![Page 1: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/1.jpg)
Úvod, plošné základy
Doc.Ing.Jan Masopust, CSc
ČVUT Praha, Katedra geotechniky
![Page 2: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/2.jpg)
Obsah kurzu
1. Úvod, literatura
Rizika spojená se zakládáním staveb
Zásady navrhování geotechnických konstrukcí (EC 7)
Princip mezních stavů
Geotechnické kategorie
Návrhové situace
Metody navrhování základových konstrukcí
2. Mezní únosnost plošných základů (1.m.s.)
Mezní stav použitelnosti (2.m.s.)
Výpočet sedání plošných základů
Výpočtové modely
Přípustné velikosti sedání
![Page 3: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/3.jpg)
Obsah kurzu - pokračování
3. Hlubinné základy
Studně a kesony
Piloty a jejich rozdělení
Technologie provádění pilot – vrtaných (ČSN EN 1536)
Technologie provádění pilot - ražených (ČSN EN 12699)
Osová únosnost osamělých pilot
Zatěžovací zkoušky pilot
Výpočet osové únosnosti osamělých pilot
4. Příčně zatížené piloty
Stanovení únosnosti příčně zatížených pilot
Skupiny pilot
Mikropiloty, kotvy
![Page 4: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/4.jpg)
Obsah kurzu - pokračování
5. Injektáže klasické (dle ČSN EN 12715)
Injektáž trysková (dle ČSN EN 12716)
Podzemní stěny (dle ČSN EN 1538)
Technologie provádění
Příklady využití těchto konstrukcí
6. Stavební jámy a jejich druhy
Pažení stavebních rýh a šachtic
Technologie pažení stavebních jam (hřebíkování, záporové
stěny, pilotové stěny, mikropilotové stěny, podzemní stěny,
štětové stěny)
Zásady pro návrh a posouzení pažících konstrukcí
Zatížení pažících konstrukcí
Zemní tlak
Účinky vody volné i podzemní
![Page 5: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/5.jpg)
Obsah kurzu – dokončení
7. Výpočet pažících konstrukcí (nosníkový model s předem stanoveným zatížením, nosníkový model – metoda závislých tlaků, rovinná úloha – MKP)
Vnější a vnitřní stabilita kotvených pažících konstrukcí
Zásady odvodňování stavebních jam
Princip dokonalé studny
Metody pro stanovení koeficientu filtrace
Povrchové a hlubinné odvodňování
![Page 6: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/6.jpg)
Literatura
Masopust, J.: Zakládání staveb 1, ČVUT Praha, 2015,
Masopust, J.: Zakládání staveb 2, ČVUT Praha, 2016,
Masopust, J.: Vrtané piloty, nakl. Čeněk a Ježek, 1994
Masopust, J. a kol.: Rizika prací speciálního zakládání
staveb, nakl. ČKAIT Praha, 2011
Masopust, J.: Navrhování základových a pažicích
konstrukcí, Příručka k ČSN EN 1997-1, nakl. ČKAIT
Praha, 2019
![Page 7: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/7.jpg)
Normy
(ČSN 73 1001 Základová půda pod plošnými základy – je zrušena)
ČSN EN 1997-1 (Eurokód 7) Navrhování geotechnických konstrukcí
– 1.část: Obecná pravidla
ČSN EN 1536: Provádění speciálních geotechnických prací – Vrtané
piloty
ČSN EN 12699: Provádění speciálních geotechnických prací – Ražené
piloty
ČSN EN 14199: Provádění speciálních geotechnických prací –
Mikropiloty
ČSN EN 1537: Provádění speciálních geotechnických prací –
Injektované horninové kotvy
ČSN EN 1538: Provádění speciálních geotechnických prací –
Podzemní stěny
ČSN EN 12715: Provádění speciálních geotechnických prací –
Injektáže
ČSN EN 12716: Provádění speciálních geotechnických prací –
Trysková injektáž
![Page 8: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/8.jpg)
Zakládání staveb
Náleží do geotechnických předmětů (geologie, inž.
