ROAD DIRECTORATE Public Company

FEDERATION OF B&H REPUBLIC OF SRPSKA ROADS

RS-FBiH/3CS - TA IN IMPROVEMENT AND PREPARATION OF ROAD STANDARDS

PROJEKTIRANJE MOSTOVA I KONSTRUKCIJA NA PUTEVIMA, KNJIGA 2, DIO 2

PROJEKTANTSKA SMJERNICA 2.2.17

OBJEKTI U POKRIVENIM USJECIMA I GALERIJE

Ljubljana,

______________________________________________________________________________ 2

U V O D

Objekti (graevine) u pokrivenim usjecima i galerije su armirano betonske ininjerske konstrukcije izgraene sa namjerom da tite trup puta u dubokim usjecima, koji se po izgradnji konstrukcije zatrpavaju ili da tite trup puta u prirodnim ili vjetakim zasjecima. Projektovanje i izgradnja ovih objekata nastaje u usjecima dubine 10-30 m kada su ti usjeci za trup puta samostalni objekti ili predusjeci na ulazima u tunele sa blagim nagibom ulazne kosine. Razlozi za izgradnju konstrukcije u usjeku mogu biti slaba geoloka graa tla, teko i skupo uspostavljanje stabilnosti kosina usjeka i skupo odravanje. Duboki usjeci zahtjevaju irok pojas terena i prestavljaju vjetaku duboku prepreku za prirodno kretanje ljudi i ivotinja na tom prostoru. Duboki usjeci su gruba intervencija u prirodni ambijent. Na ulaznim dijelovima tunela sa blagim nagibom u geoloko slabim tlima eonih kosina objekti u dubokim usjecima omoguuju da dosegnemo nadsloj nad kalotom tunela dovoljne debljine, koji zavisno od geoloke grae tla, omoguuje iskop za tunelsku cijev i betoniranje obloge po poznatim metodama tunelogradnje. Galerije su inenjerske konstrukcije koje tite sigurnost i stabilnost saobraaja na putu i trup puta od zasipanja materijalom sa prirodnih ili vjetakih kosina ili od zasipanja snjegom u planinskim predjelima. Vanjska povrina galerija je potpuno ili djelimino otvorena radi prirodne rasvjete i ozraenja i boljih uslova eksploatacije.

______________________________________________________________________________ 3

S A D R A J 1. PREDMET PROJEKTANTSKE SMJERNICE ................................................................................... 4 2. REFERENTNA DOKUMENTACIJA .................................................................................................. 4 3. ZNAENJE IZRAZA .......................................................................................................................... 5 4. KONCEPCIJE I PROJEKTOVANJE OBJEKATA U POKRITIM UKOPIMA I GALERIJA................. 5 5. OBJEKTI U POKRIVENIM USJECIMA U TEKIM GEOLOKIM USLOVIMA NA PORTALIMA

TUNELA I NA CIJELOJ DUINI KRATKIH TUNELA SA MALOM VISINOM NAD TJEMENOM ..... 8 6. KRATKI TUNELI SA NISKIM NADSLOJEM IZVEDENI U DUBOKIM USJECIMA U POVOLJNIM

GEOLOKIM USLOVIMA ............................................................................................................... 10 7. ARMIRANO BETONSKE KONSTRUKCIJE U PLITKIM USJECIMA.............................................. 11 8. ARMIRANO BETONSKE KONSTRUKCIJE U DUBOKIM USJECIMA ........................................... 14 9. KONSTRUKCIJE ZA ZATITU PRIRODNIH ILI VJETAKIH KOSINA ZASJEKA - GALERIJE . 16

______________________________________________________________________________ 4

1. PREDMET PROJEKTANTSKE SMJERNICE

- Smjernica je namjenjena uesnicima u

planiranju projektovanju i odravanju puteva i ininjerskih konstrukcija na putevima.

- Smjernica ima za cilj da analizira i ukae na

morfoloke i geoloke karakteristike terena, uslove zatite prirodnog ambijenta, ljudi i ivotinja te naine osiguranja stabilnosti trupa puta i zatite saobraaja na putu.

- Inenjerske konstrukcije u dubokim

pokrivenim usjecima i galerije su relativno noviji objekti koji nastaju na putevima viega ranga koji se grade u brdovitim ili planinskim predjelima.

- U literaturi koja je nama poznata i dostupna

ne postoje udbenici, prirunici ili smjernice koje cjelovito obrauju predmet nae smjernice. Smjernica za objekte u otvorenim iskopima i galerije se zasniva na iskustvima i saznanjima projektovanja u Sloveniji u poslednjih desetak godina i na nekim podacimai iz strunih lanaka.

- U poglavlju 4 Koncepcija i projektovanje

objekata u pokrivenim usjecima i galerija data je konceptualna podjela u pet skupina sa smjernicama za projektovanje.

- U poglavlju 5 su obraeni primjeri specifikih

a.b. konstrukcija na ulaznim portalnim djelovima tunela u tekim i specifinim geoloko morfolokim uslovima.

