev in nemoten potek dela v gradbeni jami. Te metode so skoraj

stalnica v gradbeništvu, saj se vse bolj izkorišča prostor pod nivojem tal.

Ker pa se v teh globinah pojavlja tudi talna voda, je potrebno zagotoviti, da ne prihaja do

dotoka vode. Ravno ta problem pa se navezuje na praktični del diplome, kjer je potrebno

zagotoviti nepropustnost nasipov za zaščito in vodo nepropustnost za potrebe izgradnje

HE Krško na reki Savi.

V večini primerov se izkaže, da izbrane metode nasipov, jet-grouting pilotov, vodnjakov,

ne zadostujejo za popolno vodo nepropustnost. Za zagotavljanje nepropustnosti celotnega

sistema je zelo pomembno, da so ustrezno zatesnjeni vsi stiki med starimi in novimi

objekti.

V tem primeru je potrebno zagotoviti dodatno kontaktno injektiranje, ki zaustavi dotoke

vode preko skalnih prelomov v dnu korita rek kot v našem primeru, reke Save in med

posameznimi stiki konstrukcije.


6 VIRI IN LITERATURA

[1] Knaupe W., Baugrubensicherung und Wasserhaltung, Verlag für Bauwesen, Berlin

1983

[2] Széchy K., Der Grundbau: In zwei Bänden: Bänd 2: Gründungen_Entwurf und

Ausfürung : Teil 1: Die Baugrube_Umschließung und Wasserhaltung, Springer

Verlag, Wien 1965

[3] Jenko R., Fundiranje, Univerzitetna založba Ljubljana, Ljubljana 1961

[4] Nonveiller E., Grouting Theory and Practice, Elsevier, Amsterdam 1989

[5] Nonveiller E., Injiciranje tla: teorija i praksa, Zagreb 1989

[6] Šuklje L., Mehanika tal, 1984

[7] Nonveiller E., Mehanika tla i temeljenje građevina, 1981

[8] Čorko D., Mlazno injektiranje u Hrvatskoj , Conex, Zagreb

[9] Nonveiller E., Nasute brane: projektiranje i građenje, šolska knjiga, Zagreb 1983

[10] Fašalek M., Zaščita gradbenih jam v mestnih središčih –praksa v Sloveniji,

gradbeni inštitut ZRMK, Dostop na svetovnem spletu: http://www.gi-

zrmk.si/Knjiznica/Gr_1-08%2031-34%28geotehnika%29.pdf

[11] Majes B., Literatura pri predmetu Mehanika tal s temeljenjem, FGG- katedra za

mehaniko tal . Dostop na svetovnem spletu: http://www.fgg.uni-lj.si/kmtal-

gradiva/GR-UNI/F1/gradbena%20jama.pdf


7 PRILOGE

7.1 Seznam slik

Slika 3.1: Gradbena jama pod nivojem vodne gladine .......................................................... 8

Slika 3.2: Zaščita pobočja s sidrano pilotno steno in sidranimi branami. ............................. 9

Slika 3.3: Vstavljanje armaturnega koša v jekleno cev ....................................................... 10

Slika 3.4: Prikaz izvedbe tehnologije "benotto" .................................................................. 11

Slika 3.5: Izvedba mikrokolov z izplako ............................................................................. 12

Slika 3.6: Tehnologija »Franki« za izvedbo pilotov z razširjeno nogo ............................... 13

Slika 3.7: Stroj za izvedbo diafragme z grabežem .............................................................. 14

Slika 3.8: Izmenična izvedba posameznih lamel diafragme................................................ 15

Slika 3.9: Injektiranje .......................................................................................................... 16

Slika 3.10: Zapolnjevanje praznin v tleh ............................................................................. 17

Slika 3.11: Primer kompaktnega injektiranja ...................................................................... 18

Slika 3.12: injektiranje pod temeljem .................................................................................. 21

Slika 3.13: Jet-grouting tehnologija..................................................................................... 22

Slika 3.14: Stavba podprta z jet-grouting piloti ................................................................... 22

Slika 3.15: Zaščita gradbene jame in podpora temelja z jet-grouting piloti ........................ 23

Slika 3.16: Shematski prikaz postavitve enofluidnega sestava za izvedbo jet–groutinga ... 24

Slika 3.17: Enofazna tehnologija ......................................................................................... 25

Slika 3.18: Dvofazna tehnologija ........................................................................................ 26

Slika 3.19: Trofazna tehnologija ......................................................................................... 26

Slika 3.20: Primer jeklenih zagatnic .................................................................................... 29

