NÁVRH ZEMNÉHO TELESA

1. NÁVRH ZEMNÉHO TELESA Geotechnické kategórie a geotechnické vlastnosti • I. geotechnická kategória (ďalej PGK) • násypy a zárezy do výšky 3 m na stavbách pozemných komunikácií III. a IV. triedy, miestnych a účelových komunikácií • nie zeminy upravené spojivom, druhotné suroviny, ľahké materiály (napr. keramické kamenivo apod.), zemné teleso sa nevystužuje a nebuduje sa ako sendvič. Sklon pôvodného terénu nesmie byť väčší ako 10 % • II. geotechnická kategória (ďalej DGK) • zemné konštrukcie s výškou nad 3 m • konštrukcie nižšie ako 3 m (ak nespĺňajú podmienky PGK, alebo ak jeho výstavbou môže byť ohrozená stabilita okolitého územia, alebo by mohli spôsobiť neprimerané deformácie okolitých stavieb) • III. geotechnická kategória (ďalej TGK) • konštrukcie alebo jej časti, ktoré sa nemôžu zatriediť do PGK ani DGK • vysoké, veľmi členité a zložite zaťažené oporné zemné konštrukcie, zemné konštrukcie stavané na zosuvnom, resp. poddolovanom území, zemné konštrukcie z neštandardných ľahkých materiálov a pod K2_ZEMINY

2. NÁSYP • Násypové teleso – buduje sa v súlade s projektovou dokumentáciou a vzorovými priečnymi rezmi • Konštrukčnou časťou násypu je aktívna zóna, ktorá tvorí podložie vozovky. Tvar zemného telesa sa navrhuje tak, aby pláň mala požadovaný priečny a pozdĺžny sklon a odvodnenie konštrukčnej pláne vozovky bolo zabezpečené aj počas stavby. • Pri návrhu zemného telesa - treba uvážiť tieto medzné stavy: • strata celkovej únosnosti alebo stability staveniska • porušenie svahu alebo koruny násypu; • porušenie: vnútornou eróziou; povrchovou eróziou alebo vymieľaním; • deformácie násypu - nadmerné sadnutie alebo trhliny; posuny koruny násypu (inž. siete) • nadmerné deformácie v prechodných oblastiach, napríklad prístupový násyp pred mostnou oporou; K2_ZEMINY

3. NÁSYP • klimatické vplyvy ako je zamŕzanie a topenie alebo extrémne vysúšanie; • creep/dlhodobé dotvarovanie v svahoch násypov počas období zamŕzania a topenia; • znehodnotenie materiálu podkladovej vrstvy vplyvom veľkého zaťaženia od dopravy; • deformácie spôsobené hydraulickými vplyvmi; • zmeny podmienok prostredia, ako napríklad znečistenie povrchovej alebo podzemnej vody, hluk alebo vibrácie. K2_ZEMINY

4. Mimoriadne návrhové prvky • účinky procesu výstavby (výkopy v blízkosti násypu a vibrácie spôsobené odstrelom, baranením pilót alebo ťažkými strojmi a zariadeniami; • účinky konštrukcií, ktoré budú na násype alebo v jeho blízkosti; • účinky erózie alebo prevýšenia, ľadu, vĺn alebo dažďa na svahy a korunu násypu; • teplotné účinky (zmrašťovanie). Podľa geotechnickej kategórie (D, RC a cesty I. triedy) – posúdj sa návrh zemného telesa: • výpočtom; • prijatím normatívnych opatrení; • zaťažovacími skúškami a skúškami na skúšobných poliach; • metódou kontrolného merania na sledovanie správania sa násypového telesa počas stavby aj v čase prevádzky; • odborným odhadom (len pre PGK) K2_ZEMINY

5. Násyp na neúnosnom podloží • ak v podloží násypu sú stlačiteľné zeminy a málo únosné podložie (CBR < 3 %; Edef1 < 10 MPa), musia sa navrhnúť opatrenia na urýchlenú konsolidáciu a zvýšenie únosnosti podložia násypu, a to: • zlepšením vrstvy neúnosnej zeminy hydraulickými spojivami; • výmenou vrstvy neúnosnej zeminy vrstvou sypaniny; • úpravou vodného režimu: odvedením vody drenážnymi rebrami, resp. vertikálnymi drénmi; • použitím geotextílií v kombinácii s vyššie uvedenými úpravami. • nevhodná zemina v podloží násypu sa vymieňa až do hĺbky 2,0 m. Odstránená vrstva zeminy sa môže nahradiť : • materiálom určeným na stavbu násypového telesa • nesúdržnou zeminou (sypaninou) - na styku podložia a vrstvy násypu separačná geotextíliou K2_ZEMINY

6. Mimoriadne návrhové prvky 1. zvislé prefabrikované konsolidačné drény - na urýchlenie sadanie vodou nasýtených súdržných zemín v podloží násypov vyšších ako 4,0 m (alebo pieskové alebo štrkopieskové pilóty) - návrh hĺbky, priemeru a vzdialenosti drénov jvýpočtom 2. urýchlenie konsolidácie a zväčšenie únosnosti podložia násypu – aj technológiami; intenzívnym dynamickým zhutňovaním alebo hĺbkovým vibračným zhutňovaním. K2_ZEMINY

