Geotechnika

Kód předmětu: 135GET
Zakončení předmětu: Z,ZK
Počet kreditů: 5 kred.
Rozsah výuky: 2+2


Anotace(semestr )
1. Úvod, literatura Přehled prvků zakládání staveb Rizika spojená se zakládáním staveb Zásady navrhování geotechnických konstrukcí (EC 7) Princip mezních stavů Geotechnické kategorie Návrhové situace Metody navrhování základových konstrukcí 2. Osová únosnost osamělých pilot Zatěžovací zkoušky pilot Výpočet osové únosnosti osamělých pilot (1.m.s.) Mezní zatěžovací křivka Nelineární teorie sedání vrtaných pilot Negativní plášťové tření vrtaných pilot Skupina pilot zatížená osovými silami 2. Příčně zatížené piloty Metody stanovení součinitele vodorovné stlačitelnosti Winklerův a Winkler-Pasternakův model podloží Stanovení únosnosti příčně zatížených pilot Skupiny pilot, možnosti statického posouzení 4. Injektáže klasické (dle ČSN EN 12715) Injektáž trysková (dle ČSN EN 12716) Podzemní stěny (dle ČSN EN 1538) Technologie provádění Příklady využití těchto konstrukcí 5. Zásady pro návrh a posouzení pažících konstrukcí Zatížení pažících konstrukcí Zemní tlak Účinky vody volné i podzemní Ostatní zatížení Výpočet pažících konstrukcí (nosníkový model s předem stanoveným zatížením, nosníkový model - metoda závislých tlaků, rovinná úloha - MKP) Vnější a vnitřní stabilita kotvených pažících konstrukcí 6. Zlepšování vlastností základové půdy Přehled metod zlepšování vlastností základové půdy Štěrkové polštáře Dynamická konsolidace, vibroflotace Štěrkové pilíře, účel návrhu, technologie provádění Příklady návrhu a posouzení štěrkových pilířů
Obsah 
Obsahem je úvod do studia předmětu zakládání staveb, jež je součástí tzv. geotechnických předmětů (geologie, inženýrská geologie, mechanika zemin. zakládání staveb, podzemní stavby). V úvodním bloku je na příkladech realizovaných staveb ukázán rozsah základů staveb od zakládání plošného, přes prvky a konstrukce zakládání hlubinného, pažení stavebních jam, rýh a šachet a některé metody zlepšování vlastností základové půdy. Další část je věnována tzv. geotechnickému riziku, jeho vymezení a metody jeho minimalizace. Ukázán je podstatný rozdíl mezi stavebním materiálem - základovou půdou a ostatními stavebními materiály (beton, ocel, dřevo apod.) a to zejména z hlediska nemožnosti předepsání základních mechanických vlastností, které v případě základové půdy můžeme jen obtížně získat na základě inženýrsko-geologického průzkumu. Na to navazuje partie týkající se důležitosti technologických aspektů provádění pro bezpečný a ekonomický návrh. V dalším bloku jsou vysvětleny zásady navrhování podle ČSN EN 1997-1, jež je v současné době jedinou geotechnikou návrhovou normou v Evropě. Následuje blok věnovaný plošným základům (základovým patkách, pasům a deskám), kde je vysvětlena základní charakteristika plošných základů, hloubka založení z hlediska klimatických vlivů a konečně metody stanovení napětí v základové spáře a to zvlášť pro mezní stav porušení a mezní stav použitelnosti. Popsány jsou metody stanovení mezní únosnosti plošných základů a rovněž výpočtu sedání plošných základů vč. doporučených limitních velikostí sedání pro různé typy staveb. Následuje rozsáhlá partie věnovaná hlubinných základům. Popsány jsou hlubinné základy historické (studny a kesony) vč. příkladů realizace a hlavní část je věnována pilotám, které představují nejrozšířenější prvky hlubinných základů nejen v ČR, ale na celém světě. Piloty jsou ve smyslu EN rozděleny do 2 skupin: displacement, (ražené) a non-displacement (vrtané). Probrána je technologie provádění pilot u nás nejvíce rozšířených (vrtaných, CFA a ražených pak Franki). Popsán je způsob stanovení únosnosti pilot, tj. zkouškou a výpočtem. V případě výpočtu je hlavní pozornost věnována problému stanovení únosnosti pro 2.m.s. (použitelnosti), neboť ten vesměs rozhoduje o konkrétním návrhu pilot). Ukázán je i postup stanovení příčné únosnosti pilot a to na základě Winklerova a Winkler-Pasternakova modelu základové půdy.Další blok je věnován ostatním, nejvíce používaným prvkům speciálního zakládání staveb, tj. mikropilotám, horninovým kotvám, lamelám podzemních stěn, klasické injektáží a injektáži tryskové. V těchto případech je vždy jasně vymezena definice příslušného prvku, dále technologie jeho provádění, problematika jeho statického posouzení a konečně jsou uvedeny konkrétní příklady jeho využití. Další blok je věnován pažicím konstrukcím a to stavebních jam, rýh a šachet. Je uveden přehled těchto konstrukcí od nejjednodušších (pažení příložné) až po komplikované složené. Hlavní část je věnována technologii provádění, neboť ta má rozhodující podíl na bezpečnosti výsledné konstrukce. Následuje přednáška věnovaná zatížení pažicích konstrukcí, neboť to je značně odlišné od jiných stavebních konstrukcí. Jde zejména o zemní tlak, přírůstky zemního tlaku od vnějších zatížení, účinky podzemní a volné vody a o ostatní zatížení. Konečně jsou uvedeny způsoby statického posouzení návrhu pažicích konstrukcí, kde jedinou používanou metodou je statický výpočet. Je uveden (historický) přehled používaných metod (nosníkový model s předem stanoveným zatížením, nosníkový model za využití metody závislých tlaků, rovinný řez konstrukcí a numerický výpočet pomocí přísl. programů MKP - např. Plaxis). Konečně jsou uvedeny bohaté příklady využití jednotlivých způsobů pažení v praxi. Blok je uzavřen problematikou odvodňování stavebních jam, kde je popsán princip dokonalé studny, způsoby stanovení koeficientu filtrace a jednotlivé metody odvodňování stavebních jam. Poslední partie se týká jednak ochrany základových konstrukcí před účinky agresivní podzemní vody, jednak metod zlepšování vlastností základových půd.
Literatura 
[1]  Masopust, Jan.: Zakládání staveb 1, ČVUT Praha, 2015,
[2]  Masopust, Jan.: Zakládání staveb 2, ČVUT Praha, 2016,
[3]  Masopust, Jan: Vrtané piloty, nakl. Čeněk a Ježek, 1994
[4]  Masopust, Jan a kol.: Rizika prací speciálního zakládání staveb, nakl. ČKAIT Praha, 2011
[5]  Masopust, Jan: Navrhování základových a pažicích konstrukcí, Příručka k ČSN EN 1997-1,
[6]  nakl. ČKAIT Praha, 2012
Návaznosti 
--