1. INVESTIČNÁ VÝSTAVBA A JEJ ÚČASTNÍCI

Transcript

1 1. INVESTIČNÁ VÝSTAVBA A JEJ ÚČASTNÍCI Úspešná výstavba a následné užívanie stavby nezáleží len na jej odbornom a technickom prevedení, ale taktiež na organizačnej príprave a prevedení, ako i na organizovanom prevádzaní (realizácii). Preto neoddeliteľnou súčasťou výstavby je riadne plnenie povinností všetkých účastníkov výstavby. Samotná výstavba môže mať charakter investičný alebo neinvestičný. Investičný proces je náročná a zložitá činnosť, ktorej cieľom je vytvorenie (vybudovanie) hmotného majetku. Investícia spotreba živej práce pri výstavbe alebo modernizácii a rekonštrukcii základných fondov (výrobných ako i nevýrobných). Investičná výstavba je proces realizácie nových alebo rozširovanie, modernizácia a rekonštrukcia existujúcich základných fondov (prostriedkov). - ide o dlhodobý proces v priebehu, ktorého sa investície menia na základný prostriedok, - týka sa základných prostriedkov výrobnej i nevýrobnej sféry. Investičná činnosť predstavuje proces tvorby nových resp. rozširovanie, modernizáciu a rekonštrukciu existujúcich základných prostriedkov výrobného a nevýrobného charakteru. Činnosť, pri ktorej vzniká nový základný prostriedok (hmotný a nehmotný investičný majetok). Hmotným investičným majetkom (HIM) sú samostatné veci, u ktorých vstupná cena je vyššia ako 663,88 ( Sk) a doba používania dlhšia ako 1 rok. Základným prostriedkom investičného charakteru môžu byť: - pozemky, - budovy, - stavby, - trvalé porasty (súvislá výsadba najmenej 100 stromov resp. 200 krov s produkčnou schopnosťou dlhšou ako 3 roky; brehové porasty, okrasná a protierózna výsadba), - samostatné predmety, pripadne súbor predmetov s prevádzkovo-technickou funkciou dlhšou ako 1 rok a za obstarávacou cenou 165,97 (5.000 Sk) Nehmotným investičným majetkom (NIM) sú predmety z práv priemyselného vlastníctva, projekty, programové vybavenie a iné technické znalosti, ktorých vstupná cena je vyššia ako 1.327,76 ( Sk) a doba používania dlhšia ako 1 rok. Výrobná sféra zahŕňa odvetvia Národného hospodárstva (NH), zúčastňujúce sa na tvorbe spoločenského produktu (priemysel, stavebníctvo, poľnohospodárstvo, lesníctvo, nákladná doprava, zásobovanie, obchod, nákup, a pod.). Nevýrobná sféra zahŕňa vedu a výskum, bytové hospodárstvo, zdravotníctvo, sociálne zabezpečenie, poisťovníctvo, školstvo, kultúru, súdnictvo, obranu, peňažníctvo a ostatné nevýrobné úseky. Neinvestičná činnosť predstavuje proces rozširovania, modernizácie a rekonštrukcie už existujúcich základných prostriedkov neinvestičnej povahy. Jedná sa o činnosť, pri ktorej nevzniká nový základný prostriedok. Základným prostriedkom neinvestičnej povahy môžu byť: - ojedinelé výsadby, - zúrodnenie pôdy rekultiváciou, - špeciálna agrotechnika a pod. 1

2 1. 1 ZÁKLADNÉ FÁZY INVESTIČNÉHO PROCESU Analýza jednotlivých fáz investičného procesu a charakteristika jeho hlavných účastníkov je dôležitá z hľadiska koncepcie a riadenia investícií. Pri samotnom riadení a organizácii investičného procesu je potrebné vytvárať také vzťahy medzi účastníkmi investičného procesu, ktoré zabezpečia vysokú efektívnosť a hospodárnosť investičnej výstavby. Investičný proces môžeme rozdeliť do troch základných fáz: - prípravnú, - realizačnú (výrobnú), - po realizačnú Prípravná fáza investičného procesu Jej cieľom je nájdenie najvhodnejších riešení zamýšľaného zámeru a vytvorenie podmienok pre ich efektívnu realizáciu. Zahŕňa stránku spoločenskú, architektonickú, technickú, technologickú a ekonomickú. Vyjadruje sa pomocou štúdií, projektov, modelov, ponúk a výberových konaní. Obsahom je investičný (podnikateľský) zámer, zadanie stavby, projekt stavby, stavebno-technologická štúdia (POV) a stavebno-technologický projekt stavby. Obsahuje štyri etapy: 1. plánovacia príprava, ktorej obsahom je zhrnutie investičnej akcie do investičného plánu (dlhodobého, strednodobého, ročného) vrátane väzieb na materiálové a finančné krytie, a zabezpečenie pracovných síl. 2. územná príprava investícií, jej obsahom je koordinovať zamýšľanú výstavu s potrebami a zásadami územného plánu, čo v konečnej fáze predstavuje územné rozhodnutie, ktorým príslušný miestny orgán (stavebný úrad) prideľuje stavenisko pre výstavbu. 3. predprojektová príprava zahŕňa spracovávanie investičného zámeru, projektovej úlohy, resp. štúdie súboru stavieb. 4. projektová príprava investícií, jej obsahom je spracovávanie projektovej a rozpočtovej dokumentácie stavieb, ktorú tvorí projektová dokumentácia (úvodný projekt a vykonávacie projekty) Realizačná výrobná fáza investičného procesu Nadväzuje na prípravnú, je to vlastné uskutočňovanie výstavby, spravidla končiace skúšobnou prevádzkou stavby. Jej cieľom je uskutočnenie zámeru, čiže racionálne a ekonomické prevedenie stavby. Začína predaním staveniska realizátorovi stavby a končí predaním (odovzdaním) hotového diela do trvalej prevádzky stavebníkovi, a to kolaudáciou stavby. Patrí sem: 1. vykonávanie prác a dodávok podľa projektu, 2. organizačná činnosť dodávateľa so svojimi poddodávateľmi, 3. projektová činnosť Po realizačná fáza investičného procesu Je uvedenie stavby do trvalej prevádzky alebo užívania. Začína odovzdaním a prebraním dokončených dodávok stavby. Súbežne prebieha kolaudačné konanie, ktoré vykoná príslušný stavebný úrad a vydá kolaudačné rozhodnutie. V tejto fáze investor v spolupráci s ostatnými účastníkmi výstavby vyhodnocuje stavbu (investičné dielo). 2

3 Investičný proces 1. Prípravná fáza Prípravná a projektová činnosť IZ, ZS, PS, STS, STP 2. Realizačná fáza Realizácia stavebných prác 3. Po realizačná fáza Trvalá prevádzka alebo užívanie Obr. 1.1 Schéma investičného procesu IZ investičný (podnikateľský) zámer, ZS zadanie stavby, PS projekt stavby, STS stavebno-technologická štúdia, STP stavebno-technologický projekt 1.2 ÚČASTNÍCI VÝSTAVBY A VZŤAHY MEDZI NIMI Účastníkmi investičnej výstavby môžu byť právnické a fyzické osoby. Účastníkmi individuálneho investičného procesu (t.j. prípravy a realizácie stavby) sú tie subjekty, pre ktoré sa stavba pripravuje a realizuje (stavebník), tie, ktoré pre stavbu vyhotovujú projektovú dokumentáciu (projektant), tie, ktoré stavbu realizujú (zhotoviteľ (dodávateľ, subdodávateľ)) a prípadne i tie, ktoré budú dokončenú stavbu prevádzkovať, užívať (užívateľ), pokiaľ to nie je sám stavebník. Každá investičná výstavba prebieha za súčinnosti: - priamych účastníkov výstavby (užívateľ, investor, projektant a dodávateľská organizácia resp. subdodávateľská organizácia), - nepriamych účastníkov výstavby ktorých sa výstavba vo väčšej alebo menšej miere dotýka (miestne a obecné úrady, banky, orgány a organizácie obhajujúce verejné záujmy, občania, ktorých záujmy môžu byť investíciou ohrozené, atď.) Priami účastníci Užívateľ právnická a fyzická osoba, ktorá bude dokončenú stavbu užívať, alebo prevádzkovať. Investor (stavebník) je organizácia, ktorá stavbu pripravuje a organizačne a finančne zabezpečuje. Dodávateľ je organizácia, ktorej predmetom činnosti je uskutočňovanie dodávok stavieb, na základe zmluvy uzatvorenej medzi ním a investorom. Organizácia s živnostníckym listom pre predmet podnikania stavebno-montážna činnosť. Subdodávateľ organizácia, ktorá realizuje práce na základe zmluvy s priamym dodávateľom. Projektant organizácia oprávnená k projekčnej činnosti a ktorá sa zmluvne zaviazala k dodaniu projektovej dokumentácie minimálne v rozsahu úvodného projektu a k výkonu autorského dozoru. Právnická alebo fyzická osoba, ktorá vlastní živnostnícky list pre predmet podnikania projektová činnosť v investičnej výstavbe. 3