geologie, mechanika zemin a hornin, zakládání staveb,
podzemní stavby, enviromentální geotechnika)
Zabývá se návrhem, stavbou a kontrolou základů staveb,
popř. jejich sanacemi a rekonstrukcemi
Dále se zabývá návrhem a výstavbou stavebních jam,
zejména roubených i jejich odvodňováním,
Zabývá se i metodami zlepšování vlastností základových
půd
Základy jsou nejspodnější částí stavby, kterými je stavba
spojena se základovou půdou- každá stavba má svůj základ
Snahou je navrhnout základy spolehlivé a bezpečné, ale i
hospodárné a dostatečně rychle proveditelné
![Page 9: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/9.jpg)
Zakládání staveb
Při návrhu základů se dostáváme do styku s přírodním
materiálem – základovou půdou
Rozdíl mezi návrhem stavebních konstrukcí z jasně
definovaných materiálů (beton, ocel apod.) a základy
Nemožnost použití deduktivní metody, nutnost metody
induktivní (vyloučení nevhodných řešení na základě jasně
definovaných a jednoduchých kritérií)
Metody návrhu:
- metoda matematického modelování
- inženýrský přístup k řešení úloh
Zkušenost jako rozhodující pomocník
Důležitost geotechnického průzkumu a jeho správné
interpretace
![Page 10: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/10.jpg)
Rizika v zakládání staveb
Pojem rizika a jeho definice
Druhy rizik
Rizika tvůrčí - nové nevyzkoušené metody
- neznámé prostředí
- ojedinělé, mimořádné stavby
Rizika společenská – snaha o mimořádné zlevnění
- nedostatek času k řádné analýze problému
- nedokonalé podklady
- chyby v provádění
Chyby nesmí být fatální a důležité je poučení z chyb
![Page 11: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/11.jpg)
Havárie domu způsobená hydraulickým
prolomením dna ve stavební jámě
![Page 12: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/12.jpg)
Havárie domu způsobená nedodržením
technologických zásad při podchycování
![Page 13: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/13.jpg)
Havárie obytných domů způsobená
zemětřesením
![Page 14: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/14.jpg)
Havárie jeřábu – chybný návrh založení
![Page 15: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/15.jpg)
Zásady navrhování základových konstrukcí
Princip mezních stavů
Základy staveb – plošné a hlubinné
Navrhují se na základě metodiky mezních stavů:
1. mezní stav porušení (únosnosti) – souvisí se stabilitou zákl.půdy
2. mezní stav použitelnosti – souvisí s deformacemi základové půdy
Metodika mezních stavů v zakládání staveb – Eurokód 7 (platí
definitivně od 04/2010)
- ČSN EN 1997-1 – Navrhování geotechnických konstrukcí, část 1 – obecná pravidla
- ČSN EN 1997-2 – Navrhování geotechnických kosntrukcí, část 2 – Návrh na základě
laboratorních a polních zkoušek
EC 7-1 obsahuje 12 kapitol a přílohy a nezabývá se metodami
stanovení únosnosti jednotlivých typů základů, ale metodikou tohoto
stanovení
Základním požadavkem návrhu základové konstrukce je bezpečnost
a spolehlivost z hlediska ohrožení života, zdraví a majetku.
![Page 16: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/16.jpg)
Návrhové situace Návrhové situace musí zahrnovat:
- obecnou vhodnost základové půdy (uspořádání a zatřídění vrstev základové půdy – geotechnických typů, sklon a mocnost, střídání tvrdých a měkkých poloh ve skalním podkladu, poruchy, dutiny)
- povaha okolního prostředí (vliv podzemní vody, sufoze, eroze, chemické koroze, jejich časový průběh, dále zemětřesení, vliv poddolování, technické seismicity apod.),
- vliv nových konstrukcí nebo stávající zástavby
Observační metoda – doporučený přístup v geotechnice, zahrnuje:
- stanovení přijatelných mezí chování konstrukce,
- ve stádiu návrhu prokázání s jistou pravděpodobností, že skutečné chování konstrukce bude v rámci těchto mezí,