- U poglavlju 6 su date smjernice za

projektovanje i graenje kratkih tunela sa nedovoljnom visinom nadsloja, koji se grade u dubokim usjecima i po izgradnji zasipaju materijalom iz iskopa.

- U poglavlju 7 su obraene smjernice za

armirano betonske konstrukcije u plitkim usjecima koje mogu imati viestruku namjenu (zatita prirode, prolazi ispod postojeih saobraajnih povrina itd.).

- U poglavlju 8 su pokazani primjeri djeliminih

ili cjelovitih prekrivanja dubokih usjeka sa smjernicama za projektovanje i graenje.

- Poglavlje 9 obrauje konstrukcije galerije

za zatitu prirodnih i vjetakih kosina zasjeka od zasipanja puta i ugroavanja saobraaja.

- Izgradnja ininjerskih konstrukcija u otvorenim iskopima i njihovo zatrpavanje kao

i izgradnja galerija imaju neke specifinosti koje su smjernicama obraene.

- Nadzor u toku izgradnje i odravanja ovih

konstrukcija ima slinosti sa mostovima i drugim inenjerskim konstrukcijama pa u ovoj smjernici nisu ponovno obraeni.

2. REFERENTNA DOKUMENTACIJA Projektovanje i graenje armirano betonskih konstrukcija izgraenih u otvorenim iskopima i galerija temelji na odredbama razliitih pravilnika, propisa i standarda slino kao i kod armirano betonskih mostova i drugih inenjerskih konstrukcija: - Pravilnik o tehnikim normativima za

odreivanje veliine optereenja na mostovima od 4.1.1991 godine;

- Pravilnik o tehnikim normativima za temeljenje graevinskih objekata, Slubeni list SFRJ br. 15-195/90;

- Pravilnik o tehnikim normativima za beton i armirani beton pripremljen sa prirodnim i vjetakim lakim agregatima, Slubeni list SFRJ, br. 15-296/90;

- Pravilnik o tehnikim normativima za projektovanje, proizvodnju i izvoenje konstrukcija od prefabrikovanih elemenata iz nearmiranog i armiranog betona, Slubeni list SFRJ br. 14-146/89;

- Pravilnik o jugoslovenskim standardima za drvene konstrukcije, Slubeni list SFRJ br. 48-497/84;

- Pravilnik o tehnikim normativima za eline ice i uad za prednapenjanje konstrukcija, Slubeni list SFRJ br. 41-530/85 i 21-276/88;

- Pravilnik o jugoslovenskim standardima za osnove projektovanja graevinskih konstrukcija, Slubeni list SFRJ, br. 49-667/88;

- EN 1990:2002 Eurocode 0 Osnove projektovanja konstrukcija;

- PrEN 1991 Eurocode 1 Uticaji na konstrukcije;

- PRen 1992 Eurocode 2 Projektovanje betonskih konstrukcija;

- prDEN 1997 Eurocode 7 Geotehniko projektovanje;

- EN 1537:2002 Izvoenje posebnih geotehnikih radova Geotehnika sidra;

- EN 206-1:2003 Beton 1. dio Specifikacija, osobine, proizvodnja i skladnost;

- Projektantska smjernica 2.2.1 Opta smjernica za objekte na cestama (mostovi);

- Projektantska smjernica 2.2.9 Spojnice na betonskim konstrukcijama;

______________________________________________________________________________ 5

- Projektantska smjernica 2.2.13 duboko temeljenje na ipovima i bunarima;

- Projektantska smjernica 2.2.15 Gravitacioni zidovi;

- Projektantska smjernica 2.2.16 Ankerisane potporne konstrukcije.

3. ZNAENJE IZRAZA Objekti u pokrivenim usjecima su inenjerske konstrukcije koje se grade da tite trup puta u usjecima koji se po izgradnji objekta zatrpa materijalom iz iskopa. Galerije su inenjerske konstrukcije koje tite trup puta i saobraaj od zatrpavanja materijalom ili snjegom sa prirodnih ili vjetakih kosina zasjeka. Tuneli su zatvoreni objekti koji slue za prolaz saobraajnice kroz brdo sa iskopom u objektu povrine cijevi. Portali su ulazni i izlazni dijelovi objekta oblikovani skladno sa morfoloko geolokim uslovima lokacije i prelaza sa ceste na objekat. Duboki usjek je usjek za trup puta dubine vee od 10 m u prirodno ravnom ili kosom terenu odozgo prema dole sa istovremenom zatitom. Zasip-nasip sa bonih strana i nad gornjom ploom ili svodom a.b. konstrukcije izgraene u usjeku je zemljani ili kameniti materijal iskopan u useku koji se nasipa u slojevima uz propisno zbijanje. Odvodnju objekata ine odvodnja povrinske vode, odvodnja podzemnih voda i odvodnja vozne povrine.