4 Užívateľ Dodávateľ Obr. 1.2 Základný vzťah v investičnej činnosti (užívateľ a dodávateľ) Užívateľ Investor Dodávateľ Projektant Obr. 1.3 Vzťah v investičnej činnosti (užívateľ, investor, projektant a dodávateľ resp. subdodávateľ) Nepriami účastníci Zvláštne postavenie medzi nepriamymi účastníkmi výstavby majú úrady životného prostredia a ich stavebné úrady, ktoré vykonávajú napr.: - územné pokračovanie ( posúdenie návrhu na umiestnenie a plánované využívanie stavby najmä z hľadiska starostlivosti o životné prostredie), - stavebné pokračovanie (na základe ktorého sa vydáva stavebné povolenie), - kolaudačné pokračovanie a vydanie povolenia na užívanie stavby, - stavebný dohľad (zabezpečuje sa ochrana práv a záujmov spoločnosti i občanov v súvislosti s realizáciou alebo neskorším využívaním stavby). 1.3 STAVEBNÝ ZÁKON Investičná výstavba je upravená zákonom č. 50/1976 Z.z. o územnom plánovaní a stavebnom poriadku (tzv. stavebný zákon) a doplnkov vykonaných zákonmi č. 139/1982 Zb., č. 103/1990 Zb., č. 262/1992 Zb.,... a zákonom č. 382/2008 Z.z.. - hlavným cieľom stavebného zákona je zvýšiť účinnosť obvodných (miestnych) a obecných úradov pri riadení investičnej výstavby v ich územných obvodoch, - v časti o územnom plánovaní zákon upravuje územno-plánovacie podklady, územnoplánovaciu dokumentáciu, jej schvaľovanie a záväznosť, ako i územné rozhodnutie, - stavebný poriadok upravuje najmä oprávnenie k rôznym činnostiam vo výstavbe, postup pri stavebnom pokračovaní (stavebné konanie a stavebné povolenie), vytyčovanie stavieb, kolaudovanie stavieb, užívanie, údržbu, prípadne odstránenie stavieb, - stanovenie štátneho stavebného dohľadu Územné rozhodnutie Stavebný úrad vymedzí územie na navrhovaný účel a stanoví podmienky, ktorými sa zabezpečia záujmy spoločnosti na území, súlad s cieľmi a zámermi územného plánovania, vecná a časová koordinácia jednotlivých stavieb a iných opatrení na území, predovšetkým starostlivosť o životné prostredie, a rozhodne o námietkach účastníkov konania. 4

5 Rozhodnutie o umiestnení stavby a rozhodnutie o využití územia platí dva roky odo dňa nadobudnutia právnej moci, ak stavebný úrad v odôvodnených prípadoch neurčí dlhšiu lehotu. Nestráca však platnosť, ak sa v týchto lehotách podala žiadosť o stavebné povolenie, alebo povolenie na terénne úpravy podľa tohto zákona, alebo ak sa začalo využívať územie na stanovený účel Stavebné konanie Stavebný úrad preskúma najmä to, či: - dokumentácia spĺňa podmienky územného rozhodnutia, - dokumentácia spĺňa požiadavky týkajúce sa záujmov spoločnosti, predovšetkým ochrany ŽP, a zodpovedá všeobecným technickým požiadavkám na výstavbu, - je zabezpečená komplexnosť a plynulosť výstavby, - stavbu bude realizovať oprávnená organizácia alebo je zabezpečený odborný dozor. Stavebný úrad zabezpečí stanoviská dotknutých orgánov štátnej správy, ich vzájomný súlad a posúdi vyjadrenie účastníkov konania a ich námietky Stavebné povolenie Stavebný úrad stanový záväzné podmienky na vykonanie a užívanie stavby a rozhodne o námietkach účastníkov konania. Stavebný úrad zabezpečí stanovenými podmienkami predovšetkým ochranu záujmov spoločnosti pri výstavbe a pri užívaní stavby, komplexnosť stavby, dodržanie všeobecných technických požiadaviek na výstavbu, technických noriem a predovšetkým vylúčenie alebo obmedzenie negatívnych účinkov stavby a jej užívania na životné prostredie, Stavebné povolenie stráca platnosť, ak sa stavba (výstavba ) nezačala do dvoch rokov odo dňa nadobudnutia právoplatnosti Vytyčovanie stavieb Pred začatím stavby, zmeny stavby, terénnych úprav ťažobných prác na povrchu je potrebné zabezpečiť vytýčenie priestorov plochy orgánmi alebo organizáciami na to oprávnenými, alebo zodpovednými geodetmi. Vytyčovanie sa vykonáva podľa vytyčovacích výkresov v súlade s územným rozhodnutím a stavebným povolením Kolaudácia stavieb Dokončenú stavbu, prípadne jej časť schopnú samostatného užívania možno užívať len na základe kolaudačného rozhodnutia. Dokončené terénne úpravy, ťažobné a im podobné alebo s nimi súvisiace práce sa kolaudujú iba v prípade, ak to stanovil stavebný úrad pri ich povolení. Kolaudačné konanie uskutočňuje stavebný úrad, ktorý vydal stavebné povolenie alebo povolil terénne úpravy, ťažobné a im podobné alebo s nimi súvisiace práce, Účastníkom kolaudačného konania je stavebník, prípadne užívateľ (prevádzkovateľ). 1.4 DOKUMENTÁCIA STAVIEB Je súhrn technických a ekonomicko-právnych podkladov, ktoré na rôznom stupni prepracovanosti v textovej, výkresovej, výpočtovej a dokladovej časti dokumentujú funkcie, rozsah, nákladovú, nárokovú, časovú a právnu stránku výstavby. O spôsobe a rozsahu dokumentácie stavieb pojednáva vyhláška č. 43/1990 Zb. o projektovej príprave stavieb. Tá predovšetkým vymedzuje pojem účastníkov výstavby. Projektová dokumentácia musí byť spracovaná právnickou alebo fyzickou osobou, ktorá má patričné oprávnenie (živnostenský list, autorizáciu). Projektová príprava stavieb pozostáva z dvoch stupňov: - zadania stavby - projektu stavby 5

6 1.4.1 Zadanie stavby V zadaní stavby vyjadruje investor najmä účel stavby, ciele, ktoré chce jej výstavbou dosiahnuť, základné parametre stavby, podmienky, ktoré musia byť dodržané a pod. Zadanie slúži k vyhľadaniu dodávateľov a k zisteniu ich predbežných ponúk. Zadanie prikladá investor k návrhu na vydanie rozhodnutia o umiestnení stavby. Obsahom zadania stavby je: 1. Sprievodná správa tu sú uvedené: a) identifikačné údaje stavby a investora, b) základné údaje o stavbe (odôvodnenie stavby a jej umiestnenia) - stručný popis stavby, požiadavky na urbanistické, architektonické a prevádzkové riešenie, - charakteristika územia, dotknutých ochranných pásiem, kultúrnych pamiatok, požiadavky na demoláciu, výrub vzrast lej zelene, záber poľnohospodárskej a lesnej pôdy, - vplyv stavby a jej prevádzky na životné prostredie, a návrh na obmedzenie, prípadne odstránenie negatívnych vplyvov, - predpokladané druhy produkovaných odpadov a návrh ich likvidácie, - u stavieb pre verejnosť možnosť užívania stavby osobami s obmedzenou schopnosťou pohybu. c) podmieňujúce predpoklady - napojenie stavby na inžinierske siete vrátane prípadných preložiek jestvujúcich sietí, - vyvolané investície, - doklad o vyňatí pozemku z poľnohospodárskeho a lesného pôdneho fondu, - vzťahy k jestvujúcemu verejnému a občianskemu vybaveniu územia vrátane väzieb na verejnú dopravu, - potreba hlavných druhov energie a spôsob ich zabezpečenia, - počty pracovníkov pre prevádzku a výrobu vrátane riešenia ich dopravy na pracovisko. 2. Výkresovú časť a) situačný výkres v mierke pozemkovej mapy s vyznačením umiestnenia stavby a staveniska s ich väzbami na okolie, a s vyznačením plôch trvalého alebo dočasného záberu poľnohospodárskej alebo lesnej pôdy. Ako podklad by mala slúžiť mapa, na ktorej sú vyznačené pozemky podľa evidencie nehnuteľností (1:2 880 resp. 1:1 440). b) situácia stavby v mierke 1:500, alebo 1:200 s vyznačením umiestnenia stavby a staveniska a ich väzby na okolie vrátane napojenia na inžinierske siete a komunikácie, so zákresmi jestvujúcich podzemných vedení inžinierskych sietí, vyznačením ochranných pásiem, chránených objektov, porastov určených k vyrúbaniu a predpokladaných demolácií. c) architektonické a dispozičné riešenie stavebných objektov v mierke obyčajne 1:200 alebo 1:100 (pôdorysy, rezy, pohľady) Projekt stavby Projektom stavby sa rozumie súhrnné architektonické, technické, ekonomické, ekologické a výtvarné riešenie stavby vrátane nárokov a podmienok na uskutočňovanie stavby. Slúži investorovi k uzavretiu zmlúv o dodávke a ku koordinácii realizácie stavby. Podkladom pre spracovanie projektu je zadanie a rozhodnutie o umiestnení stavby. Projekt sa prikladá k žiadosti o vydanie stavebného povolenia. Členenie projektu stavby: 1. Sprievodná správa - identifikačné údaje stavby, - základné údaje charakterizujúce stavbu a jej budúcu prevádzku, - prehľad východiskových podkladov, 6