- naplánování monitoringu (zejména deformací) včetně jeho vyhodnocení,
- vypracování plánu možných následných a včasných opatření, pokud monitoring odhalí chování konstrukce mimo přij. meze
![Page 17: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/17.jpg)
Geotechnické kategorie
Dle ČSN 731001 (Základová půda pod plošnými základy):
1. Geotechnické poměry – a. jednoduché
b. složité
2. Konstrukce (stavby) - a. nenáročné
b. náročné
Geotechnické kategorie - GK1: 1a + 1b
GK2: 1a + 2b, nebo 1b + 2a
GK3: 1b + 2b
Dle ČSN EN 1997-1: GK definovány volněji na základě míry rizika
GK1 – zanedbatelné riziko, základní požadavky lze splnit na základě zkušeností a
kvalitního geotechnického průzkumu
GK2 – běžné riziko, obvyklé typy konstrukcí, nutné jsou kvantitativní geotechnické rozbory a výpočty k ujištění, že jsou splněny základní požadavky
GK3 – vysoké riziko, konstrukce nespadající do 1. A 2.GK, nutné jsou rozsáhlé průzkumy a alternativní výpočty vč. matematického modelování
![Page 18: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/18.jpg)
Pevnostní a deformační charakteristiky
základové půdy
Stabilitní parametry:
- γ – objemová tíha /kN/m3/ (v
přirozeném uložení, pod
vodou)
- φ - úhel vnitřního tření (v
hodnotě efektivní)
- c – soudržnost /kPa/ ( v
hodnotě efektivní, totální)
Deformační parametry:
- Edef /MPa/ - modul deformace
- Eoed /MPa/ - oedometrický
modul
- ν Poissonovo číslo
- Edef = β. Eoed
- β = 1 – 2. ν2/(1 – ν)
![Page 19: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/19.jpg)
Plošné základy
Veškeré zatížení z horní konstrukce je přenášeno plochou
základu v úrovní základové spáry
Druhy plošných základů:
- základová patka – typický plošný základ pro sloup
- základový pas – typický plošný základ pro nosnou stěnu
(může být ve dvou obyčejně na sebe kolmých směreh -
základový rošt)
- základová deska – na málo únosné základové půdě
- v případě konstrukcí složitého půdorysu a zatížení,
- v kombinaci s hlubinným základem
![Page 20: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/20.jpg)
Druhy plošných základů a) základová patka, b) základový pas podepřený patkami, c)
základový pas, d) základové pasy – rošt, e) základová deska
![Page 21: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/21.jpg)
Hloubka založení
Min. hloubka založení z hlediska klimatických vlivů:
1) Promrzání - minD = 0,8 m (pod upraveným terénem)
- minD = 0,4 m (pro stavby dočasné a eve.
chráněné před vlivy promrzání
- minD je dáno mapou např. v horských
oblastech
2) Vysychání – minD = 1,6 m v případě zemin tř.F7, F8
3) Vysychání způsobené vegetací (např. sáním kořenů)
- minD se řeší individuálně
![Page 22: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/22.jpg)
Znázornění hloubky založení
![Page 23: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/23.jpg)
1. Mezní stav – únosnost plošných základů
Zatížení v základové spáře
Podle ČSN 731001: extrémní výpočtové zatížení Vde (stálé,
dlouhodobé i krátkodobé pohyblivé i mimořádné)
Podle EC 7-1: návrhové zatížení – vzniká z charakteristického
násobením souč. γG (pro stálé), resp. γQ (pro pohyblivé)
Stálé zatížení – tíha všech trvalých součástí stavby
Občasné zatížení - dlouhodobé (užitné i příčky)
- krátkodobé (osoby, sníh, vítr, námraza)
- mimořádné (zemětřesení, výbuch, havárie)
Normové zatížení (i charakteristické zatížení) – základní
velikost daná vesměs normou
Výpočtové (návrhové) zatížení je normové (charakteristické)
násobené příslušnými dílčími součiniteli zatížení
![Page 24: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/24.jpg)
Zatížení v základové spáře
1. m.s. (únosnosti)
Obecně 6 složek zatížení v těžišti zákl.