Zatita kosina usjeka su sve tehnike mjere koje imaju za cilj da osiguraju prirodnu stabilnost kosina usjeka do izgradnje objekta i zasipanja. Kampada je dio konstrukcije objekta izmeu dva radna ili dilataciona spoja. 4. KONCEPCIJE I PROJEKTOVANJE

OBJEKATA U POKRIVENIM USJECIMA I GALERIJA

4.1 Uvod Da bi se investitor i projektant opredjelili za projektovanje i izgradnju objekata u pokrivenim usjecima ili galerija postoji vie razloga koji se mogu razvrstati u pet skupina.

- Ako su ulazni portalni dijelovi tunela locirani

na blagim padinama sa slabom geolokom graom, tada je potrebno posebnim projektima sa specifinim rjeenjima omoguiti konstruktivno i tehnoloko sigurnu izgradnju.

- Izgradnja kratkih tunela sa nedovoljnom visinom nadsloja moe biti ekonominija ako se primjeni postupak iskopa usjeka, izgradnja jedne ili dvije tunelske cjevi i zatrpavanje tunelskih cijevi po izgradnji sa materijalom iz iskopa.

- Izgradnja armirano betonskih konstrukcija u relativno plitkim usjecima sa ciljem da prolaz ceste ili autoceste najmanje poremeti i prekine urbanizirani (izgraeni) ili prirodni (ruralni) prostor (ambijent).

- Prekrivanje dijelova dubokih usjeka i izgradnja armirano betonskih konstrukcija sa nasipom nad njima sa ciljem da se umanje posljedice prekida terena i omogui kontinuitet prirode i kretanja ljudi i ivotinja.

- Za zatitu trupa puta i saobraaja na putu od aktivnog ili potencijalnog zatrpavanja sa materijalom iz prirodnih ili vjetakih kosina zasjeka planiraju se, projektuju i grade specifike armirano betonske ili eline konstrukcije koje nazivamo galerije.

4.2 Podloge za projektovanje objekata u pokrivenim usjecima i galerija

Osnovu za projektovanje objekata u pokrivenim usjecima i galerija, slino kao i kod mostova, prestavlja cjelina geodetskih, geoloko-geomehanikih, hidrolokih, vodoprivrednih, putnih, saobraajnih, meteorolokih, prostorskih i urbanistikih podataka lokacije za itavo uticajno podruje obraivanog objekta i podloge za zatitu prirodnog ili izgraenog ambijenta Za projektovanje objekata u pokrivenim usjecima i galerija posebno su vane geoloko-geomehanike podloge koje su obraene u posebnim smjernicama. Proje projektovanja investitor mora pripremiti projektni zadatak u kome su navedeni razpoloivi podaci, geotehnike kategorije, podaci koje mora pribaviti projektant i drugi uslovi za projektovanje i izradu objekta. Prikladnost, pouzdanost i ekonominost projektnog rjeenja neposredno zavisi od znanja, iskustva i osposobljenosti projektanta, tanosti i razumjevanja terenskih podataka, koje mogu pribaviti samo ovlateni strunjaci za pojedina podruja u stalnoj saradnji sa projektantom, koji mora imati odreeno znanje i

______________________________________________________________________________ 6

iskustva iz svih gore navedenih interdisciplinarnih podruja sa naglaskom na geologiju, geomehaniku i graevinske konstrukcije. Detaljniji prikaz podloga za projektovanje je obraen u poglavju 4 Opte smjernice za projektovanje objekata na cestama (mostova) P.S.2.2.1. 4.3 Geotehnika zahtjevnost lokacije

objekta Kategorija geotehnike zahtjevnosti je znaajna za odreivanje obsega istraivanja, ocjenu prikladnosti konstrukcije i predviene tehnologije izvoenja, procjenu trokova, izbor projektanata i izvoaa objekata. Zahtjevnost zavisi od stepena rizika pri izvoenju radova, vrste tla te posljedica, greaka kod projektovanja i izvoenja. Kategorija geotehnike zahtijevnosti mora se odrediti prije poetka projektovanja. U slijedeim fazama investiranog procesa moe se promijeniti najvie za jednu kategoriju. Eurocode 7: Geotehniko projektovanje predvia tri kategorije geotehnike zahtijevnosti: 4.3.1 Geotehnika kategorija 1 U prvu geotehniku kategoriju ubrajaju se male i jednostavne konstrukcije kada iskopi u plitkim stabilnim usjecima ne ugroavaju stabilnost kosina usjeka dodatnih deformacija i prekoraenja graninih stanja susjednih objekata, infrastrukture, pojave globalne nestabilnosti padine itd. Kategorizacija potpornih konstrukcija u prvu kategoriju dozvoljava se samo kada za stvarna temeljna tla postoje dokumentovana iskustva, koja dokazuju da su potrebni postupci za projektovanje i izvoenje predvienih radova toliko jednostavni da se dozvoljava upotreba iskustvenih metoda. U ovu kategoriju ne mogu se uvrstiti iskopi usjeka i objekti u zonama aktivnih, mirujuih i potencijalnih klizita. 4.3.2 Geotehnika kategorija 2 U drugu geotehniku kategoriju ubrajaju se konstrukcije kod kojih nisu prisutni veliki rizici, izuzetno veliki i zahtjevni geotehniki uslovi i primjeri optereenja.