7 - členenie stavby, - vecné a časové väzby na okolitú výstavbu súvisiace investície, - prehľad užívateľov a prevádzkovateľov, - termíny výstavby (zahájenie a dokončenie stavby), - skúšobná prevádzka a doba jej trvania vo vzťahu ku kolaudačnému riadeniu, prípadne termíny o postupnom prevedení stavby do užívania, - predpokladaný celkový náklad stavby. 2. Súhrnná technická správa - charakteristika územia stavby, - zhodnotenie staveniska, údaje o jestvujúcich objektoch, inžinierskych sieťach, ochranných pásmach, jestvujúcej zeleni, - zhodnotenie prevedených prieskumov (prevažne u modernizácii a rekonštrukcii), - podmieňujúce predpoklady (preložky, dočasné zábery, prípadne ďalšie vyvolané investície), - rozdelenie stavby na jednotlivé objekty, - urbanistické, architektonické a stavebno-technického riešenia stavby, - stručný popis riešenia jednotlivých objektov vrátane návrhu hlavných materiálov, - bilancia zemných prác, - riešenie dopravy a prístupových ciest pre chodcov, - bezpečnosť práce a technických zariadení, - protipožiarne zabezpečenie stavby, - starostlivosť o životné prostredie, hospodárenie s odpadmi, - druhy produkovaných odpadov a ich likvidácia, - vplyv stavby a jej prevádzky na životné prostredie, - spôsoby ochrany životného prostredia a zníženia negatívnych vplyvov na okolie, - ochrana proti hluku, - úprava plôch a priestranstiev zeleňou, - stanovenie nových ochranných pásiem, - napojenie stavby na inžinierske siete a zdroje energie vrátane stanovenia ich potreby (vodovod, kanalizácia, plyn, teplo, telefón a pod.). 3. Celková situácia stavby - zastavovací plán Zastavovací plán sa spracováva najčastejšie v mierke 1:500 resp. 1:200, prípadne 1:100 (u rozsiahlych stavieb). Pri dvojfarebnom prevedení sa používa čierna farba pre jestvujúce objekty, červená pre nový stav. Pri jednofarebnom prevedení je potrebné zreteľne odlíšiť jestvujúci a nový stav (napr. hrúbkou čiar). Pri viacfarebnom prevedení označujeme: - čiernou - jestvujúci stav objektov a inžinierskych sietí, - hnedou - výškopisné zameranie jestvujúceho stavu (vrstevnice, výškové kóty), - modrou - novo navrhnuté inžinierske siete, - červenou - novo navrhnuté stavebné objekty. Zastavovaní plán obsahuje: - výškové a polohopisné vyznačenie všetkých jestvujúcich objektov vrátane podzemných inžinierskych sietí a ich zakrytých zariadení podľa údajov poskytnutých a overených ich správcami, - názvy ulíc, čísla domov a ich pomenovaných priestorov, - označenie ochranných pásiem a bezpečnostných zariadení, - vyznačenie obvodu stavby a dočasného obvodu staveniska mimo územia stavby, - vyznačenie demolácií a rušených nadzemných i podzemných inžinierskych sietí a objektov, - vyznačenie výrubu zelene, - polohopisné a výškopisné vyznačenie navrhovanej novej výstavby vrátane napojenia na inžinierske siete a prípadných preložiek s uvedením základných rozmerov a kót určujúcich polohu k vytyčovacej sieti, - vyznačenie novo navrhnutých ochranných pásiem, - vyznačenie polohy sond prevedeného prieskumu, - údaje o použitom výškovom a polohopisnom alebo súradnicovom systéme. 7

8 4. Koordinačný výkres stavby Spracováva sa v rovnakej mierke ako zastavovací plán. Zvýrazňuje vyjadrenie vzájomných väzieb navrhovanej výstavby na okolité objekty vrátane inžinierskych sietí. Upresňuje rozmerové, polohové prípadne výškové údaje stavby. Spracováva sa vo viacfarebnom prevedení (viď zastavovací plán). 5. Dokumentácia a stavebné výkresy pozemných a inžinierskych objektov Spracováva sa samostatne pre každý stavebný objekt a obsahuje: a) Technickú správu - popis architektonického a technického riešenia, nosný konštrukčný systém, fyzikálne vlastnosti obvodového plášťa, úpravy povrchov, druhy okien a dverí, konštrukcie podláh, vnútorné zariadenia, úpravy pre osoby s obmedzenou schopnosťou pohybu, - údaje o technickom vybavení objektu (zdravotná technika, vykurovanie, vetranie, elektroinštalácia, plynofikácia a pod.), - prehľad technologického zariadenia umiestnenia objektu. b) Výkresovú časť, spravidla v mierke 1:100 resp. 1:50 - stavebnú časť výkopový plán, pôdorys základov, jednotlivých podzemných a nadzemných podlaží a strechy, - rezy s vyznačením osadenia objektov do terénu a s vyznačenou ustálenou hladinou spodnej vody, - pohľady s určením spôsobu úpravy povrchov a ich farebného riešenia, poprípade ďalšie požadované úpravy, - doplnkové výkresy podľa potreby (perspektívy, architektonické detaily, detaily špecificky požadovaných stavebných úprav, výkresy tvarov zámočníckych konštrukcií, výkresy stolárskych výrobkov a pod.), - technické vybavenie objektov (zdravotných a elektroinštalácie, vzduchotechniky atď.) musia obsahovať technickú správu s popisom riešení a bilancií potrieb a ďalej výkresovú časť, vyjadrujúcu konštrukčné a priestorové riešenie vrátane rozmiestnenia potrebného vybavenia, nevyhnutné rezy, schémy a pod., - inžinierske objekty dokumentácia obsahuje technickú správu, situáciu spravidla v mierke 1:500 resp. 1:1 000, pozdĺžne profily v mierke 1:100, u líniových stavieb v mierke 1:1 000/100, vzorové priečne rezy v mierke 1:100 a vytyčovacie výkresy. 6. Stavenisko a uskutočňovanie výstavby V tejto časti sa stanový základná koncepcia projektu organizácie výstavby (POV), t.j. štúdia zariadenia staveniska a základných podmienok pre uskutočňovanie a priebeh stavby. Dokumentácia staveniska a uskutočňovania výstavby obsahuje: a) technickú správu - stručná charakteristika staveniska, - kapacitu jestvujúcich objektov vhodných pre využitie ako zariadenie staveniska, - návrh nových objektov pre zariadenia staveniska, - využitie objektov zariadenia staveniska jednotlivými účastníkmi výstavby, - predpokladaný počet pracovníkov pri výstavbe a ich sociálne zabezpečenie, - zabezpečenie prívodu vody, elektrickej energie, prípadne ostatných potrebných zdrojov energie a komunikačných zariadení pre stavebné práce vrátane stanovenia ich množstva a miest napojenia, - údaje o dopravných trasách pre presun rozhodujúcich dodávok a materiálov, vrátane trás k zemníkom a depóniám prebytočnej zeminy a ornice, údaje o prípadných opatreniach alebo navrhnutých úpravách na dopravných trasách, - údaje o použitých technológiách, ktoré vyžadujú zvláštne bezpečnostné alebo iné opatrenia, - vplyv realizácie stavby na životné prostredie a spôsob obmedzenia alebo vylúčenia negatívnych účinkov staveniskovej prevádzky, - podmienky a nároky na realizáciu stavby, - termíny výstavby a predpokladaný termín zahájenia a dokončenia stavby, prípadne predpokladané termíny dokončenia jednotlivých etáp stavby alebo rozhodujúcich objektov a zariadení, - časové plány objektov a stavby, - určenie stavebných objektov, ktoré bude potrebné uviesť do predčasnej prevádzky s uvedením týchto termínov, 8

9 - časový postup likvidácie zariadenia staveniska. b) situáciu základnej koncepcie zariadenia staveniska Situácia sa spracováva v mierke totožnej s celkovou situáciou stavby, do ktorej sa premietne dotlačou, alebo sa dodatočne zakreslí. Vo farebnom prevedení sa používa pre zakreslenie zariadenia staveniska zelená farba. V situácii sa zakresľuje: - hranica staveniska prípadne ďalších vedľajších stavenísk, - miesta napojenia staveniska na verejné komunikácie, - plochy, na ktorých je možné vybudovať skládky, - dočasné objekty zariadenia staveniska, bez určenia ich vecného a časového využitia, - umiestnenie depónií a medzidepónií pre skládku ornice a zeminy, - predpokladaný systém základných vnútro staveniskových komunikácií, - návrh umiestnenia žeriavových dráh a spevnených plôch pre hlavné montážne prostriedky, - označenie odberných a napájacích bodov energetických a inžinierskych sietí pre potreby staveniska, - ochranné opatrenia jestvujúcich objektov, zelene a porastov s vyznačením bezpečnostných pásiem. 9

10 2. CHARAKTERISTIKA ZEMÍN A ICH TRIEDENIE Pri realizácii technických opatrení v navrhovanom projekte (výstavbe) sú vykonávané rozličné druhy terénnych úprav a zemných prác. Tieto práce sú spojené s technologickými postupmi, ktoré súvisia s rozrušením a premiestňovaním zemín (hornín) z jedného miesta na druhé, ako i s použitím mechanizácie (strojov). Pre správnu realizáciu zemných prác je potrebné poznať základné vlastnosti jednotlivých zemín a hornín, ktoré môžeme rozdeliť na základe: - vzniku a pôvodu, - súdržnosti (konzistencie), - priepustnosti vody, - rozpájateľnosti (ťažiteľnosti), - stupňa nakyprenia, - hustoty. Vlastnosti jednotlivých zemín sú popísané v STN Pomenovanie a popis hornín, zemín. Z orientačných informácií o vlastnostiach zemín je možné zistiť ich zrnitostné zloženie a názov. Podrobnejšiu charakteristiku o vlastnostiach zemín dostaneme na základe konkrétnych údajov o objemovej a špecifickej tiaži, pórovitosti, hutnosti sypkých hrubozrnných zemín, vlhkosti, plasticite a konzistencii súdržných jemnozrnných zemín, šmykovej pevnosti, stlačiteľnosti, priepustnosti a prenosu znečisťujúcich látok bez disperzivity, ako i normové charakteristiky základových pôd. Názov zeminy - symbol maximálna objemová hmotnosť [g. cm -3 ] Zhutnenie optimálna vlhkosť [%] Pevnosť CBR za optimálnych podmienok [% CBR] 95% nasýtenie vodou [% CBR] Íl 1,40-1, Piesočnatý íl 1,45-1, Ílovitá hlina 1,45-1, Piesočnatá ílovitá hlina 1,65-1, Hlina 1,50-1, Prachovitá hlina 1,65-1, Piesočnatá hlina 1,60-1, Prachovitý piesok 1,70-1, Ílovitý piesok 1,70-1, Hlinitý piesok 1,80-2, Piesok 1,80-1, Hrubozrnný piesok 1,90-2, Hlinitý hrubozrnný piesok 1,95-2, Ílovitý hrubozrnný piesok 1,75-1, Hrubý piesok 1,90-2, Hrubý hlinitý piesok 1,90-2, Hrubý ílovitý piesok 1,80-2, Piesok so štrkom 1,90-2, Hlinitý piesok so štrkom 1,90-2, ílovitý piesok so štrkom 1,80-2, Piesočnatá hlina so štrkom 1,75-1, Piesočnatá ílovitá hlina so štrkom 1,70-1, Piesočnatý štrk 1,90-2, Hlinitopiesočnatý štrk 1,90-2, Ílovito-piesočnatý štrk 1,80-2, Hlinitý štrk 1,80-1, ílovitý štrk 1,70-1, Štrkopiesok 1,90-2, Štrk s hlinitým pieskom 1,90-2, Štrk s ílovitým pieskom 1,80-1, Tab. 2.1 Charakteristické zeminy a ich vlastnosti 10