spáry: NZ, HX, HY, MX, MY, MZ
Obyčejně platí: MZ = 0 (nebo se zanedbává)
H = (HX2 + HY
2 )
1/2 ; tgδ = H/ NZ
Pro svislé napětí v z.s.: NZ, MX, MY , neboli
svislá síla
NZ působí jako mimostředná na
excentricitách:
eX = MY / NZ ; eY = MX / NZ
Velikosti excentricit jsou omezeny:
eX ≤ B/3 eY ≤ L/3
přesněji: (eX /B)2 + (eY /L)2 ≤ (1/3)2
Napětí v základové spáře je konstantní na
efektivní ploše:
Aef = (B – 2.eX).(L – 2. eY )
σ = NZ / Aef
![Page 25: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/25.jpg)
Únosnost základové půdy pod plošným základem a) vývoj plastických oblastí při rostoucím zatížení, b) zemina
na mezi porušení, c) definice smykových ploch
![Page 26: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/26.jpg)
Posouzení velikosti plochy základové spáry
1.m.s. (únosnosti)
V případě 1 GK: σde ≤ Rdt
Rdt je tabulková únosnost základové spáry dle ČSN 731001
(4 tabulky pro skupiny zemin G, S, F a horniny R)
V případě 2 GK: σde ≤ Rd
Rd je výpočtová (návrhová) únosnost základové spáry
vypočtená za pomocí stabilitních parametrů základové půdy
(normové, resp. charakteristické velikosti lze odečíst z
tabulek např. ČSN 731001)
V případě 3 GK: σde ≤ Rd
Rd je výpočtová (návrhová) únosnost základové spáry
vypočtená za pomocí stabilitních parametrů základové půdy
(jejich velikosti se získají statistickým zpracováním souboru výsledků
laboratorních nebo polních zkoušek z průzkumu staveniště)
![Page 27: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/27.jpg)
Tabulkový výpočtová únosnost Rdt
(příklad tabulky pro zeminy písčité)
Třída
Symbol
Tabulková výpočtová únosnost Rdt /kPa/
Šířka základu B /m/
0,5 1,0 3,0 6,0
S1
S2
S3
S4
S5
SW
SP
S-F
SM
SC
300
250
225
175
125
500
350
275
225
175
800
600
400
300
225
600
500
325
250
175
![Page 28: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/28.jpg)
Návrhová únosnost základové spáry
v zeminách (dle ČSN EN 1997-1)
Neodvodněné podmínky
Rd = (π + 2). cu.bc .sc.ic + q q = γd.D
bezdimenzionální součinitelé
pro sklon zákl. spáry bc = 1 – 2.α/(π + 2); α je sklon z.s. od vodorovné
pro tvar základu sc = 1 + 0,2.(B´/L´) pro obdélníkový základ
sc = 1,2 pro čtvercový a kruhový základ
pro šikmost zatížení vyvolané vodorovnou silou H ≤ A´. cu
ic = 0,5.(1 + (1 – H/ (A´. cu ))1/2 )
![Page 29: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/29.jpg)
Návrhová únosnost základové spáry
v zeminách (dle ČSN EN 1997-1)
Odvodněné podmínky
Rd = c´. Nc .bc .sc.ic + q´. Nq .bq .sq.iq + 0,5. γ´.B´. Nγ.bγ.sγ.iγ
q´ = γd.D
bezdimenzionální součinitelé
- pro únosnost
Nq= tg2 (45 + φ´/2). (exp) (π.tg φ´)
Nγ = 2.(Nq – 1).tg φ ´, kde δ ≥ φ´/2 (drsná základová spára)
Nc = (Nq – 1).cotg φ ´
- pro sklon základové spáry
bc = bq – (1 – bq)/(Nc .tg φ ´)
bq = bγ = (1 - α .tg φ ´) 2 ; α je sklon z.s. od vodorovné
![Page 30: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/30.jpg)
pokračování
- pro tvar základu
sq = 1 + (B´/L´).sin φ ´ pro obdélníkový základ
sq = 1 + sin φ ´ pro čtvercový nebo kruhový základ
sγ = 1 – 0,3.(B´/L´) pro obdélníkový základ
sγ = 0,7 pro čtvercový nebo kruhový základ
sc = (sq . Nq – 1)/ (Nq – 1) pro všechny tvary základu
- pro šikmost zatížení způsobenou vodorovnou silou H
ic = iq – (1 - iq)/(Nc .tg φ ´)
iq = (1 - H/(V + A´.c´.cotg φ ´))m
iγ = (1 - H/(V + A´.c´.cotg φ ´))m+1
kde
m = mB = (2 + (B´/L´))/(1 + (B´/L´)) pro H působící ve směru B´
m = mL = (2 + (L´/B´))/(1 + (L´/B´)) pro H působící ve směru L´
pro případ, kdy směr síly H svírá se směrem L´ úhel ϑ , potom bude
m = mL.cos2 ϑ + mB.sin2 ϑ
![Page 31: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/31.jpg)
Výpočtová únosnost základové spáry
v horninách (dle ČSN 73 1001)
Rd = σc /(r.p)
σc je prostá tlaková pevnost horniny
r je součinitel kvality skalní horniny
p je součinitel hustoty diskontinuit
Součinitel kvality horniny r:
- pro tř. R1 a R2 ……..r = 15
