1

Prof. dr. sc. Biljana Kovačević Zelić

Poboljšanje tla i stijena

Englesko nazivlje

• ground (soil) improvement

• engineering treatment

• ground (soil) modifications

2

Što se iza toga krije?

• razne tehnike koje se provode radi poboljšanja geotehničkih osobina kako bi se omogućila izgradnja različitih objekata

Zašto to trebamo raditi?

• tzv. 'dobre' lokacije za izgradnju već su iskorištene, javila se potreba za korištenjem lokacija koje nisu povoljne

Koji su inženjerski problemi prisutni na nepovoljnim lokacijama?

• nedovoljna čvrstoća

• nedopušteno velike deformacije

• slom materijala

• hidraulički slom

• bujajuća tla

• kolapsibilna tla

• . . .

3

PRIMJER: Kosi toranj u Pisi

PRIMJER: Kosi toranj u Pisi

pijesak

pijesak

Kosi toranj

glina

glina

ispuna

nivo podzemne vode

sjever jug

metri

4

PRIMJER: Kosi toranj u Pisi

w2

sjeverna strana

središte

južna strana

slijeganje

Opterećenje

Slijeganje

izgradnja u tri faze

Privremene i trajne mjere poboljšanja

• Privremene: efekti poboljšanja svojstava traju relativno kratko - obično samo u fazi izgradnje objekatao zamrzavanje tla

o sniženje RPV

• Trajne: efekti se zadržavaju kroz dulji vremenski periodo Injektiranje

o Armiranje

o Zbijanje

5

Koncepti poboljšanja svojstava

• Dreniranje

• Zbijanje (povećanje gustoće)

• Cementiranje (povezivanje čestica npr. kod injektiranja)

• Armiranje (geosintetici, sidra)

• Sušenje

• Promjene temperature

Sadržaj predmeta - I

Metode poboljšanja svojstava tla

• Mehaničko poboljšanje

• Hidrauličko poboljšanje

• Predopterećenje

• Fizičko i kemijsko poboljšanje

• Poboljšanje upotrebom dodataka

6

Mehaničko poboljšanje – metode zbijanja tla

• Plitko zbijanje

• Duboko zbijanje

• Hidrominiranje

• Dinamička konsolidacija

• Vibracijsko zbijanje

• Predopterećenje

Hidrauličko poboljšanje

• Površinsko odvodnjavanje

• Gravitacijski i vakuum bunari

• Unutrašnja drenaža

• Upotreba geosintetika za dreniranje

• Elektroosmoza

• Predopterećenje

7

Fizičko i kemijsko poboljšanje

• Stabilizacija uz upotrebu smjesa

• Injektiranje

• Mlazno injektiranja

• Tehnike smrzavanja

Poboljšanje upotrebom dodataka

• Prednapregnuta geotehnička sidra

• Armirano tlo

• Čavlano tlo

• Primjena geosintetika za armiranje tla

8

Sadržaj predmeta - II

Metode poboljšanja stijenske mase

• Prednaprezanje stijenske mase– Štapna sidra– Split-Set sidra– samobušiva sidra

• Mlazni beton• Čelične mreže• Sintetičke obloge• Injektiranje stijenske mase• Dreniranje stijenske mase

Sadržaj predmeta - III

Primjena metoda poboljšanja pri rješavanju geotehničkih problema i izgradnji

objekata• potporne konstrukcije

• pokosi

• nasipi na stišljivoj podlozi

• podzemne prostorije i tuneli

9

Sadržaj predmeta - IV

Metode naknadnih mjerenja i opažanjaSvrha: procjene uspješnosti primjene tehnika

poboljšanja.Laboratorijski i terenski postupci:• Mjerenje gustoće kalibriranim pijeskom• In-situ denzimetar• Penetracijski pokusi• Presiometar• Dilatometar• Praćenje pomaka• Praćenje naprezanja i pornih pritisaka

čeličnamembrana

P0 P1

95mm

50m

m

čeličnamembrana

staklenibalon

kalibriranipijesak

ventil

lijevak

metalnaploča

rupa, ispunjenakalibriranim pijeskom

izvor zračenja

detektor nailaska fotona

putovi fotona

bu

šotin

ais

pitn

a d

ion

ica

pre

sio

me

tars

kaso

nd

a

eks

pa

ndir

aju

ćad

ion

ica

šipka

vodovi

PC

φ = 3,57 cm

30 cm

osjetilo za silu (1)

plašt

filtar i osjetiloza porni tlak

vrh (stožac)

osjetilo za silu (2)

φ 50 mm

500

mm

30

0 m

m

nož

rasklopni cilindar

kuglica

rupe za zrak

Predznanje

• Mehanika tla

• Mehanika stijena

• Hidrogeologija

• Inženjerska geologija

10

Burland-ov trokut

profiltla

ponašanjetla

odgovarajućimodel tla

iskustvorizik

laboratorijska / terenska

ispitivanja / opažanja /mjerenja

idealizacija povezana s ocjenom /fizički i analitički modeli

postanak tla / geologija

istraživanja na terenu i opis tla

Metode rješavanja problema - Lambe, 1979

� MEHANIKA TLA� INŽENJERSKA

GEOLOGIJA

� ISTRAŽIVANJE +� ISKUSTVO� EKONOMIKA

INŽENJERSKA

PROCJENARJEŠENJE

PROBLEMA=

11

Literatura - obavezna

1. Kovačević Zelić, B.: Poboljšanje tla i stijena, Interna skripta, CD-ROM, RGNF, 2004.

2. Babić, B. (Ur.): Geosintetici u graditeljstvu, HDGI, Zagreb, 1995.

3. Čorko, D., Kovačić, D., Lovrenčić, D., Marić, B.: Mlazno injektiranje – prikaz tehnologije i primjene mlaznog injektiranja, CONEX, Zagreb, 1997.

4. Jašarević, I., Rupčić, J., Slunjski, E. (Ur.): Mehanika stijena-temeljenje-podzemni radovi, Knjiga 1, Poglavlje 4: Poboljšanje stijenskih masa, 405-527, DGIT, Zagreb, 1983.

5. Seminarski radovi iz prethodnih godina

Literatura – neobavezna ali raspoloživa za ambicioznije

1. Bell, F.G.: Engineering treatment of soils, E&FN Spon, London, 2000.

2. Moseley, M.P. (Ed.): Ground improvement, Chapman & Hall, London, 1996.

3. Hausman, M.R.: Engineering principles of groundmodification, McGraw-Hill, New York, 1990.

4. Mitchel, J.K.: Soil Improvement – State-of-the-Art-Report, X ICSMFE, Stockholm, p. 509-575, 1982.

5. E. Hoek, E.T. Brown: Underground excavations in rock, Inst. Min. and Metall., London, 1980.

6. Koerner, R.M.: Designing with geosynthetics – 4th ed., Prentice-Hall Int., New Jersay, 1998.

12

Obaveze predavača

• Predavanja

• Laboratorij

• Teren

• Podjela seminarskih radova i izbor odgovarajuće literature

Obaveze studenata

KAKO ?• predavanja• vježbe• 1 seminarski rad• 1 prezentacija seminara kao ppt-

prezentacija• 4 kolokvija• laboratorijske i terenske vježbe• ispit• konzultacije

13

Kako doći do ocjene?

• Ispit se na kraju semestra polaže samo usmeno

• OCJENA:�1 seminarski rad nosi 10%

�4 pismena kolokvija nose 60%

�Usmeni ispit 30% ukupne ocjene.