Objekti konstrukcije, uvrtane u ovu kategoriju zahtijevaju tanost u priklupljanju kvalitativnih i kvantitativnih geotehnikih podataka i rezultata geotehnikih analiza. Za uvrtavanje ovih specifikih objekata u viu geotehniku kategoriju veinom su presudni geotehniki, a manje konstrukcijski razlozi. U ovu kategoriju ubrajaju se konstrukcije u usjecima dubine 15-20 m sa sidrima ili bez njih na ravninskim ili padinskim lokacijama bez izrazitih diskontinuiteta na kojima nema aktivnih, mirujuih, fosilnih i potencijalnih klizita veih dimenzija i dubina iznad 5 m. Za dokazivanje stabilnosti i graninih stanja upotrebljavaju se odgovarajui standardni postupci i raunski programi. 4.3.3 Geotehnika kategorija 3 U geotehniko najzahtjevniju kategoriju konstrukcija spadaju projekti, koji prestavljaju objekte sa izrazito velikim rizikom i posebnim zahtjevima. Ova kategorija najee se primjenjuje u izrazito tekim terenskim i geoloko-geomehanskim prilikama. Kod rasporeivanja objekata u ovu kategoriju mora se uzeti u obzir: - rizike povezane sa ugroenou sigurnosti

ljudi i ivota, - rizike povezane sa velikim privrednim

posljedicama, - pritine rizike radi smanjenja pouzdanosti

geoloko-geomehanikih projektnih podataka,

- rizike povezane sa pouzdanou projektnog rjeenja kada pouzdanost konstrukcije zavisi od djelovanja drenanih sistema, kada se pouzdanost rjeenja ne moe u potpunosti dokazati sa geomehanikim analizama i proraunima,

- rizike radi izrazitog stepena seizmike ugroenosti.

U poreenju sa 1. in 2. kategorijom, objekti iz 3. kategorije se razlikuju po obimu, kvalitetu i kvantitetu ispitivanja te po primljenim metodama za geotehnike analize kao to su nelinearne i vremenski zavisne raunske modele, te sa osmatranjem izgradnje i sa sprovoenjem unaprijed planiranih mjera. Kod konstrukcija, koje su ukljuene u najviu kategoriju geotehnike zahtjevnosti treba organizovati praenje (monitoring) konstrukcije i tla u uticajnom podruju u toku i nakon zavretka radova.

______________________________________________________________________________ 7

4.4 Projektovanje objekata u pokrivenim usjecima i galerija

Investitor skupa sa projektantom uestvuje u programiranju, izradi i interpretaciji podloga za projektovanje prilagoenih fazi projekta. Zavisno od prirode objekta istiemo posebnau vanost geoloko-geomehanikih podloga. Projektna dokumentacija za objekte u pokrivenim usjecima i galerije obuhvata isto kao i kod mostova: - idejne dispozicije - idejni projekat (IP) - projekat za dobivanje graevinske dozvole

(PGD) - projekat za licitaciju raspis (PZR) - projekat za izvoenje (izgradnju) (PZI). Idejna dispozicija definira bistvene dispozicione karakteristike namjeravane izgradnje u vie varijanti. Idejni projekti su osnovni nacrti na osnovu kojih je investitoru omogueno donoenje odluke za prihvatanje najbolje varijante objekta koji namjerava graditi. Projekat za dobivanje graevinske dozvole (PGD) je sistematino ureen sadraj takvih nacrta, na osnovi kojih nadleni organ moe donijeti odluku o izdavanju graevinske dozvole. Projekat za licitaciju raspis (PZR) je sistematino ureen sadraj na osnovu kojih

ponua moe ponuditi realnu cijenu i rok a investitor moe odabrati najpovoljnijeg izvoaa. Projekat za izvoenje (PZI) je projekat za graevinsku dozvolu dopunjen sa detaljnim (armaturnim, kablovskim i radionikim) nacrtima na osnovu kojih se mogu izvoditi radovi prema uslovima iz graevinske dozvole. Za objekte u pokrivenim usjecima i galerije isto kao i za mostove i druge inenjerske konstrukcije izrauje se tehnika dokumentacija koju ine: - projekat izvedenih radova (PIR), - projekat za odravanje i eksploataciju (PO). Projekat izvedenih radova (PIR) je projekat za izvoenje dopunjen sa prikazom svih radova na eventualnim promjenama u svim dijelovima projekta za izvoenje koje su nastale u toku izgradnje. Projekat za odravanje i eksploataciju je skup materijala, nacrta i teksta u obliku garancija, potvrda, sadraja, ema, upustava i dr. Koji omoguava pravilnu eksploataciju i odravanje izgraenog objekta.