- pro tř. R3 je r = 15 pro σc = 50 MPa a r = 10 pro σc = 15 MPa
- pro tř. R4 je r = 10 pro σc = 15 MPa a r = 6 pro σc = 5 MPa
- pro tř. R5 je r = 6 pro σc = 5 MPa a r = 2,5 pro σc = 1,5 Mpa
- pro tř. R6 je r = 2,5 pro σc = 1,5 MPa a r = 1,0 pro σc = 0,5 MPa
Vliv hustoty diskontinuit p:
- hustota diskontinuit je velmi malá a malá p = 1,0
- hustota diskontinuit je střední a velká p = 1,8
hustota diskontinuit je velká a extrémní p = 3,0
![Page 32: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/32.jpg)
Posouzení vodorovných silových účinků
(dle ČSN 73 1001)
Rdh.Aef = Vde . tg φd + cd . Aef + (Spd )
Rdh.Aef > Hde
Kde je:
- Rdh je výpočtová únosnost základové spáry ve vodorovném směru
- Vde je svislá složka extrémního zatížení v základové spáře
- φd je výpočtová velikost úhlu vnitřního tření zeminy v základové spáře
- cd je výpočtová velikost soudržnosti zeminy v základové spáře
- Spd je vodorovná složka zemního tlaku působícího na boční stěnu
základu, dělená 1,3 (pro tlak v klidu)
- Aef je efektivní plocha základové spáry
- Hde je vodorovná složka extrémního výpočtového zatížení
![Page 33: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/33.jpg)
Mezní stav porušení dle EC 7-1
(EQU) ztráta rovnováhy konstrukce nebo základové půdy
uvažované jako tuhé těleso, kdy pevnost materiálů a zákl.
půdy není rozhodující
(STR) vnitřní porušení nebo nadměrné deformace
konstrukcí a prvků, kdy pevnost konstrukčních materiálů je
pro odolnost rozhodující
(GEO) porušení nebo nadměrné deformace základové
půdy, kdy smyková pevnost zeminy nebo horniny je pro
odolnost rozhodující
(UPL) ztráta rovnováhy konstrukce nebo základové půdy v
důsledku vztlaku vody nebo jiných svislých zatížení
(HYD) nadzdvihování dna, vnitřní eroze a sufoze v
základové půdě způsobená hydraulickým gradientem
![Page 34: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/34.jpg)
Návrhové přístupy
Návrhový přístup 1 (NP1)
(pro všechny zákl. konstrukce s výjimkou pilot a kotev)
- kombinace 1: A1 „+“ M1 „+“ R1
- kombinace 2: A2 „+“ M2 „+“ R1
(pro piloty a kotvy)
- kombinace 1: A1 „+“ M1 „+“ R1
- kombinace 2: A2 „+“ (M1 nebo M2) „+“ R4
Návrhový přístup 2 (NP2)
kombinace: A1 „+“ M1 „+“ R2
Návrhový přístup 3 (NP3)
kombinace: (A1 nebo A2) „+“ M2 „+“ R3
Dle návrhu českého NAD se doporučuje používat:
- NP1 pro plošné základy
- NP2 pro hlubinné základy a pažicí konstrukce
- NP3 pro stabilitu svaů
![Page 35: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/35.jpg)
Dílčí součinitelé pro ověření mezních stavů (STR) a (GEO)
a) Dílčí součinitelé zatížení γF nebo účinků zatížení γE
Zatížení Značka Soubor
A1 A2
Stálé Nepříznivé
γG
1,35 1,0
Příznivé 1,0 1,0
Proměnné Nepříznivé
γQ
1,5 1,3
Příznivé 0 0
![Page 36: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/36.jpg)
b) Dílčí součinitelé parametrů zeminy γM
Parametr zeminy Značka Soubor
M1 M2
Úhel vnitřního třeníx) γφ 1,0 1,25
Efektivní soudržnost γc 1,0 1,25
Neodvodněná smyková pevnost γcu 1,0 1,4
Pevnost v prostém tlaku γqu 1,0 1,4
Objemová tíha γγ 1,0 1,0
x) Tento součinitel se použije pro tgφ
![Page 37: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/37.jpg)
c) Dílčí součinitelé únosnosti γR pro plošné základy
Značka Soubor
R1 R2 R3
Únosnost γR,v 1,0 1,4 1,0
Usmyknutí γR,h 1,0 1,1 1,0
![Page 38: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/38.jpg)
2. m.s. (použitelnosti)
Výpočet sedání plošných základů
Stanovení napětí v základové spáře
Zatížení v základové spáře: N, H, M
Svislé napětí – lineárně proměnné vzniklé
superpozicí napětí σ1 (od N) a σ1 (od M):
σ1 = N/(B.L) σ2x = 6. MY/(L.B2)
Mohou nastat následující případy:
a) | σ1| > | σ2| - celá zs. je tlačená – OK
b) | σ1| = | σ2| - celá zs. je tlačená – OK
c) | σ2| > | σ1| - část zs. je tlačená, část
zs. je tažená – nutné je vyloučit tah
proto se obrazec napětí upravuje
Přitížení v zs.
