3. ČAVLANJE (PRIČVRŠĆAVANJE) TLA

DEFINICIJA

Ovo pričvršćavanje se ogleda u umetanju čeličnih ili šipki na bazi staklenih vlakana u lice iskopa ili postojeću kosinu u svrhu ojačanja iste. Lice se obično zaštiti slojem špric-betona sa mrežom za privremene radove, a prefabriciranim ili "in-situ" betonom za stalnu upotrebu. Elementi za čavlanje se ne mogu prednaprezati kao što je to slučaj kod geotehničkih sidara.

PRINCIP

Šipke predstavljaju pasivnu armaturu koja, kada lice iskopa počne da se deformiše, proizvodi zatežuće napone i stvara smičući otpor te se suprostavlja pomijeranju mase.

OPIS

Čelične ili šipke na bazi staklenih vlakana se ugrađuju zabijanjem ili bušenjem rupa i injektiranjem. Mehanizan nošenja ovakvih konstrukcija se može povezati sa konceptom nošenja gravitacionog zida. Ojačani dio tla predstavlja monolitni blok.

Slika 6 : Analogija sa gravitacionim zidom

Proces izvođenja je dat na slici ispod.U slučaju da se

ne primjenjuje špric-beton za oblaganje lica iskopa, mora se predvidjeti "in situ" beton kao zaštita čeličnog dijela elementa za čavlanje.

Slika 7 : Faze konstrukcije pričvršćenog zida.

NAPOMENA:Faze b) i c) se često izvode obruntim redosljedom

8

Obloga lica iskopa može biti od špric-betona debljine od 100 – 250 mm, ugrađenog u slojevima debljine 80-120 mm. Ovaj se beton armira zavarenim armaturnim mrežama. Kao druga opcija uzima se prefabricirani, "in situ" beton ili čelični paneli, koji se koriste za stalne konstrukcije.

Slika 8 : Glava elementa za ojačanjeNAPOMENA: Česta je praksa da se koristi jedan sloj špric- betona sa postavljenom mrežom.Također, nisu prikazane drenaže koje su veoma važan dio konstrukcije (detaljnije u opisu proračuna)

Iako postoje sličnosti između armiranog tla i pričvršćenog tla (interakcija tla i ojačavajučih elemenata se očituje kroz trenje, armirajući elementi primaju prvenstveno zatezanje, obložni sloj je tanak), 3 su osnovne razlike koje razdvajaju ove metode:

o Proces izvođenja. Pričvršćeni zid se izvodi odozgo prema dole, što dovodi do različitih odnosa napona i deformacija kroz izgradnju

o Krutost amramture. Armatura za pričvršćavanje je injektirana i može primiti i savijanje pored zatezanja

o Uslovi tla. Za pričvršćeni zid tlo je prirodno (za razliku od izabrane ispune) i može biti veoma varijabilno.

PRIMJENA

Dva su osnovna slučaja primjene, i oba su privremene prirode:

o Potporne konstrukcije. Pričvršćavajući elementi su umetnuti približno horizontalno i podvrgnuti su zatežućim silama

o Stabilizacija kosina.U šipkama se javlja savijanje i zatezanje. Prema Jewell-u (1980), najveći efekat se postiže ako je armatura nageta pod 60 u odnosu na slomnu plohu, što odgovara pravcu maksimalnih zatežućih

deformacija.Čavlanje tla se koristi za dubine do 40,0 metara i za stabiliziranje kosina.Postoje i primjeri primjene u pridržavanju tla u tunelogradnji.

U pogledu vrste tla u kojem se primjenjuje ova metoda, iskustvo pokazuje da je primjena uspješna samo u tlu u kojem je količina finih čestica minimalna.

Slika 9 : Čavlanje (pričvršćavanje) za stabilizaciju kosine

9

OGRANIČENJA

Korozija metalnih elemenata je osnovni problem. Okvirno se daje stepen zaštite kao dvostruko veći od zaštite geotehničkih sidara (koji je definisan standardima – BSI,1991). Injekciona masa u slučaju bušenih i injektiranih ojačavajućih elemenata daje stepen zaštite od korozije.

Osnovna razlika između klasičnih sidara i pričvršćavanja tla je broj elemenata za ojačanje. Sile u pričvršćavajućim elementima su puno manje nego u pojedinačnim sidrima, pa je i manja mogućnost odkazivanja elementa za pričvršćavanje nego klasičnog sidra.

PRORAČUN

Zaključci razmatranja dosadašnjih iskustava ogledaju se u tome da se ponašanje pričvršćenog zida može porediti sa ponašanjem otvorenih razuprtih zasjeka.

Veoma je bitno da se uvedu vertikalne drenaže, ne samo iza obložnog sloja betona za sprečavanje podvlačenja vode, nego i duboki drenovi koji se protežu od prednjeg dijela zida do kraja pričvršćene zone.

Ono što razdvaja ovaj način ojačanja od sidara je kontnuirana veza po cijeloj dužini elementa. Posljedica toga je manja sila na licu zida, pa je zato dozvoljena uptreba tankog obložnog sloja, čija je primarna funkcija da spriječi eroziju. Druga posljedica kontunuirane veze duž pričvršćujućeg elementa ja da kritična slomna ploha biva potisnuta dublje u kosinu i da Rankine-ov slomni klin ne predstavlja kritični nagib slomne plohe. Ovo ujedno predstavlja i prednost u odnosu na primjenu zaštite od geotehničkih sidara.

KONTROLA

U zavisnosti od izabrane metode čavlanja, veličina, razmak, dužina i nagib predstavljaju osnovne elemente koje treba kontrolisati. Bitna je i kontrola horizontalnih pomijeranja prednje strane zida (kosine). U fazi konstruisanja treba kontrolisati i kvalitet injekcione smjese i špric-betona, te tehnike bušenja.

Interevencija u slučaju značajnih pomijeranja je jednostavna i očituje se u dodavanju novih elemenata za pričvršćavanje.

10