11 Základný sortiment laboratórnych prác mechaniky zemín predstavujú skúšky: - Laboratórne stanovenie vlhkosti zemín (STN ), - Stanovenie zrnitosti pre geotechniku (ČSN ), - Stanovenie objemovej hmotnosti zemín( STN ), - Laboratórne stanovenie zdanlivej hustoty pevných častíc zemín (STN ), - Laboratórne stanovenie medze plasticity zemín (STN ) a medze tekutosti zemín (STN ), - Laboratórne stanovenie pevnosti jemnozrnných zemín v prostom tlaku (STN ), - Laboratórne stanovenie uhličitanov v zemine (STN ), - Laboratórne stanovenie organických látok v zemine (STN ), - Laboratórne stanovenie zhutniteľnosti zemín (STN ), - Laboratórne stanovenie šmykovej pevnosti zemín v triaxiálnom prístroji (STN ), - Laboratórne stanovenie šmykovej pevnosti zemín v čeľusťovom prístroji (STN ), - Laboratórne stanovenie pomeru únosnosti zemín CBR (STN ), - Laboratórne stanovenie stlačiteľnosti zemín (STN ), - Laboratórne stanovenie priepustnosti zemín (STN ), - Laboratórne skúšky kameniva ( STN , STN ), stavebných materiálov a zhotovenie petrografických výbrusov. 2.1 ŤAŽITEĽNOSŤ A TRIEDY ŤAŽITEĽNOSTI HORNÍN Pri určení vhodného spôsobu realizácie zemných prác, správneho nasadenia mechanizmov a plánovania časového harmonogramu výstavby, ako i pri zostavovaní rozpočtu a ekonomickom zhodnotení stavebného diela je potrebné poznať veľkosť odporu, aký jednotlivé horniny kladú pri ťažbe. Rozpojiteľnosť - je veľkosť odporu, aký hornina kladie proti rozpojeniu. Podľa rozpojiteľnosti sa horniny rozdeľujú na sypké, rypné, kopné, drobivé, ľahko rozpojiteľné (trhateľné), ťažko rozpojiteľné (trhateľné) a veľmi ťažko rozpojiteľné (trhateľné). Ťažiteľnosť - charakterizuje obtiažnosť procesu rozpájania a odoberania hornín. Zohľadňuje ďalšie súčasti ťažby, ako sú naloženie na dopravný prostriedok, premiestnenie horniny, uloženie a pod. Stupeň ťažiteľnosti v značnej miere ovplyvňuje voľbu mechanizmov pre ťažbu. Miera ťažiteľnosti - rozumie sa množstvo práce potrebné na rozpojenie a naloženie horniny na dopravný prostriedok a doprava výkopku na miesto uloženia Triedenie hornín Horniny sa triedia do 7 tried podľa obtiažnosti ich rozpojovania a odoberania. Tieto triedy sa podľa dohody nazývajú "triedy ťažiteľnosti". Podľa STN Zemné práce sa horniny na základe charakteristických vlastností a rozpojiteľnosti zatrieďujú do siedmych tried ťažiteľnosti: 1. trieda Horniny a) súdržné, mäkkej konzistencie, I c je rovné 0,05 až 0,75 1, I p je menšie ako Patrí sem napr. ornica, hlina, hlinitý piesok, b) nesúdržné kypré, príp. so štrkovými zrnami do 50 mm, I D je menšie ako 0,33 3. Patrí sem napr. piesok, piesok so štrkom, piesčitý štrk a drobný štrk so zrnami do 20 mm bez obmedzenia a so štrkovými zrnami od 20 mm do 50 mm v množstve menšom ako 10 % objemu z celkového objemu rozpojovanej horniny 1.triedy, c) stavebný odpad a navážka obdobného charakteru ako horniny zaradené do 1.triedy. 11

12 2. trieda Horniny a) súdržné, tuhej konzistencie, I c je rovné 0,75 až 1,00 I p je menšie ako 17. Patrí sem napr. ornica, hlina, prachovitá hlina, piesčitá hlina, hlinitý piesok, rašelina, zrašelinená zemina, b) nesúdržné, stredne uľahlé I D je rovné 0,33 až 0,67, príp. so štrkovými zrnami do 100 mm. Patrí sem napr. piesčitý štrk a stredný štrk so zrnami do 50 mm bez obmedzenia a so štrkovými zrnami od 50 mm do 100 mm v množstve menšom ako 10 % z celkového objemu rozpojovanej horniny 2.triedy. c) stavebný odpad a navážka obdobného charakteru ako horniny zaradené do 2.triedy. 1 ) I c - číslo konzistencie, 2 ) I p - číslo plasticity zo skúšky medze tekutosti podľa Atterberga, 3 ) I D - relatívna hutnosť. 3. trieda Horniny a) súdržné, pevnej a tvrdej konzistencie, I c väčšie ako 1,00, I p menšie ako 17 a mäkkej a tuhej konzistencie, I c je rovné 0,05 až 1,30, Ip väčšie alebo rovné 17. Patrí sem napr. hlina, prachová hlina (spraš), ílovitá hlina piesčitá, piesčitý íl, b) nesúdržné, uľahnuté, I D väčšie ako 0,67, príp. s kameňmi najväčšieho rozmeru do 250 mm. Patrí sem napr. hrubý piesčitý štrk a hrubý štrk so zrnami do 100 mm bez obmedzenia a s kameňmi s najväčším rozmerom od 100 mm do 250 mm v množstve menšom ako 10 % objemu z celkového objemu rozpojovanej horniny 3.triedy, c) nesúdržné, zaradené do 2. a 3.triedy so súdržným tmelom 4 hornín podľa odst. a) tejto triedy, skalné a poloskalné rozložené, technicky hodnotené ako ílovitopiesčité a skeletové zeminy príp. zvetraliny. Patrí sem napr. eluvia, tektonicky porušené zóny, hydrotermálne rozložené horniny, d) stavebný odpad a navážka obdobného charakteru ako horniny zaradené do 3.triedy. 4 ) s objemom tmeliacich zemín nad 25 % z celkového objemu tmelenej horniny 4. trieda Horniny a) súdržné, pevnej a tvrdej konzistencie, Ic väčšie ako 1,30, Ip väčšie alebo rovné 17. Patrí sem napr. íl, piesčitý íl, ílová hlina, piesčitá hlina, prachovitá hlina, b) nesúdržné, príp. s balvanmi do objemu 0,1 m 3 jednotlivo. Patrí sem napr. hrubý štrk so zrnami do 100 mm bez obmedzenia, s kameňmi s najväčším rozmerom od 100 do 250 mm v množstve od 10 % do 50 % objemu z celkového objemu rozpojovanej horniny 4.triedy a s balvanmi nad rozmer 250 mm do objemu 0,1 m 3 jednotlivo v množstve menšom ako 10 % objemu z celkového objemu rozpojovanej horniny 4.triedy, c) nesúdržné, zaradené do 2. a 3.triedy, so súdržným tmelom pevnej a tvrdej konzistencie, Ic väčšie ako 1,30, I p väčšie alebo rovné 17. Patrí sem napr. drobný a stredný štrk ílovitým alebo hlinitým tmelom, d) poloskalné stredne spevnené, navetralé, poloskalné spevnené, zvetralé. Patria sem napr. navetralé ílovce, slieňovce, vulkanické tufy, tufity, zvetralé pieskovce a bridlice, zvetralé mäkké vápence, zvetralá opuka, e) skalné rozrušené, zvetralé a značne rozpukané. Hornina porušená pozdĺž puklín a pri ich rozpojení sa uvoľnenie šíri do okolia záberu. Jednotlivé kusy zrnitosti zodpovedajú nesúdržným horninám 4. triedy. Patrí sem napr. rozrušená žula, rozrušená rula, rozrušený andezit, rozrušený vápenec, rozrušený kremenec, f) kašovitej a tekutej konzistencie, Ic menšie ako 0,05. Patria sem napr. bahnité náplavy, tekutý piesok, silno rozbahnená rašelina, g) stavebný odpad a navážka obdobného charakteru ako horniny zaradené do 4.triedy. 12