σs = σ – γ.D
![Page 39: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/39.jpg)
2. m.s. (použitelnosti)
Výpočet sedání plošných základů
Tuhost systému: plošný základ – základová půda Orientační stanovení ze vztahu:
k = (Eb/Edef,m).(t/ B)3, resp. k = (Eb/Edef,m).(t/ L)3
kde Eb je modul deformace materiálu základu (betonu)
Edef,m je vážený průměr modulů přetvárnosti zemin
v podzákladí do hl. deformační zóny (2 – 3).B
t je tloušťka základové konstrukce
B, L jsou půdorysné rozměry základu (ve směru, v němž
se tuhost stanovuje
Edef,m = (Σ Edef,i .hi.σz,i)/ (Σhi.σz,i)
Je-li k < 1 – základ je poddajný - počítá se sedání pod příslušnými body
Je-li k > 1 – základ je tuhý – počítá se sedání pod charakteristickým bodem
Charakteristický bod – bod(y), v němž je sedání tuhého základu stejné jako sedání
základu poddajného:
- pro obdélníkový základ – 4 body se souř.: 0,37.B; 0,37.L
- pro kruhový základ – kružnice o poloměru 0,85.r
![Page 40: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/40.jpg)
2. m.s. (použitelnosti) Výpočet sedání plošných základů, výpočtový model
Konečné sedání:
s = (Σ (σz,i – m.σor,,i).hi/Eoed,i
kde:
s je konečné sedání uvažovaného bodu
σz,i je svislé napětí od přitížení v zákl. spáře
m je opravný součinitel (strukturní pevnosti)
σor,,i je původní (geostatické) napětí
hi je tloušťka vrstvy základové půdy
Eoed,i je oedometrický modul úpřetvárnosti
příslušné vrstvy zeminy
![Page 41: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/41.jpg)
2. m.s. (použitelnosti) Hodnoty opravného součinitele m (strukturní pevnosti)
Druh základové půdy m
Silně stlačitelné jemnozrnné zeminy F1 – F8 s modulem Edef< 4 Mpa
Násypy nezkonzolidované
Horniny tř. R1, R2 a zdravé horniny tř. R4, R5
0,1
Jemnozrnné zeminy F1 až F8, jimž nenáleží m = 0,1 ani m = 0,4 a 0,5
Písky a štěrky S1, S2, G1, G2 pod hladinou podzemní vody
Horniny tř. R3
0,2 Písky a štěrky S1, S2, G1, G2 nad hladinou podzemní vody
Písky a štěrky S3, S4, S5, G3, G4, G5
Horniny R4 a R5 kromě zdravých druhohorních a třetihorních
sedimentů
0,3
Horniny tř. R6 (eluvia) 0,4 Spraše a sprašové hlíny nad hladinou podzemní vody, lze-li vyloučit
jejich nasycení vodou 0,5
![Page 42: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/42.jpg)
2. m.s. (použitelnosti) Znázornění plochy základové spáry pro
výpočet sedání
Napětí je řešeno v (Boussinesquově)
poloprostoru – na povrchu a to v
závislosti na poměru L/B v hloubce
z
Různé tvary zatěžovacího obrazce
se dají superponovat dle zásad teorie
pružnosti
![Page 43: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/43.jpg)
2. m.s. (použitelnosti) Napětí pod rohem obdélníka rovnoměrně zatíženého
![Page 44: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/44.jpg)
2. m.s. (použitelnosti) Napětí pod charakteristickým bodem obdélníka
rovnoměrně zatíženého
![Page 45: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/45.jpg)
2. m.s. (použitelnosti) Vliv hloubky založení – opravný součinitel κ1