4.5 Slobodni profili u pokrivenim usjecima i galerijama

Slobodni profil ceste u pokrivenim usjecima i galerijama je prostor iznad saobraajnog profila i uz njega tj. saobraajni profil uvean za sigurnosnu visinu i irinu. Slobodni profil u pokrivenim usjecima i galerijama je identian slobodnom profilu u tunelima i prikazan je na slici 4.1.

Slika 4.1: Slobodni profil u pokritim usjecima i galerijama Visina slobodnog profila je 4,70. irina je jednaka irini kolovoza sa dodatkom staza za

odravanje irine 0,85 m na visini 2,0 m koji su denivelisani za 15 cm iznad kolovoza ceste.

______________________________________________________________________________ 8

5. OBJEKTI U POKRIVENIM USJECIMA U TEKIM GEOLOKIM USLOVIMA NA PORTALIMA ILI CIJELOJ DUINI KRATKIH TUNELA SA MALIM NADSLOJEM

- Kada su ulazni dijelovi tunela na eonim

stranama masivnih brda koji su izgraeni od kamenitih materijala sa tanjim povrinskim slojem nevezanih materijala iskop za tunelsku cijev i betoniranje poinje odmah od portala. Projektovanje i izgradnja tunela je obraena u posebnoj smjernici, koja samo u jednoj kratkoj taki 7.5.3 govori o objektima u pokrivenim usjecima.

- Ako su ulazni dijelovi tunela na relativno blagim padinama sa slabijom geolokom graom sa eone ili bonih strana tada nije mogue odmah od poetka tunela vriti iskop i graditi tunelsku cijev po tehnologiji predvienoj za ostali dio tunela.

- Zavisno od prirodnog ili urbanog ambijenta i od geoloke grae terena veliki broj usjeka posebno u kamenitim vezanim materijalima pred ulazima u tunele ostaje trajno nepokriven pod uslovom da je to prihvatljivo u pogledu zatite prirode i estetskog

oblikovanja ceste. Kosine takvih usjeka moraju biti globalno i lokalno stabilne i zatiene od padanja materijala na cestu i moraju biti stvoreni uslovi za njihovo odravanje.

- Ako se usjeci za pristup tunelu grade u geoloki slabim tlima gdje je sa potpornim zidovima teko i neekonomino a esto i neizvodljivo na ruevitim tlima obezbjediti potrebnu stabilnost tada se moraju prije izrade usjeka izvesti zatitne konstrukcije po principima gradnje metroa.

- Zatitne konstrukcije su obino zatitne pune ili diskontinualne armirano betonske stijene u vidu dijafragmi ili diskontinualne stijene izvedene od ipova 100 150 sa ili bez sidranja u zalee ili razupiranja u vidu greda ili u vidu svodova.

- Na slici 5.1 prikazan je relativno jednostavan nain zatite usjeka za tunelsku cijev sa buenim ipovima dijametra 100-150 cm razmaka od 2,0-3,0 m sidranih 5,0 m pod podnonim svodom bez vezne grede i sidara na vrhu. Konzolni ipovi sidrani u tlo preuzimaju sile od potiska tla.

Slika 5.1

______________________________________________________________________________ 9

Pri dubljim usjecima u loijim tlima sa veim potiscima kada ipovi 150 (slika 5.2) nisu sposobni da preuzmu horizontalne sile bez povezivanja sa veznom gredom presjeka 150-200/120-150.

Pod zatitom pilotnih stena vri se iskup i izgradnja tunelske cijevi u kampadama duine 8-10 m.

Slika 5.2 Sa poveanjem dubine usjeka posebno u geoloko-geomehaniki nepovoljnim uslovima poveavaju se potisci tla pa je za zatitu iskopa za tunelsku cijev neophodno razupiranje pilotnih zidova na vrhu sa razoporama i razupiranje sa armirano betonskim svodom nad kalotom tunela. Tek po dvojnom razupiranju mogue je pristupiti tunelskom iskopu za tunelsku cijev, betoniranje podnone razuporne ploe (ili svoda) i betoniranje unutranje oblogte.

______________________________________________________________________________ 10

Slika 5.3 6. KRATKI TUNELI SA MALIM

NADSLOJEM IZVEDENI U DUBOKIM USJECIMA U POVOLJNIM GEOLOKIM USLOVIMA

Kod izgradnje kratkih tunela, posebno za dvocjevne tunele na autoputevima sa niveletom na dubini do 50 m od povrine terena u povoljnim geolokim uslovima je esto konkurentno rjeenje izgradnje tunela u dubokom usjeku to je potrebno dokazati sa izradom projekta varijantnog rjeenja. Na racionalnost izgradnje tunela u dubokim usjecima pored ostalog bitno utie obim i nain privremene zatite kosina usjeka.

Iskop usjeka je stepenast po visini i duini. Visina etaa je 6-8 m a duina kampada 10-15 m. Povoljnim rasporedom etaa ili bez etaa i kampada mogue je smanjiti obim transporta u privremene deponije. Izgradnja dvocjevnih tunela u dubokim usjecima na trasama autoputeva ne zahtjeva razmicanje osa cijevi za cca 40 m to je uslov pri tunelskom iskopu. Spojene cijevi omoguuju kontinuitet geometrije trase autoputa i u zonama kraih tunela. Na slici 6.1 je prikazan primjer izgradnje dvocjevnog tunela za autocestu u usjeku iz flia dubine 46 m bez stepenica po visini usjeka.