13 5. trieda Horniny a) nesúdržné s balvanmi do objemu 0,1 m 3. Patrí sem napr. hrubý štrk s kameňmi do 250 mm bez obmedzenia a s balvanmi od 250 mm do objemu 0,1 m 3 jednotlivo v množstve od 10 % do 50 % objemu z celkového objemu rozpojovanej horniny 5.triedy, b) nesúdržné, zaradené do 4. triedy so súdržným tmelom pevnej a tvrdej konzistencie, I c väčšie ako 1,00, I p väčšie alebo rovné 17. Patrí sem napr. stredný a hrubý štrk s ílovitým alebo hlinitým tmelom, c) poloskalné spevnené, zdravé, vo vrstvách hrúbky do 150 mm. Patrí sem napr. zlepenec s ílovitým tmelom, ílovec, ílovité bridlice, travertin, pieskovce s ílovitým alebo slieňovitým tmelom, fylit, chloritické bridlice, opuka, d) skalné vyvreté, premenené a usadené, porušené, navetralé, rozpukané s plochami deliteľnosti (vrstevnatosť, pukliny) vzdialenými menej ako 150 mm. Patrí sem napr. navetralá žula, navetralá rula, navetralý andezit, navetralý vápenec, navetralý pieskovec, e) navážka obdobného charakteru ako horniny zaradené do 5.triedy, f) zmrznuté zeminy. 6. trieda Horniny a) nesúdržné s balvanmi nad objem 0,1 m 3. Patria sem napr. balvany do objemu 0,1 m 3 bez obmedzenia s balvanmi objemu 0,1 m 3 v množstve do 50 % objemu z celkového objemu rozpojovanej horniny 6.triedy, b) skalné vyvreté a premenené, zdravé, s plochami deliteľnosti vzdialenými do 1,0 m v lavicovitej, kvadrovitej odlučnosti. Vzdialenosť ostatných puklín je menšia ako 250 mm. Patrí sem napr. žula, rula, andezit, čadič, kremité bridlice, svoreň, svoreňová rula, pórovitý čadič, fylitická bridlica, c) skalné usadené, zdravé, s hrúbkou vrstvy do 1,0 mm (hrubo lavicovité), so vzdialenosťou ostatných puklín do 250 mm. Patria sem napr. hrubé úlomkovité až balvanité zlepence a aglomeráty s vápenitým a slieňovitým tmelom, vápence, droby pieskovca s vápenitým alebo kremičitým tmelom, dolomit. 7. trieda Horniny Horniny skalné zdravé, masívne alebo s odlučnosťou polyedrickou, guľovitou, stĺpcovou a pod. s jednotlivými zaklinenými hranami, s plochami deliteľnosti zovrenými vo vzdialenosti väčšej ako 250 mm. Patria sem napr. kremence, kremenité žuly, diority, diabasy, čadiče so silno stĺpcovou odlučnosťou, spility, buližníky, rohovce, gabra, andezity, amfibolity, granulity, granodiority, zlepence s kremitým tmelom, rohovcové vápence, žilové kremene, znelce. Triedy ťažiteľnosti sa dajú charakterizovať spôsobmi, ktorých prostredníctvom je možné príslušné horniny rozpojovať. 1. trieda - horniny sypké - dajú sa naberať lopatou, nakladačom. 2. trieda - horniny rypné rozpojiteľné rýľom, nakladačom. 3. trieda - horniny kopné - rozpojiteľné rýľom, nakladačom. 4. trieda - horniny drobivé - rozpojiteľné klinom, rýpadlom 5. trieda - horniny ľahko trhateľné, rozpojiteľné rozrývačom, ťažkým rýpadlom (hmotnosť nad 40 t), trhavinami. 6. trieda - horniny ťažko trhateľné - rozpojiteľné ťažkým rozrývačom, trhavinami. 7. trieda - horniny veľmi ťažko trhateľné - rozpojiteľné trhavinami. Osamelé kamene s objemom do 0,1 m 3 jednotlivo sa považujú za súčasť tej horniny, v ktorej sú uložené. Ide o kamene, ktoré sa vo výkopisku vyskytujú najviac po dvoch na jednom mieste a vcelku predstavujú najviac 1 % objemu daného výkopu. 13

14 Kmene a piloty sa zatrieďujú podľa stavu, v akom sú zachované a podľa objemu jednotlivých kusov. Kamene s objemom nad 0,1 m 3 jednotlivo sa zatrieďujú do 5., 6. alebo 7. triedy podľa charakteristík platných pre tieto triedy. Zeminy Skalné horniny Osobitné prípady Príklady* súdržné nesúdržné mäkkej konzistencie okrem ílovitých l c = 0,05 až 0,75 I p < 17** kypré - I D < 0,33 drobný štrk do Ø 2 cm bez obmedzenia a Ø 2 až 5 cm max. do 10 % celkového objemu stavebný odpad a navážka charakteru horniny 1. triedy ornica, hlinitý piesok, piesok, piesčitá hlina, kyprý drobný štrk, štrkopiesok 2 tuhej konzistencie okrem ílovitých l c = 0,75 až 1,0 I p < 17 stredne uľahnuté I D = 0,33 až 0,67 stredný štrk do Ø 5 cm bez obmedzenia a Ø 5 až 10 cm max. do 10 % celkového objemu stavebný odpad a navážka charakteru horniny 2. triedy ornica, hlinitý piesok, piesčitá hlina, tuhá hlina, prachovitá hlina, stredný štrk, štrkopiesok 3 pevnej a tvrdej konzistencie okrem ílovitých ak I p < 17, I c > 1,0 ílovité mäkkej a tuhej konzistencie ak I p > 17, I c = 0,05 až 1,0 uľahnuté - I D > 0,67 hrubý štrk do Ø 10 cm bez obmedzenia, s kameňmi Ø 10 až 25 cm do 10 % celkového objemu. Štrk so súdržným tmelom, ak I p < 17, a s ílovitým tmelom (I p > 17) mäkkej a tuhej konzistencie slabo spevnené, navetrané stredne spevnené a zvetrané spevnené poloskalné horniny rozložené skalné horniny stavebný odpad a navážka charakteru horniny 3. triedy piesčitá hlina, hlina, spraš, ílovitá hlina, ílovitý piesok, hrubý štrk, štrkopiesok, štrk s hlinitým tmelom, rozložený granit, navetraný ílovec 4 dovité pevnej a tvrdej konzistencie, kde l c > 1,0 a I p > 17 hrubý štrk s kameňmi Ø 10 až 25 cm v množstve 10 až 50 % celkového objemu a s balvanmi vyše Ø 25 cm do objemu 0,1 m 3 do 10% celkového objemu. Štrk s ílovitým tmelom pevnej alebo tvrdej konzistencie (I p > 17, I c > 1,0) zdravé stredne spevnené a navetrané spevnené poloskalné horniny zvetrané skalné horniny, stredne a značne rozpukané súdržné zeminy kašovitej a tekutej konzistencie (/c < 0,05), tekutý piesok, stavebný odpad a navážka charakteru 4. triedy íl, piesčitý íl, ílovitá hlina, hrubý štrk s kameňmi, ílovec, navetraná ílovitá bridlica, zvetraný pieskovec, zvetraná opuka, zvetraný granit 5 hrubý štrk s kameňmi Ø 10 až 15 cm bez obmedzenia a s balvanmi vyše 25 cm Ø do objemu 0,1 m 3 v množstve 10 až 50 % celkového objemu. Nesúdržné zaradené do 4. triedy s dovitým tmelom pevnej a tvrdej konzistencie (I p > 17, l c > 1,0) zdravé spevnené poloskalné horniny vo vrstvách do mocnosti 15 cm, navetrané skalné horniny s plochami deliteľnosti vzdialenými menej ako 15 cm zamrznutá zemina, navážka charakteru 5. triedy balvanitý štrk, pieskovec so slienitým a ílovitým tmelom, ílovitá bridlica, opuka, tuf, tufity, fylity, navetraný granit 6 s balvanmi do objemu 0,1 m 3 bez obmedzenia a vyše 0,1 m 3 jednotlivo v množstve do 50 % celkového objemu spevnené poloskalné horniny vo vrstvách vyše 15 cm, zdravé, trhacími prácami ťažko rozpojiteľné skalné horniny s odlučnoslbu a vrstevnatosfou do 1,0 m a so sekundárnymi puklinami do vzdialenosti 25 cm pieskovec, zlepenec s vápnitým tmelom, vápenec, dolomit, arkóza, pórovitý čadič, granit, svor, svorová rula 7 zdravé, trhacími prácami veľmi ťažko rozpojiteľné skalné horniny so vzdialenosťou plôch deliteľnosti presahujúcou 25 cm kremenec, zlepenec s kremitým tmelom, gabro, granit, čadič, andezit, granulit, amfibolit * Príklady hornín platia len vtedy, ak vyhovujú vlastnostiam uvedeným v stĺpcoch 2-4 ** Medza tekutosti podľa Atterberga Tab. 2.2 Rozdelenie hornín podľa ťažiteľnosti 14

15 Súdržné zeminy (stĺpec 2) sa zaraďujú do 1. až 4. triedy podľa konzistencie (stav zeminy podmienený jej vlhkosťou tvrdá, pevná, tuhá, mäkká, kašovitá), ktorá sa pomocou laboratórnych skúšok vyjadruje stupňom konzistencie l c, a podľa plasticity, ktorá sa vyjadruje indexom plasticity l p. Nesúdržné zeminy (stĺpec 3) sa zaraďujú do 1. až 6. triedy podľa uľahnutosti (tesnosť uloženia zŕn, vyjadrená indexom relatívnej tuhosti l D ), podľa zrnitostného zloženia a charakteru tmelu. Poloskalné a skalné horniny (stĺpec 4) sa zaraďujú do 3. až 7. triedy podľa stupňa spevnenia, zvetrania, hrúbky vrstiev, odlučnosti a puklinovosti. Osobitné prípady (stĺpec 5) sa zaraďujú do 1. až 5. triedy podľa ich charakteru ako zemina. Na ťažteľnosť hornín vplývajú aj klimatické zmeny. Ak sa zmení vlhkosť, môže sa zmeniť konzistencia súdržných zemín a tým aj ich zaradenie do príslušnej triedy ťažiteľnosti. Ak zamrzne zemina patriaca do 1. triedy ťažiteľnosti, musíme ju zaradiť do 5. triedy. Názov zeminy - symbol Vhodnosť zeminy pre podložie (skupina) Vhodnosť zeminy pre násypy nevhodné Íl VIII - X O O Piesočnatý íl IX O O Ílovitá hlina VIII - IX O O Piesočnatá ílovitá hlina VII O Hlina VII - VIII O Prachovitá hlina VIII - X O O Piesočnatá hlina VII O málo vhodné vhodné veľmi vhodné Prachovitý piesok VII - VIII O Ílovitý piesok VI O Hlinitý piesok V O Piesok III O Hrubozrnný piesok III O Hrubozrnný hlinitý piesok V O Hrubozrnný ílovitý piesok VI O Hrubý piesok III O Hlinitý hrubý piesok IV O Ílovitý hrubý piesok V O Piesok so štrkom II O Hlinitý piesok so štrkom II O Ílovitý piesok so štrkom V O Piesočnatá hlina so štrkom VI O Piesočnatá ílovitá hlina so štrkom VII O Piesočnatý štrk II O Hlinitopiesočnatý štrk I O Ílovitopiesočnatý štrk II O Hlinitý štrk III O Ílovitý štrk IV O Štrkopiesok II O Štrk s hlinitým pieskom I O Štrk s ílovitým pieskom III O Tab. 2.3 Zaradenie zemín do podložia a násypov 15