7. Vystužený násyp Násypové teleso na málo únosnom podloží alebo pri podmienečne vhodnej, resp. nevhodnej zemine je potrebné vystužiť: • geotextíliami (GTX) alebo • výstužnými prvkami(GRP). Výstužné geotextílie : • možno ukladať výškovo v rovnakých vzdialenostiach po celej šírke telesa, • len v určitých miestach, najmä na okrajoch a obaľovať vrstvy s cieľom zväčšiť sklony svahov Návrh vystuženého násypu má obsahovať komplexné statické posúdenie (vrátane výpočtov aktívne pôsobiacich síl v geotextílii a jej kotviacej dĺžky). K2_ZEMINY

8. K2_ZEMINY

9. Násyp z kamenitej (balvanitej) sypaniny • navrhuje sa v súvislosti so skalnými prácami, alebo pri výkope balvanitých alebo kamenitých sutín • pri stavbe - pracovný postup sypania, aby sa sypanina čo najmenej rozmiešala. • sypaninu z tvrdých skalných hornín ukladať čelným spôsobom tak, že cez hranu nezhutnenej vrstvy sa má najprv uložiť hrubšia sypanina a následne sa presype (zaklinuje) jemnejšou sypaninou K2_ZEMINY

10. Násyp z iných materiálov • z viatych pieskov - stabilita riešením, mechanickou, alebo chemickou úpravou • z hlušín sa navrhuje podľa normy • z elúvií kryštalických hornín (ak spĺňajú požiadavky odolnosti proti mrazu) - použiteľnosť do podložia vyžaduje zlepšenie alebo spevnenie hydraulickým alebo organickým spojivom. • zo spraší alebo sprašových hlín (ktoré sú charakterizované ako podmienečne vhodné) - ak spraše vytvoria jadro násypu (musí byť na svahoch prikryté vhodnou zeminou v hrúbke najmenej 500 mm) • z popola alebo popolčeka v blízkosti jeho zdroja - je efektívny pri zakladaní násypu na neúnosnom podloží (menšia hmotnosť násypu) do hĺbky 1,5 m od povrchu a podložie musí byť nenamŕzavé • z hutníckej (nerozpadavej) trosky alebo vyľahčeného keramického kameniva Sklon svahu musí byť určený pre spraše v styku s vodou (nebezpečenstvo zosuvu a presadnutia). Spravidla vyhovujú sklony svahov od 1:2 do 1:3. K2_ZEMINY

11. K2_ZEMINY

12. Vrstevnatý násyp Účel -v prípade potreby alebo ekonomickej výhodnosti zabudovať do násypového telesa podmienečne vhodné a nevhodné zeminy (vlastnosti vhodnej, resp. nevhodnej) zeminy. Predbežný návrh obsahuje: • návrh tvaru zemného telesa; • návrh konštrukčnej hrúbky poddajnej vrstvy • čas výstavby - najmenej 60 % vypočítanej konsolidácie, uskutočnila pred výstavbou konštrukcie vozovky; • návrh hrúbky vrstvy zo stužujúcej zeminy; • stabilitné výpočty . K2_ZEMINY

13. Vrstevnatý násyp Nazamedzenie vzájomnej infiltrácie materiálov z nestmelenej vrstvy NV (výstužná vrstva, hrubšia zemina) a zo súdržnej zeminy (poddajná vrstva, jemnejšia zemina – podložie) - musia splniť kritériá: kde: d15,d85, je priemer zrna [mm] zodpovedajúci na čiare zrnitosti 15 % a 85 % celkovej hmotnosti. Stavba z neupravených nevhodných alebo podmienečne vhodných zemín v prechodovej časti mostov sa nedovoľuje. K2_ZEMINY

14. b/2 1 m h hS hN Vrstevnatý násyp Buduje sa pravidelným striedaním vrstiev hornín alebo sypanín výrazne odlišných vlastností. Vrstvy tvoria horniny alebo sypaniny s veľkou alebo malou stlačiteľnosťou. Schéma vrstevnatého násypu h – výška násypu; hs– hrúbka poddajnej vrstvy; hN– hrúbka stužujúcej vrstvy b – šírka násypu vkorune K2_ZEMINY

15. Vrstevnatý násyp • Málo vhodné zeminy sa pred použitím pre stavbu násypu musia upravovať (ak maximálna objemová hmotnosť d,max1 500 kg.m-1alebo optimálna vlhkosť wL  60 %). Súčiniteľ priepustnosti (k) má hodnotu 10-7 - 10-11 m.s-1, čo spôsobuje dlhú konsolidáciu. • poddajná vrstva je vrstva sendvičového dvojvrstvia vytvorená zo stlačiteľnej súdržnej a spravidla veľmi vlhkej zeminy, v ktorej prebieha konsolidácia, • stužujúca vrstva - z menej stlačiteľného nesúdržného materiálu (zeminy), ktorá pôsobí ako konsolidačná, drenážna vrstva. • Pre predbežný návrh: • a) stanoví sa predbežný tvar zemného telesa (s potrebným priečnym sklonom) • b) určí sa predbežná hrúbka poddajnej vrstvy (hs): K2_ZEMINY