Slika 3.21: Spoj dveh jeklenih zagatnic .............................................................................. 29

Slika 3.22: Podporna konstrukcija iz jeklenih profilov in lesenih polnil ............................ 30

Slika 3.23: Stena varovana z brizganim betonom in pasivnimi sidri .................................. 31

Slika 3.24: Soil nailing ........................................................................................................ 31


Slika 3.25: Osnovni elementi zemeljske pregrade .............................................................. 33

Slika 3.26: Zagatni nasip ..................................................................................................... 33

Slika 3.27: Lesen zagatni nasip ........................................................................................... 34

Slika 3.28: Betonski zagatni nasip ...................................................................................... 35

Slika 3.29: Jeklen zagatni nasip .......................................................................................... 35

Slika 3.30: Celični zagatni nasip ......................................................................................... 36

Slika 3.31: Shematski prikaz žerjava za izvedbo s »soil mix« tehnologijo ........................ 37

Slika 3.32: Stena izdelana z soil-mix metodo ..................................................................... 37

Slika 3.33: Prikaz načina izvedbe pilotne stene s »soil mix« tehnologijo .......................... 38

Slika 3.34: Običajno zaporedje del pri varovanju vkopne brežine s pasivnimi sidri in

torkretom ..................................................................................................................... 39

Slika 3.35: Torkretirana stena ............................................................................................. 39

Slika 3.36: Trajno sidro ....................................................................................................... 41

Slika 3.37: Začasno sidro .................................................................................................... 41

Slika 3.38: Vezni del geotehničnega sidra .......................................................................... 42

Slika 3.39: Varovanje brežine s trajnimi prednapetimi geotehničnimi sidri .................. 46

Slika 3.40: Spremljanje preiskave trajnega prednapetega geotehničnega suidra ................ 48

Slika 3.41: Črpanje vode iz gradbene jame ......................................................................... 55

Slika 3.42: Črpanje v gradbeni jami .................................................................................... 55

Slika 3.43: Črpanje v zaledju s skupino vodnjakov ............................................................ 56

Slika 4.1: Hidroelektrarna na spodnji Savi .......................................................................... 58

Slika 4.2: Turbina hidroelektrarne ...................................................................................... 59

Slika 4.3: Gradbišče HE Krško ........................................................................................... 59

Slika 4.4: Gradbena jama II HE Krško ............................................................................... 61

Slika 4.5: Levo zgoraj gorvodna nasuta pregrada ............................................................... 63

Slika 4.6: Gorvodni in dolvodni del obstoječega zidu ........................................................ 66

Slika 4.7: Dolvodna nasuta pregrada ................................................................................... 68

Slika 4.8: Kontrolni hodnik iz katerega se izvaja injektiranje ............................................ 71

Slika 4.9: Tesnilna zavesa dolvodne nasute pregrade ......................................................... 72


7.2 Seznam preglednic

Preglednica 4.1: Tehnični podatki HE Krško ................................................................. 60

7.3 Naslov študenta

Vitko Remšak

Sp. Pobrežje 18

3332 Rečica ob Savinji

Tel.: 041-208-187

E- naslov: [email protected]

7.4 Kratek življenjepis

OSEBNI PODATKI

Datum rojstva: 04.05.1983

IZOBRAZBA

2002: Končana srednja lesarska šola v Škofji Loki, poklicna matura

DELOVNE IZKUŠNJE

2008: Opravljanje obvezne prakse na rudarskem gradbenem podjetju RGP v Velenju, kjer

izvajajo izgradnjo vseh vrst podzemnih objektov v zahtevnih geomehanskih pogojih in

velikih globinah. Eden izmed velikih projektov podjetja je trenutno izgradnja

hidroelektrarne na reki Savi v Krškem, kjer sem dobil navdih za izbiro tematike za

diplomsko delo.

2010: Zaposlitev pri manjšem gradbenem podjetju Bitići Šefki s.p., kjer se ukvarjajo z

izgradnjo stanovanjskih hiš in nizkih gradenj.


ZNANJA

Jeziki: aktivno govorjenje angleškega in nemškega jezika

Računalništvo: Word, Excel, Power point, Autocad

HOBIJI

Plezanje, kolesarjenje, planinarjenje, smučanje, tek, odkrivanje novih krajev

7.5 Načrti


Gradbena jama I. – Obodni zid (betonski del)


Razviti profil 1-1


Karakteristični prerez dolvodnega nasipa

vt 30.6.2010 končna elektronska oblika - core

Documents