______________________________________________________________________________ 11

Slika 6.1 7. ARMIRANO BETONSKE

KONSTRUKCIJE U PLITKIM USJECIMA

Najei razlozi za izgradnju armirano betonskih konstrukcija u plitkim usjecima su: - zatita prirodnog ili urbanog prostora i

ambijenta - prolazi i denivelisano ukrtanje, ispod

postojeih ili buduih saobraajnica - za rjeavanje stabilnosti trupa saobraajnice

u nestabilnim tlima. Armirano betonske konstrukcije za autoputeve se koncipiraju i grade kao dvoelijske otvorene ili zatvorene okvirne konstrukcije otvora 2x(10-12)/(5,50-6,50) m. Za ostale ceste a.b. konstrukcije su jednoelijski zatvoreni ili otvoreni okviri otvora (10-12)/(5,50-6,50) m. Temeljenje okvirnih konstrukcija moe biti na trakastim temeljima na ploi ispod cijele

povrine konstrukcije ili na buenim ipovima. Nain temeljenja je ovisan od geoloke grae tla i od tehnologije graenja. Pored projektovanja konstrukcije u plitkim usjecima projektom treba rjeiti odvodnju dreniranje terena izvan objekta i odvodnju kolovozne konstrukcije ceste u objektu. Obje odvodnje moraju biti povezane sa odvodnjom ceste odnosno autoceste. Za objekte vee duine potrebno je dati i rjeenje rasvjete i prometne signalizacije. Na slici 7.1 dat je primjer poprenog presjeka dvopoljne okvirne armirano betonske konstrukcije u usjeku dubine 8-10 m. Ravni presjeci konstrukcija sa vutama su racionalni za nasipe nad konstrukcijom visine 2-4 m. Nagibi kosina usjeka se usklauju sa karakteristikama slojeva terena. Zatrpavanje konstrukcije je u slojevima simetrino uz potrebno zbijanje tla mehanizacijom.

______________________________________________________________________________ 12

Slika 7.1 Na slici 7.2 je prikazan primjer poprenog presjeka a.b. dvoeline zatvorene konstrukcije sa modificiranim oblikom gornje ploe i naglaenim vutama. Ovakav ili slian tip konstrukcije je preporuljiv za usjeke dubine 10-12 m sa visinom nasipa nad konstrukcijom 4-6 m.

Po iskopu usjeka i zatiti kosina. Konstrukcija se grade u kampadama duine 8-12 m sa radnim spojnicama na kontaktu kampada. Vanjska povrina konstrukcije se izolira. Izolacija se titi sa slojem betona debljine 8-10 cm koji se armira sa mreama ili sa montanim ploama za vertikalne povrine.

Slika 7.2 Na slici 7.3 je prikazan nain izgradnje i konstrukcija poprenog presjeka a.b. dvopoljne okvirne konstrukcije na kosom terenu sa nestabilnim gornjim slojevima u zasjeku dubine 9-14 m. Konstrukcija ima viestruku namjenu. Trajno titi nestabilnu padinu i omoguuje iskop usjeka (zasjeka), omoguuje uspostavu prirodnog terena i titi oblinje naselje od buke. Sidrani zid od ipova 150 cm na razmaku 2,0 do 2,5 m izvede se sa nivoa prirodnog terena visine do 25 m i sidra se u laporovitu geoloku osnovu. Svaki drugi ip se zavrava pod nivoom

ploe okvira, a svaki drugi na nivou terena. Na vrhu ipova je vezna a.b. greda preko koje se zid od ipova sa trajnim geomehanikim sidrima sidri u nosivo tlo. Konstrukcija, tehnologija izrade i postupak statike analize detaljno su obraeni u projektnoj smjernici 2.2.16. Poslije pobijanja i sidrenja ipova na vrhu omoguen je irok iskop do donje ivice donje vezne grede. Po sidrenju sidrenoga zida na donjem nivou omoguen je bezbjedan iroki mehanizovan iskop usjeka (zasjeka) do nivoa terena.

______________________________________________________________________________ 13

Konstrukcija objekta je vidljiva na slici 7.3. Okvirna konstrukcija i sidrani zid od ipova su kruto povezani u konstruktivnu cjelinu tako da zajedniki osiguravaju stabilnost autoceste na nestabilnoj padini.

Nad izoliranom gornjom ploom izvodi se nasip od deponiranog materijala iz iskopa i teren dovodi u prvobitno prirodno stanje.

Slika 7.3 Konstruktivno tehnoloka rjeenja armirano betonskih konstrukcija objekata u plitkim usjecima su vrlo specifina i razliita. Zavisna su prvenstveno od geoloke grae terena u usjeku i od okupiranosti terena drugim saobraajnicama ili objektima.