16. Vrstevnatý násyp 1. hs≥ 0,3 m 2. čas výstavby v dňoch tv 180 dní [m] kde cv,s – súčiniteľ konsolidácie materiálu vrstvy [m2. s-1] 3. čas výstavby v dňoch tv 180 dní [m] 4. čas výstavby nie je známy (ak hsnevyhovuje bodu 1, 2, 3, musí sa zaistiť čas výstavby (počet dní) K2_ZEMINY

17. Realizácia vrstevnatého násypu • málo vhodná zemina sa nemôže ukladať priamo na podložie (oddeliť separačnou vrstvou) • zrnitosť vrstiev (podložie a násyp) – filtračné kritériá (medzivrstva - geotextília) – požiadavky pre: • súčiniteľ priepustnosti (k  5 . 10-3 cm.s-1) • filtračnú funkciu • sklon vrstiev počas výstavby - min 3 % (kvôli odvodneniu) • okraj násypu šírky 1 - 2 m musí byť vytvorený z nesúdržnej zeminy a musí vyhovovať drenážnej funkcii • zhutňovanie vrstiev sa vykonáva podľa druhu zeminy K2_ZEMINY

18. Zhutňovanie vrstevnatých násypov • každá vrstva násypu sa zhutňuje samostatne - hrúbka vrstvy nesmie prevýšiť hĺbku účinnosti valca, súčasne: • hrúbka (technologickej vrstvy) málo vhodnej zeminy má byť: • max. 0,5 m s vlhkosťou wn  wopt • max. 0,4 m s vlhkosťou wn  wopt • hrúbka stužujúcej vrstvy má byť: • max. 1,0 m s vlhkosťou wn  wopt • max. 0,75 m s vlhkosťou wn wopt • dvojica vrstiev sa zhutňuje spolu - hrúbky jednotlivých technologických vrstiev majú vyhovovať hodnotám pre : • poddajnú vrstvu max. 0,5 m • stužujúcu vrstvu: • sypanina zo skalných hornín max. 0,5 m • sypanina zo zemín max. 0,3 m. K2_ZEMINY

19. Zárez a odrez • platia všeobecné ustanovenia normy (samostatne pre zárez a násypovú časť v odreze) • prechod zo zárezovej do násypovej časti odrezu v priečnom aj pozdĺžnom smere tzv. nulový bod • môže byť stavaný ako: • jednoduchý zárez (nevystužený) • vystužený zárez. Výkopovými prácami v  záreze sa získava zemina na stavbu násypu cestnej komunikácie. V záreze musí byť zaistený odtok povrchových vôd z miesta ťažby zeminy (postup ťažby zeminy proti pozdĺžnemu spádu nivelety) Musia sa vykonať opatrenia, aby sa zabezpečila ochrana zárezu pred prítokom vody a aby nedošlo k zatopeniu zárezu v mieste ťažby. K2_ZEMINY

20. Kontrola zhutnenia Mieru zhutnenia určujú parametre: • - koeficient kvality zhutnenia - D • - koeficient účinnosti zhutňovacieho prostriedku - C • - vlhkostný rozdiel - w HILFOVA METÓDA % d -suchá objemová hmotnosť zeminy kg.m-3  -vlhká objemová hmotnosť zeminy kg.m-3 Platí wp - vlhkosť zeminy/sypaniny % K2_ZEMINY

21. 600 400 70 30 ° 110 Penetrometer • kde • Pk –sila potrebná pre zatlačenie N • P – sila potrebná pre zatlačenie do hĺbky z N • - z – hĺbka zatlačenia mm K2_ZEMINY

22. Nepriame metódy • radiačný hutnomer (napr. TROXLER) • geodetická metóda Určí sa: • plocha min. 3 x 5 m • meracie značky (doštičky, podložky, farbou natreté kamene ...) Statická zaťažovacia skúška : • - plocha dosky 2500 cm2 • - vzdialenosť protizáťaže 2,5.d • - časové kritérium 0,05 mm/min K2_ZEMINY

23. Zárez a odrez • platia všeobecné ustanovenia normy (samostatne pre zárez a násypovú časť v odreze) • prechod zo zárezovej do násypovej časti odrezu v priečnom aj pozdĺžnom smere tzv. nulový bod • môže byť stavaný ako: • jednoduchý zárez (nevystužený) • vystužený zárez. Výkopovými prácami v  záreze sa získava zemina na stavbu násypu cestnej komunikácie. V záreze musí byť zaistený odtok povrchových vôd z miesta ťažby zeminy (postup ťažby zeminy proti pozdĺžnemu spádu nivelety) Musia sa vykonať opatrenia, aby sa zabezpečila ochrana zárezu pred prítokom vody a aby nedošlo k zatopeniu zárezu v mieste ťažby. K2_ZEMINY