16 Správne určenie tried ťažiteľnosti je dôležité pre navrhovanie vhodného spôsobu vykonávania výkopových prác, správnu voľbu stavebných mechanizmov alebo plánovanie časového harmonogramu výstavby. Dôležité je aj na určenie nákladov na výstavbu stavebného diela. Cenový rozdiel medzi jednotlivými triedami je pomerne veľký, preto správne zatriedenie podstatne ovplyvňuje reálnu kalkuláciu nákladov na stavbu. 2.2 INŽINIERSKO-GEOLOGICKÝ PRIESKUM Dôležitou úlohou pri realizácii zemných prác a výstavbe všeobecne je poznanie vlastností stavebného podložia. Neznalosť vlastností zemín môže mať za následok zlý návrh základov alebo spôsobu zakladania stavebného objektu, čo môže neskôr vyvolať poruchy v stavebnej konštrukcii. Na zisťovanie inžiniersko-geologických pomerov staveniska je potrebné vykonávať terénne sondážne práce, odbery vzoriek zemín a hornín, podzemnej vody, ich laboratórnu analýzu a získané údaje spracovať v záverečnej správe inžiniersko-geologického prieskumu. Na základe týchto údajov potom môže statik navrhnúť správny spôsob založenia stavebného objektu Typy inžiniersko-geologického prieskumu Inžiniersko-geologický prieskum sa vykonáva v jednotlivých etapách v závislosti od stupňa projektovej dokumentácie, náročnosti stavby a zložitosti inžiniersko-geologických pomerov: a) orientačný prieskum slúži ako podklad na vypracovanie najnižšieho stupňa projektovej dokumentácie. Zisťujú sa ním základné charakteristiky územia na posúdenie možnosti a vhodnosti územia na výstavbu alebo iné využitie; b) podrobný prieskum na jeho základe sa pripravujú podklady na spracovanie projektovej dokumentácie výstavby s návrhom spôsobu zakladania stavby. Jeho úlohou je zhodnotenie poznatkov predchádzajúcej etapy prieskumu, realizácia a vyhodnotenie geologických a technických prác, odber vzoriek zemín, hornín, vody a ich laboratórne vyhodnotenie, geotechnické terénne skúšky a merania; c) doplňujúci prieskum rieši špeciálne problémy, ktoré vznikli pri vypracovávaní projektu stavby a počas výstavby. V rámci prieskumu sa vykonávajú geologické práce spresňujúce geologické poznatky, ktoré vznikli počas výstavby alebo prevádzky stavby. Sleduje sa správanie stavby, jej účinky na konkrétne geologické podmienky a vplyv na životné prostredie Úlohy inžiniersko-geologického prieskumu staveniska Preto aby projektant alebo realizátor poznal geologické pomery na stavbe, rieši inžiniersko-geologický prieskum tieto základné problémy: - posúdenie geomorfologických pomerov staveniska, - prieskum zloženia základovej pôdy, - určenie únosnosti a stlačiteľnosti základovej pôdy, - zhodnotenie vplyvu podzemnej vody na zakladanie stavebných objektov, - určenie spôsobu výkopových prác a stanovenie tried ťažiteľnosti zemín a hornín základovej pôdy, - zakladanie stavieb v zložitých geotechnických podmienkach, - inžiniersko-geologické zhodnotenie základovej pôdy stavenísk Prieskum zloženia základovej pôdy Pri návrhu základov a základových pomerov je dôležité poznať jednotlivé vrstvy základovej pôdy a ich vlastnosti. Preto cieľom inžiniersko-geologického prieskumu je vytvorenie inžiniersko-geologického profilu podložia stavebného objektu. 16

17 Pre zistenie inžiniersko-geologického profilu sa používajú tieto terénne sondážne práce: a) vŕtané sondy (jadrové, špirálové), b) penetračné sondy, c) kopané sondy a ryhy, d) prieskumné štôlne a šachty. Obr. 2.1 Vŕtaná špirálová sonda Voľba typu a kombinácie terénnych sondážnych prác závisí od zložitosti inžiniersko-geologických pomerov, náročnosti stavebného objektu a od stupňa projektovej prípravy. Prieskumné sondy sa využívajú aj na odber vzoriek potrebných na laboratórne analýzy. Odobraté vzorky však musia byť neporušené. Obr. 2.2 Odobraté vzorky základovej pôdy Pre prieskum základovej pôdy terénnymi sondážnymi prácami je potrebné určiť: - počet prieskumných sond závisí od veľkosti stavebného objektu a zložitosti geologických pomerov; - rozmiestnenie sond je potrebné pokryť celý skúmaný stavebný objekt tak, aby sa dali vykresliť charakteristické inžiniersko-geologické profily; - hĺbku sond závisí od veľkosti zaťaženia základov, ich šírky a hĺbky. Všeobecne môžme povedať, že v jednoduchých podmienkach môžme hĺbku, ktorá sa rovná trojnásobku šírky základov, považovať na hĺbenie vrtov za dostatočnú. Ak sa skalné podložie nachádza blízko povrchu, obyčajne stačí zavŕtať do podložia 1 až 2 m. Na základe sondážnych a laboratórnych prác v inžiniersko-geologickom profile sa vyznačí zatriedenie zemín a hornín podľa STN Základová pôda pod plošnými základmi. 17

18 V rámci inžiniersko-geologického prieskumu, najmä v etape doplnkového prieskumu sa realizuje najviac poľných skúšok zameraných na overenie a kontrolu kvality základovej škáry, podložie zemnej pláne, násypov pri pozemných a dopravných stavbách, kontrolu kvality a zhutnenia zemných konštrukcií, tesnenia skládok odpadov, kontrolu kvality a vlastností zemín po stabilizácii. a. Statické a dynamické penetračné sondy - Dynamické a statické penetračné sondy umožňujú rýchle a nedeštruktívne posúdiť podložie stavby- zistiť rozhrania a hrúbky jednotlivých vrstiev, určiť niektoré pevnostné a deformačné charakteristiky, zistiť hĺbku únosného podložia, kaverny a podobne. b. Statické a dynamické zaťažovacie skúšky doskou - Zaťažovacie skúšky doskou umožňujú nedeštruktívne zisťovať pevnosť základovej pôdy, moduly deformácie a pružnosti, modul reakcie podložia, resp. zisťovať mieru uľahnutosti a zhutnenia podložia a materiálov v násypoch a stabilizovaných zemín. c. Zisťovanie objemovej hmotnosti - Pre zistenie parametrov zhutnenia sa používajú priame a nepriame skúšobné metódy. Medzi priame metódy patrí určenie objemovej hmotnosti odberom vzorky do vyrezávacieho krúžku, vodným membránovým objemomerom, jamkovou metódou a následným určením vlhkosti a výpočtom parametrov D (porovnanie s výsledkami laboratórnej skúšky zhutnenia Proctor- standard). d. Skúška CBR (Kalifornský pomer únosnosti) - Hodnota kalifornského pomeru únosnosti pôvodne slúžila ako materiálová charakteristika materiálov používaných pri výstavbe ciest pre návrh konštrukcie. Dnes táto skúška slúži aj pre vyhodnotenie únosnosti podložia cestných komunikácií. Hodnota CBR (v %) je číslo vyjadrujúce pomer odporu zeminy proti vniku oceľového tŕňa k odporu proti vnikaniu tohto tŕňa za rovnakých podmienok do štandardného materiálu (makadamu). Na základe korelačných vzťahov je možné zo skúšky odvodiť aj modul pružnosti Podzemná voda Súčasťou inžiniersko-geologického prieskumu pôdy je taktiež určenie výšky hladiny podzemnej vody a jej kvality. Rozlišujeme: - voľnú vodu (nie je pod tlakom), - zavesná voda (zhromaždená na vodonepriepustných vrstvách pôdy), - napätá (artézska) voda (je pod tlakom). Obr. 2.3 Vplyv podzemnej vody na základovú pôdu Podzemná voda, ktorá sa nachádza v mieste základovej škáry, negatívne ovplyvňuje inžinierskogeologické pomery: - zhoršuje vlastnosti zemín, hornín (konzistenciu, pevnosť) znižuje sa napr. únosnosť základovej pôdy vo výkopoch; - sťažuje podmienky pri základových prácach podzemnú vodu treba odčerpávať zo základových jám, resp. musia sa vykonať opatrenia proti jej prítokom, čo zvyšuje náklady na stavbu; 18

19 - môže trvalo a nepriaznivo pôsobiť na časti konštrukcie pod jej hladinou, a preto ich treba pod hladinou podzemnej vody izolovať; - negatívne pôsobí ako významný faktor súčasných geodynamických procesov (svahové pohyby, zvetrávanie, sufózia), ktoré komplikujú základové pomery. V súvislosti s podzemnou vodou sa inžiniersko-geologický prieskum zameriava na: - zistenie hladiny podzemnej vody (nielen v priebehu prieskumu, ale aj jej režim rozkyv hladín). Pri zakladaní stavebných objektov treba určiť maximálnu a minimálnu hladinu podzemnej vody; - prítomnosť napätého horizontu blízko pod úrovňou základovej škáry objektu, čo môže spôsobiť hydraulické porušenie základovej pôdy, resp. jej blízkeho okolia. Preto je v niektorých prípadoch dôležité zistiť aj hĺbku ďalších horizontov podzemnej vody a určiť ich vztlakovú úroveň; - nový stavebný objekt môže negatívne ovplyvniť režim podzemnej vody. V takýchto prípadoch sa vypracováva prognóza zmeny režimu podzemnej vody pri vybudovaní diela, ktorá rieši možné vzdutia hladiny podzemnej vody, ale aj možnosti jej poklesu. To môže ovplyvniť okolité objekty a spôsobiť napr. nadmerné sadnutie alebo môžu vplývať na stav hladiny vodných zdrojov; - zistenie podkladov na výpočet prítokov podzemných vôd do stavebnej jamy (koeficient filtrácie); - odporúčanie optimálneho spôsobu odvodnenia a ochrany stavebnej jamy pri výkopových prácach. Odvodnenie sa vykonáva dvoma základnými spôsobmi. Pri dočasnom odvodnení stavebnej jamy možno zabezpečiť zníženie hladiny podzemnej vody v stavebných jamách povrchovým alebo hĺbkovým odvodnením. Druhý spôsob sa používa v prípade, že je filtračný koeficient veľmi veľký, čerpané množstvá vody sú vysoké alebo pri zakladaní vo veľkých hĺbkach pod hladinou podzemnej vody. Ochrana stavebnej jamy sa rieši tesnením po obvode alebo pod dnom (pomocou tesniacich stien); - zistenie laboratórnymi analýzami chemického zloženia podzemných vôd, pretože môžu agresívne pôsobiť na betónové a oceľové konštrukcie Stanovenie tried ťažiteľnosti zemín a hornín základovej pôdy Pri vykonávaní inžiniersko-geologického prieskumu sa stanovuje ťažiteľnosť zemín a hornín podľa STN Zemné práce. Podľa tejto normy sa zeminy a skalné horniny rozdeľujú do siedmich tried ťažiteľnosti. Cenový rozdiel medzi jednotlivými triedami je pomerne veľký, preto správne zatriedenie podstatne ovplyvňuje reálnu kalkuláciu nákladov na stavbu. Správne určenie tried ťažiteľnosti je dôležité pre: - navrhovanie vhodného spôsobu vykonávania výkopových prác, - správnu voľbu stavebných mechanizmov, - plánovanie časového harmonogramu výstavby, - určenie nákladov na výstavbu stavebného diela. Obr. 2.4 Zatriedenie odobratých zemín a hornín do tried ťažiteľnosti 19