Na slici 7.4 je prikazan karakteristian popreni presjek a.b. konstrukcije u usjeku dubine cca 10 m u urbaniziranom izgraenom prostoru sa putevima na obje strane usjeka.

Slika 7.4

_____________________________________________________________________________

14

U tekim saobraajnim uslovima mogue je projektovati i izgraditi a.b. okvirne konstrukcije sa dva otvora gabarita 2x9,42/6,16 m. Zidovi okvirne konstrukcije su iz ipova 100 cm na razmaku 2,00 m. Gornja ploa debljine 90 cm je betonirana na terenu poslije iskopa dubine do 4,00 m u zatiti zagatnih stijena iz elinih Larsen talpi. Materijal iz otvora objekta je iskopan naknadno po principu iskopa u tunelima. Donja ploa je betonirana po zavrenom iskopu iz objekta. Konstruktivno je karakteristian ukljeteni spoj donje i gornje ploe sa ipovima i ispuna betonom prostora izmeu ipova. Poslije betoniranja gornje ploe i njene izolacije izradi se nasip, vade talpe iz zagatnih stijena i uspostavlja prvobitno stanje. 8. ARMIRANO BETONSKE

KONSTRUKCIJE U DUBOKIM USJECIMA

Razlozi za izgradnju objekata na dijelovima ili cijeloj duini dubokih usjeka su:

- prelazi preko dubokih usjeka za druge saobraajnice, domae i umske ivotinje

- zatita prirode - trajna zatita i postizanje potrebne stabilnosti

kosina usjeka Kod izgradnje ovih objekata esto se mogu zadovoljiti sva tri navedena razloga. Armirano betonske konstrukcije u usjecima dubine preko 14 m sa nasipom iznad konstrukcije veim od 6 m se koncipiraju i grade kao zasvedene zatvorene ili otvorene okvirne konstrukcije. Objekti se veinom primjenjuju kod izgradnje autoputeva sa dva odvojena kolovoza sa po dvije ili tri saobraajne trake. Projekt objekta treba da sadri i projekt privremenog osiguranja kosina usjeka i privremene i trajne odvodnje iz usjeka i iz objekta. Za objekte koji se grade u usjecima iz nevezanih materijala preporuuju se zasvedene okvirne konstrukcije sa dva otvora. Veliina otvora, oblik svodova prilagoava se irini i gabaritu autoceste.

Slika 8.1 Na slici 8.1 je primjer karakteristinog poprenog presjeka a.b. konstrukcije sa dva otvora. Uslovi za temeljenje su relativno povoljni pa se konstrukcija temelji na trakastim temeljima. Slaba strana ovakvog rjeenja je nemogunost kontrole i odravanja odvodnje iz prostora izmeu svodova. Konstrukcija se gradi u kampadama duine cca 10 m sa pominim ili prenosnim skelama i oplatama. Izgraen objekt se izolira. Izolacija se titi montanim a.b. ploama. Izgraena

konstrukcija se zasipa simetrino u slojevima debljine 0,3-0,5 m materijalom iz iskopa uz odgovarajue nabijanje. Na slici 8.2 je primjer poprenog presjeka zatvorene a.b. zasvedene konstrukcije sa dva otvora. Rjeenje se primjenjuje u primjeru nepovoljnih geolokih uslova za temeljenje. Prostor izmeu svodova je zapunjen nearmiranim betonom sa tankom a.b. ploom iznad tako da je pojednostavljena odvodnja i odravanje odvodnje.

_____________________________________________________________________________

15

Slika 8.2 Za objekte koji se grade u dubokim usjecima iz kamenitih materijala preporuuju se zasvedene konstrukcije sa jednim otvorom raspona od 30-40 m. Trakasti temelji zasvedene konstrukcije oblikovan skladno sa statikim uticajima koje iz

konstrukcije prenose na stjensku masu, su relativno manjih dimenzija. Privremena zatita kosina usjeka u kamenitim materijalima je jednostavna, posebno ako je izvedba usjeka pravilna i skladna sa geolokim uslovima.

Slika 8.3 Na slici 8.3 je primjer zasvedene (lune) konstrukcije za objekat u dubokom kamenitom usjeku raspona 39,00 m koji ostavlja mogunost poveanja irine autoceste i za tree vozne trake. Konstrukcija je jednostavna za graenje, odvodnju i odravanje. Ulazni portalni dijelovi objekta se moraju skladno konstruisati i

oblikovati tako da prelaz iz otvorene trase u objekat bude prirodan i ugodan. Armirano betonske konstrukcije manjih raspona i poveane zakrivljenosti je mogue primjeniti i u usjecima iz nevezanih materijala (slika 8.4). Temeljne ploe su znatno ire i grade se na zbijenoj pripremljenoj podlozi.

