PODZEMN STAVBY Poklesov aktivita stav geotechniky DEFORMACE POVRCHU

PODZEMNÍ STAVBY Poklesová aktivita Ústav geotechniky

DEFORMACE POVRCHU ÚZEMÍ PŘI TUNELOVÁNÍ ZÁVISÍ NA: Ø Použité technologii provádění Ø Rozměrech a tvaru výrubu Ø Kvalitě horninového prostředí Jsou způsobeny především: • Změnou původního stavu napjatosti a z toho vyplývající změnou vlastností hornin v okolí tunelu • Snížením hladiny podzemní vody • Nedokonalostí nasazené technologie ražby

Poklesová kotlina vznikající na povrchu území Vliv na stavby Monitoring účinků

RAŽBA: přetváření hornin do výrubu = KONVERGENCE (radiální deformace) posouvání horniny v čelbě = EXTRUZE (podélné deformace)

POKLESOVÁ KOTLINA (PÁNEV) Prostorová úloha

Poklesová kotlina tunel Mrázovka

ZÓNY V POKLESOVÉ KOTLINĚ

METODY PRO STANOVENÍ DEFORMACÍ POVRCHU ÚZEMÍ PŘI TUNELOVÁNÍ: Ø Empirické Ø Ø Analytické Fyzikální modelování Matematické modelování Měření in situ

EMPIRICKÁ METODA „Objemová ztráta horniny – Loss of Ground“ [R. B. Peck, 1969] Poklesová kotlina vzniklá v důsledku ztráty objemu horniny v okolí výrubu extruzí a konvergencí. Je aproximována Gaussovou křivkou Plocha poklesové kotliny (M. L. Myrianthis – doplnil J. Mencl): Ø v tuhých jílech ø 2, 5% plochy výrubu (max. 6, 2%, min. 1, 4%) Ø londýnské jíly (metro) 1÷ 4% Ø frankfurtské jíly 1, 2% (štít), 5÷ 7% (NATM) Ø jíly budapešťské (metro) 3÷ 4%, pod Dunajem 7÷ 13% Ø jíly brněnské (kolektory) až přes 10%

„Objemová ztráta horniny“ [R. B. Peck, 1969] • plocha (objem) poklesové kotliny: • maximální pokles v ose výrubu: • inflexní body: i = 0, 61 smax • bod maximální křivosti M = 0, 22 smax resp.

Graf pro předpověď šířky poklesové pánve (R. B. Peck, 1967): Vztah mezi maximálním sedáním a poměrem Z/D pro tuhé až tvrdé jíly (Attewel a Farmer, 1975):

ANALYTICKÉ (POLOANALYTICKÉ) STANOVENÍ POKLESŮ [Limanov – Fazekas] Parametry sedání jsou odvozeny z deformací obrysu tunelu pro dvouvrstvé nadloží (pružný, homogenní a izotropní poloprostor) Maximální pokles v ose:

FYZIKÁLNÍ MODELOVÁNÍ Model z ekvivalentních materiálů tunel Březno (jíly) (F. Nazari, 1997)

MATEMATICKÉ MODELOVÁNÍ (MKP, MHP, metoda oddělených prvků, metoda konečných diferencí, metoda sítí apod. ) 47 mm 145 mm Tunel Brno – Dobrovského (MKP-RIB)

MĚŘENÍ IN SITU Brno – kolektor Tkalcovská

METODY PRO OMEZENÍ VZNIKU POKLESŮ Ø Geometrické úpravy vedení trasy (vyšší nadloží, nebo naopak mělce => úzká kotlina, vyhnutí se kritickým místům ap. ) Ø Nasazení speciálních metod ražení (pneumatické tunelování, bentonitový nebo zeminový štít ap. ) Ø Zlepšení prostředí v ražbě (pilotové a mikropilotové deštníky - i víceřadé, injektáže, zmrazování) Ø Plošné vyztužení nadloží nad tunelem (pasivními) tyčovými kotvami, sloupci TI ap. Ø Vestavění ochranných prvků do poklesové kotliny mezi základy objektů a PS (stěny z TI, mikropilot, CFA pilot, štětovnic) Ø Úpravy ohrožených objektů (podchycení jejich základů do větší hloubky; zvýšení tuhosti jejich konstrukce ap. )

Ochranná clona z TI a její funkce