20 2.2.5 Určenie spôsobu výkopových prác Na základe výsledkov inžiniersko-geologického prieskumu sa v konečnom dôsledku určí najvhodnejší spôsob realizácie výkopových prác na plánovanej stavbe. Pretože sa zakladanie stavebných objektov sa vykonáva prevažne v svahových stavebných jamách, je nevyhnutné určovať sklony svahov alebo spôsoby paženia stavebných jám (štetovnicové, pomocou podzemných stien, pilótových stien, často v kombinácií s rozopieraním alebo kotvením). Ak nie je určený sklon svahu alebo sa nedodrží odporúčaná hodnota, môže sa svah zosunúť a spôsobiť okrem materiálnej škody úraz alebo dokonca smrť. Obr. 2.5 Realizácia inžiniersko-geologického prieskumu pôd a následné určenie spôsobu výkopových prác Pre úspešnú realizáciu inžiniersko-geologického prieskumu a následne aj stavby je dôležitá úzka spolupráca obstarávateľa prác, projektanta, statika, inžinierskeho geológa a geotechnika. Ak má táto spolupráca fungovať, musí: - obstarávateľ (resp. projektant) správne formulovať požiadavky na prieskum staveniska, - projektant správne interpretovať a spracovať výsledky prieskumu, - inžiniersky geológ sa musí vyjadrovať presne definovanými termínmi, ktorým musí projektant rozumieť, - stavebný inžinier, ktorý pracuje na stavbe, musí vedieť posúdiť, či situácia vo výkope sa zhoduje s inžiniersko-geologickým prieskumom, ktorý využil projektant ako základný podklad pri vypracovaní projektu. Inžiniersko-geologický prieskum základovej pôdy treba vykonávať pre všetky druhy stavieb (podzemné, líniové, pozemné, vodohospodárske). Predíde sa tým možným komplikáciám a škodám pri realizácií a využívaní stavieb. 2.3 MECHANIKA ROZPÁJANIA A ŤAŽBY HORNÍN Účinnosť strojov pre terénne úpravy a zemné práce (t.j. skutočný výkon strojov) je ovplyvňovaná mnohými fyzikálnymi a mechanickými vlastnosťami hornín. Preto je dôležité poznať vplyv jednotlivých vlastností hornín, aby bolo možné efektívne prispôsobiť sled a intenzitu jednotlivých pracovných pohybov stroja. Faktory vplývajúce na účinnosť stroja: Kyprivosť (k n) je schopnosť horniny zaberať po rozpojení väčší objem ako v pôvodnom rastlom stave. - je tým väčšia, čím kompaktnejšia bola zemina v rastlom stave - k n vzrastá s triedou ťažiteľnosti 20

21 Koeficient nakyprenia (kn) je obrátená hodnota kyprivosti k n a redukuje nám objem naplnenej lyžice stroja na hodnotu objemu výkopku. k n = 1 k n Koeficient plnenia lopaty (kp) závisí od uhla prirodzenej sklonitosti rozpojenej horniny, ako aj na jej vlhkostnom stave. k p 1 - určuje ako je lopata, v pomere ku svojmu geometrickému objemu naplnená Odpor proti rýpaniu sa prekonáva silou stroja počas rozpájania a naberania horniny. - závisí od súdržnosti horniny, od hrúbky oddeľovanej vrstvy horniny (c), od ostrosti britu (β), od okamžitého uhla (α) - postavenie britu voči svojej pohybovej trajektórii a pod. Obr. 2.6 Odpor proti rýpaniu Nakyprenie [%] Súčiniteľ na prepočet Hmotnosť v 1 m 3 v kg Horniny - zeminy Trieda prechodné trvalé pôvodný stav na nakyprený stav nakyprený stav na pôvodný stav v pôvodnom stave v nakyprenom stave Rypné, sypké Ľahko rozpojiteľné Stredne rozpojiteľné Ťažko rozpojiteľné Rozpojené skaly I II III IV V-VII ,5 3,5 5,0 8,0 18,0 1,15 1,18 1,22 1,30 1,37 0,869 0,847 0,820 0,770 0, Tab. 2.4 Priemerné hodnoty nakyprenia a hustoty zemín 21

22 3. ZEMNÉ PRÁCE V investičnej výstavbe predstavujú zemné práce značné percento všetkých vykonávaných pác. Predstavujú najväčší rozsah a objem terénnych prác. Zemné práce sú práce, ktoré bezprostredne súvisia s rozpájaním, premiestňovaním a ukladaním (zabudovaním) hornín. Vykonávajú násypy a vykopávky pre zemné konštrukcie. Zabezpečujú úpravu a prípravu terénu pre stavenisko. Vykonávajú sa prevažne mechanizmami (zjednodušujú a urýchľujú zemné práce, pričom vzrastá ich objem a výkon) a ručne. Ručne sa realizujú v tých prípadoch ak terénne podmienky neumožňujú použiť mechanizmy, alebo ide o malý rozsah zemných prác, poprípade ak sa jedná o dokončovacie práce. Podrobne o zemných prácach pojednáva norma STN Zemné práce. Rozdelenie zemných prác podľa pracovného postupu: 1. prípravné práce - vytýčenie stavby, - profilovanie násypov a výkopov, - odstraňovanie porastov, - odstraňovanie balvanov, kameňov, - odstraňovanie starých objektov, zvyškov nepotrebných stavebných objektov, - odstraňovanie humusu, zhrnutie (stiahnutie) ornice, - zrezanie mačiny, - zriaďovanie stupňov v podloží násypov, - rozrývanie pôdy, - určenie objemu zemných prác (kubatúry), - zariadenie staveniska, - ochrana staveniska proti vode,; 2. pomocné práce - odvodnenie vlastného staveniska, - paženie výkopov; 3. dopravné práce - doprava pomocných materiálov a strojov; 4. základné práce - rozpájanie a ťažba zemín, - premiestňovanie a doprava zemín, - ukladanie a zabudovanie zemín, - zhutnenie zemín; 5. dokončovacie práce - úprava povrchov. Zemné práce vykonávané prevažne pomocou mechanizácie rozdeľujeme do troch skupín: a) vykopávky a úprava vyťažených priestorov vykopávky, úprava výkopov, paženie výkopov, úprava pláne, svahovanie, b) premiestňovanie zemín a vody vodorovné a zvislé premiestňovanie výkopku, c) ukladanie a úprava uložených zemín násypy, svahovanie násypov, hutnenie zemín, rozprestieranie ornice. 22

23 Názvoslovie zemných prác podľa STN Depónia - nadbytočný výkopok uložený na skládku. Hĺbenie - vykopávka pod úrovňou vodorovného premiestnenia výkopku. Hĺbený výkop - výkop, ktorý je výsledkom hĺbenia. Podľa tvaru sa hĺbené vykopy delia na: jamy, hĺbené zárezy, ryhy, šachty. Hĺbený zárez - hĺbený výkop, ktorý nie je šachtou a ktorého pôdorys má šírku viac ako 2 m a hodnotu pomeru dĺžky k šírke dna aspoň 6. Hornina - spevnená alebo nespevnená zmes zŕn jedného alebo viacerých minerálov, prípadne zmes minerálov a úlomkov starších hornín. Hrúbka nánosu priemerná - je podiel celkového množstva nánosu a celkovej pôdorysnej plochy vymedzenej jeho obrysovou čiarou. Jama - je hĺbený výkop, ktorý má hodnotu pomeru dĺžky k šírke dna menšiu ako 6, jeho šírka v úrovni terénu je väčšia ako 2 m a ktorý nespĺňa podmienky šachty. Jama stavebná - je jama určená pre umiestnenie stavebného objektu alebo jeho časti. Jama odpadová - je jama určená na podzemnú skládku odpadu (kameňov, kmeňov a pod.). Lepivé zeminy - sú zeminy s číslom plasticity I(p) väčším ako 10, ak ich prirodzená vlhkosť w(n) je väčšia ako medza plasticity w(p) alebo ak pri vykonávaní stavebných prác vznikne nutnosť odstraňovania horniny z náradia a dopravných prostriedkov. V sporných prípadoch je rozhodujúce stanovenie obsahu prirodzenej vlhkosti a medze plasticity preukázanými skúškami na stavbe. I(p) w(n) w(p) číslo plasticity podľa skúšky medze tekutosti podľa Atterberga, vlhkosť zeminy zo vzorky odobranej zo zeminy po rozpojení, medza plasticity. Materiál nakupovaný - je materiál s dojednanou cenou. Za nakupovaný materiál sa nepovažuje hornina získaná pri výkopoch pre objekty alebo v zemníkoch, kedy investor hradí náklady spojené s jeho získaním (skrývka, ťaženie, premiestnenie, konečná úprava územia zemníka). Nakyprenie - prírastok objemu horniny oproti pôvodnému stavu vzniknutý jej rozpojením. Vyjadruje sa pomerom objemu nakyprenej horniny a jej objemom v pôvodnom stave. Násyp - je sypaná konštrukcia vybudovaná na povrchu územia. Obsyp - je násyp alebo zásyp určený pre ochranu stavebných konštrukcií. Obvod dráhy - je územie určené k prevádzke dráhy. Odkopávka - je výkop nad úrovňou vodorovného premiestnenia. Pevná hornina - spevnená hornina charakterizovaná pevnosťou pre skalné a poloskalné horniny. Porast divoký - sú všetky poľnohospodársky nezužitkovateľné traviny s výnimkou vodného rastlinstva. Porast hustý - je taký porast, ktorý pokrýva plochu nad 70 % jej celkovej výmery. Porast riedky - je taký porast, ktorý pokrýva plochu do 50 % jej celkovej výmery. 23