![Page 46: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/46.jpg)
2. m.s. (použitelnosti) Vliv hloubky nestlačitelného podloží
– opravný součinitel κ1
![Page 47: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/47.jpg)
2. m.s. (použitelnosti) Druhy nerovnoměrného sedání
a) průhyb, b) rozdílné sedání dvou sousedních základů,
c) pootočení
![Page 48: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/48.jpg)
2. m.s. (použitelnosti) Časový průběh primární konzolidace
st = U.s; U – stupeň konzolidace
![Page 49: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/49.jpg)
Příklad nerovnoměrného sedání stavby a) šikmá věž v Pise – geol. Profil, b) časový průběh sedání bodů 1, 2 a 3
![Page 50: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/50.jpg)
Příklad stanovení mezních hodnot sedání staveb
Druh stavby Konečné
sedání /mm/
Nerovnoměrné sedání
Velikost Druh Velikost
1. Budovy a konstrukce, u nichž nedochází vlivem
ner. sedání k přídavným napětím 120 Δs/L 0,003
0,006
2. Konstrukce - staticky určité
- žb. staticky neurčité
- ocel. staticky neurčité
100
60
80
Δs/L
0,005
0,002
0,003
3. Vícepodlažní skelety – žb. s výplň. zdivem
- ocel. s výplň. zdivem
60
70
Δs/L
0,0015
0,0025
4. Vícepodlažní s nosnými stěnami
- zděné z cihel a bloků se ztužujícími věnci
- z žb. panelů a monolitického betonu
80
60
Δs/L
0,0015
0,0015
5. Tuhé žb. konstrukce – komíny do výšky 100 m
- komíny vyšší než 100 m
200
100
Δs/B
0,005
0,002
6. Jeřábové dráhy 50 Δs/L
0,0015
![Page 51: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/51.jpg)
Příklad pro výpočet konečného sedání
základové patky
Zadání – základová patka B = 1,8 m, L = 1,8 m je založena v hl. D = 1,50 m, přitížení Eoed,i
z.s. σ = 250 kPa
Geotechnický profil od z.s.:
0,0 – 1,0: jíl písčitý F3, Eoed, = 10 MPa
1,0 – 2,0: písek hlinitý S3, Eoed, = 11MPa
2,0 – 3,0: písek S2, Eoed, = 15MPa
3,0 – 6,0: štěrk G2, Eoed, = 25MPa
6,0 - : pískovec R3, Eoed, = 80MPa
Podzemní voda nezastižena
![Page 52: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/52.jpg)
Výpočet sedání základové patky
Číslo
vrstvy
Mocnost
vrstvy
h /m/
Vzdálenost
do stř. vrst
Z /m/
D/z
(D = 1,5
m)
Opravný
souč.
κ1
zr /z
(zr = 6,0
m)
Opravný
souč.
κ2
zr = κ1.
κ2
1 0,5 0,25 6,0 1,52 24,0 1,00 0,38
2 0,5 0,75 2,0 1,45 8,0 1,00 1,09
3 1,0 1,5 1,0 1,42 4,0 1,00 2,13
4 1,0 2,5 0,6 1,26 2,4 0,94 2,96
![Page 53: Doc.Ing.Jan Masopust, CSc ČVUT Praha, Katedra geotechniky](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022012100/6169e38411a7b741a34c7bd6/html5/thumbnails/53.jpg)
Výpočet sedání základové patky - pokračování
zr /B
(B = 1,8
m)
Souč.I
model 1
(char.b.)
σz,i = I.σ
σ = 250
kPa
σor,,i,
(geostat.
nap.v zr
Opravný
souč.
m
Oed.
modul
Eoed,
/MPa/
σz,i - m.
σor,i
Sedání
s,i
/m/
0,211 0,69 172,5 33,8 0,2 10,0 165,74 0,0083
0,606 0,36 90,0 46,6 0,2 11,0 80,68 0,0037
1,183 0,22 55,0 65,3 0,3 15,0 35,41 0,0023
1,644 0,05 12,5 80,3 0,3 25,0 (-
11,59)
Σ=0,00143
= 14,3 mm