_____________________________________________________________________________

16

Slika 8.4 9. KONSTRUKCIJE ZA ZATITU

PRIRODNIH ILI VJETAKIH KOSINA ZASJEKA - GALERIJE

Za zatitu trupa ceste ili autoceste i saobraaja na njima od aktivnog ili potencijalnog zatrpavanja sa osulinskim materijalom grade se galerije. Galerije su specifine armirano betonske monolitne ili polumontane konstrukcije. Rjeenja konstrukcija galerije su vrlo specifina i razliita jer zavise od vie faktora a prvenstveno od:

- oblika, naklona prirodne ili vjetake kosine - geoloke grae materijala kosine i povrina

na kojoj se planira izgradnja galerije - oblika i sastava osulinskog materijala - obima i naina privremene zatite kosina u

toku radova na izgradnji galerije - veliine objekta, tehnologije i rokova

izgradnje. Na slici 9.1 je prikazan primjer konstrukcije galerije za zatitu magistralne ceste i saobraaja od osulinskog kamenitog materijala, sa komadima veih volumena, od potresa, temperaturnih promjena i snjenih lavina.

Slika 9.1

_____________________________________________________________________________

17

Okvirna monolitnaarmirano betonska konstrukcija galerije otvora 8,10/4,90 ima puni zid na strani kosine i gornju plou debljine 80 cm. Sa stubovima presjeka 1,00 (0,70)/0,50 na razmaku 3,00 m na prednjoj otvorenoj strani. Konzolni dio gornje ploe omoguuje izradu nasipa iznad galerije i titi pjeake na pjeakoj stazi izvan galerije. Konstrukcija je u kontaktu sa zaleem i nasipom izolirana. Nasip nad galerijom promjenljive debljine 1,00-3,00 m je od osulinskog kamenog materijala.

Na slici 9.2 je rjeenje konstrukcije galerije za zatitu magistralne ceste od snjenih i zemljano kamenih osulina na strmoj padini. Monolitna zasvedena konstrukcija tunelskog oblika sa otvorenim prednjom stranom pogodna je za preuzimanje sila iz tla i lijepo se uklapa u prirodni ambijent. Kose potpore galerije se prikljuuju na zatvorenu konstrukcije to vie tangencijalno jer se time smanje momenti savijanja.

Slika 9.2 Galerije se grade u kampadama duine 10-15 m uz prethodno osiguranje stabilnosti zasjeka i sukcesivno zatrpavanje po lijepom i stabilnom vremenu. Zahvaljujui prednjoj otvorenoj strani nije potrebno vjetako osvjetlenje i provjetravanje. Za osiguranje stabilnosti strmih padina i zatitu autoputa od potencijalnih zaruavanja sa materijalom iz kosine zasjeka ili strme nestabilne padine grade se armirano betonske okvirne konstrukcije sa dva polja otvora 2x(10-14)/6,0 m (veliina otvora zavisi od irine autoputa). Zid uz

padinu je puni a druge dvije podpore su na stubovima na razmaku 3-5 m, da se osigura prirodna rasvjeta i zraenje. Temeljenje je ovisno od kvaliteta nosivog tla i moe biti na temeljnim trakama kao na slici 9.3 gdje je geoloka osnova fli na ipovima ako je geoloka osnova na veoj dubini ili na temeljnoj ploi u primjeru loih uslova za temeljenje. Ploaste konstrukcije galerije su dobre i preporuljive kada su horizontalne sile od potiska tla vee od vertikalnih sila konstrukcije i nasipa.

_____________________________________________________________________________

18

Slika 9.3 Na slici 9.4 je pokazana konstrukcija a.b. polumontane galerije za zatitu i sigurnost saobraaja. Zid uz padinu je istovremeno i potporni zid koji se izgradi prvi i omoguuje dalju izgradnju galerije. Gornja konstrukcija galerije je rebrasta iz montanih a.b. prednapetih nosaa i a.b. ploe betonirane na licu mjesta. Minimalna

debljina nasipa za zatitu konstrukcije galerije od dinamikog udora stijena sa strme padine u zaleu galerije je 1,00 m. Eksperimentima je potvreno da dinamika sila udara ne zavisi u veoj mjeri od debljine nasipa nad gornjom ploom pod uslovom da je ta debljina vea od 1,00 m.

Slika 9.4 Za pravilnu statiku analizu konstrukcije galerija bitan je pravilan izbor statikog modela konstrukcije koji se najvie pribliava stvarnom ponaanju konstrukcije. Galerije su optereene vlastitom teinom, potiskom tla sa zalea konstrukcije, teinom nasipa nad gornjom ploom i dinamikom silom od kamena koji pada na galeriju. Prema eksperimentalnim istraivanjima koja su obavljena u Japanu (H. Yoshida IABSE periodika 3/1988) sila udara kamena iznosi

P = 2,42 x 10-3 (m/T0) (2g H)1/2 m je masa stijene T0 je vrijeme pada stijene H je visina poda stijene g je zemljino ubrzanje. Prema citiranim eksperimentima za kamen teine do 1000 kg dovoljan je nasip debljine 90 cm a za kamen teine 1000-3000 kg debljina nasipa je 120 cm. Uticaj oblika padajuih kamena je zanemarljiv.