24 Porast stredne hustý - je taký porast, ktorý pokrýva plochu nad 50 do 70 % jej celkovej výmery. Prekopávka - je odkopávka, ktorá sa vykonáva naprieč terénnou vlnou a je charakterizovaná prístupom dopravných prostriedkov z jednej alebo z dvoch strán. Z technologického hľadiska sa za prekopávky považujú aj ďalej vymenované výkopy pod úrovňou vodorovného premiestnenia výkopku: - výkopy pre cestné a železničné zárezy (aj pri mimoúrovňovom krížení), - výkopy pre cestné a letiskové vozovky, - výkopy cestných, železničných a letiskových priekop. Pretlačovanie - je umiestnenie rúr vonkajšieho priemeru do 500 mm (obvykle chrániaceho potrubie) pod povrch územia alebo do násypov bez výkopu, v rovine alebo v sklone do 1:10, vrátane prípadného odstránenia zeminy z vnútrajška pretlačovaného potrubia. Preložka cestnej komunikácie - je novo budovaný úsek cestnej komunikácie v zmenenej trase. Prepažovanie - je dočasné odstránenie vzpier alebo rozpier paženia a znovu osadenia vzpier alebo rozpier po vykonaní pracovných operácií, pre ktoré je prepažovanie nutné. Premiestnenie výkopku zvislé - je vyzdvihnutie výkopku z miesta rozpojenia na výškovú úroveň vodorovného premiestnenia výkopku. Premiestnenie výkopku vodorovné - je premiestnenie výkopku od výkopiska do miesta uloženia s vyložením z dopravného prostriedku. Presvahovanie - je zmena sklonu svahu už vykonaného, príp. pri súčasnom jednostrannom alebo obojstrannom rozšírení dna zárezu alebo zúženia koruny do 1 m. Priekopa - je otvorené odvodňovacie zariadenie s hĺbkou nad 300 mm, podľa tvaru priečneho rezu rozoznávame priekopy lichobežníkové, trojuholníkové alebo zaoblené a podľa úpravy priekopy nespevnené alebo spevnené. Rigol - je otvorené odvodňovacie zariadenie hlboké najviac 300 mm, spravidla zaoblené a spevnené betónovými tvárnicami, kamennou dlažbou, betónom a pod., jeho svah priľahlý k vozovke nesmie mať sklon strmší ako 1 : 3. Rozprestretie ornice - rozprestretie povrchovej vrstvy zeminy (najúrodnejšej) vrstvy zeminy obyčajne v hr cm. Rozlišujeme rozprestretie ornice v rovine a na svahu. Ryha - hĺbený výkop, ktorý nie je šachtou a ktorého pôdorys má šírku najviac 2 m. Za ryhy sa nepovažujú cestné a železničné priekopy. Skládka výkopku - prestor, kde je uložený účelovo nevyužitý výkopok. Trvalá skládka výkopku - skládka výkopku, ktorý nie je určený na ďalšie upotrebenie. Dočasná skládka výkopku - skládka výkopku určeného na ďalšie upotrebenie. Sypanie - súhrn prác na výsypke pri budovaní sypanej konštrukcie alebo pri skládke výkopku. Sypaná konštrukcia - zemný objekt budovaný sypaním. Sypanina - materiál určený na budovanie sypanej konštrukcie (napr. výkopok, rúbanina z tunelov a baní, odpadový materiál z priemyslu, škvára a troska. Svahovanie - je zemná úprava tvaru trvalých svahov so sklonmi strmšími ako 1:5 (vrátane premiestnenia sypaniny na vyrovnanie priehlbín na svahu). Poznáme svahovanie vo výkope a svahovanie v násype (SV a SN ). Šachta - je hĺbený výkop, ktorého najväčšia pôdorysná plocha je 36 m 2 a jeho hĺbka je najväčším rozmerom. Meria sa v osi šachty ako zvislá vzdialenosť dna a roviny vodorovného premiestnenia. 24

25 Ťažba otvárková pre kamenité hrádze - je odstránenie nevhodných hornín tr.5 (trhateľných), 6 a 7, ktoré sa nedajú použiť do násypov objektov uvedených v čl.121 časti A 31. Ťažba sypaniny - vykopávka na získanie sypaniny. Triedenie hornín je odstránenie nevhodných frakcií alebo zŕn z výkopku, určeného pre vykonávanie sypaných konštrukcií. Za triedenie sa pre účely oceňovania nepovažuje: a) skladanie ornice a jej ukladanie oddelene od výkopku, b) ťaženie určitých druhov hornín, vyskytujúcich sa v súvislých vrstvách. Zatriedenie hornín je podľa tried obtiažnosti rozpojovania. Úprava pláne - je zemná úprava tvaru plochy územia so sklonom 1:5. Úroveň vodorovného premiestnenia výkopku: - vodorovná rovina preložená najnižším bodom plochy prístupnej obvyklému dopravnému prostriedku alebo - najnižšia úroveň územia, na ktorú sa výkopok odhadzuje vtedy, keď nie je navrhnuté jeho vodorovné premiestnenie. Uzavretý priestor - pre zásypy je miesto neprístupné dopravným alebo hutniacim strojom, primeraným objemom zemného objektu, - pre výkopy je miesto, kde pre rozpojovanie a naloženie horniny nemôžu byť použité trhaviny ako ťažobné stroje. Vegetačné obdobie - je časť roka od 1.5. do Vrúbenie - dočasná stavebná konštrukcia, ktorá chráni steny výkopov proti zosuvu. Paženie - plochá výplň vrúbenia, ktorá je v priamom styku so zeminou. Záporové vrúbenie - vrúbenie charakterizované pažením, pozostávajúcim z drevených (vodorovných) alebo oceľových (zvislých) pažín zaťahovaných do votknutých, rozopieraných alebo kotvených zápor najčastejšie oceľových (I nostíky), baranených alebo vkladaných do vrtov. Vykopávka - rozpojenie horniny, odoberanie výkopku s jeho odhodením alebo naložením na dopravný prostriedok. Výkop - je zemný objekt, ktorý sa tvaruje vykopávkou so súčasným vytváraním svahov a dna s ich prípadným urovnaním a vrúbením. Výkopy melioračných kanálov - sú výkopy na suchu so šikmými alebo zvislými stenami, ktorými sa zriaďujú hore otvorené priestory pre zhotovenie korýt melioračných kanálov. Výkop na suchu - je výkop - vo výkopisku bez vody, - vo výkopisku nad zníženou hladinou vo vodnom toku alebo v nádrži, príp. nad voľnou alebo zníženou hladinou podzemnej vody, o a) v mokre, ak sa jedná o výkop horniny premočenej vodou, o b) vo vode s vodným vankúšom do 100 mm. Výkop pod vodou - je výkop pod skutočnou pracovnou hladinou vody. Pracovná hladina vody je hranicou medzi výkopmi pod vodou a výkopmi na suchu. Výkop pod vodou pre úpravu dna a brehov vodotokov a nádrží - je spravidla pokračovaním výkopu pre korytá vodotokov a pre nádrže pod pracovnú hladinu vody. 25

26 Výkopy pre korytá vodotokov - sú výkopy na suchu so šikmými alebo zvislými stenami, ktorými sa vytvarujú hore otvorené priestory pre zriadenie korýt potokov, riek alebo prieplavov, kanálov, prelivov, náhonov, priekop a pod. okrem odvodňovacích priekop cestných a železničných. Výkop pre podzemné vedenie - pre drenážne potrubie, ktoré je súčasťou iných objektov, pokiaľ tvar výkopu zodpovedá definícii zárezu pre podzemné vedenie. Výkopok - je hornina rozpojená výkopom (vykopávkou). Výkopok neuľahlý - je výkopok, ktorý ležal na mieste (napr. na dočasnej skládke) najdlhšie 6 mesiacov, za neuľahlý sa považuje aj výkopok zhutnený dažďom alebo prevádzkou dodávateľa. Výkopok uľahlý - je výkopok, ktorý ležal na mieste (napr. na dočasnej skládke) dlhšie ako 6 mesiacov, alebo ktorý bol zhutnený na príkaz odberateľa alebo jeho prevádzkou, príp. prevádzkou verejnou, nie však prevádzkou dodávateľa. Vodorovné premiestnenie výkopku - premiestnenie výkopku od výkopiska do miesta jeho uloženia s vyložením z dopravného prostriedku a s jeho rozhrnutím, ak je to pre dopravu nevyhnutné. Zvislé premiestnenie výkopku - zdvihnutie výkopku z miesta rozpájania na výškovú úroveň vodorovného premiestnenia výkopku. Výsypka - miesto sypania sypaniny. Úprava pláne - zemná úprava tvaru plochy územia so sklonom do 1 : 5. Úroveň vodorovného premiestnenia výkopku - u odkopávok, prekopávok, jám a šachiet: vodorovná rovina preložená najnižším bodom na priesečnici stien výkopu s terénom, - u rýh a hĺbených zárezov: dopravná plocha pre vodorovné premiestnenie, - u všetkých hĺbených výkopov tiež plocha, na ktorú sa výkopok odhadzuje. Zárez hĺbený - je hĺbený výkop, ktorého pomer dĺžky k šírke dna je väčší alebo rovný číslu 6, ktorého šírka v úrovni terénu je väčšia ako 2 m a ktorý nespĺňa podmienky pre určenie šachty. Zárez pre podzemné vedenie - je hĺbený výkop so šikmými stenami, odpovedajúci definícii zárezu, zriaďovaný pre umiestnenie podzemných vedení (kolektory, kanály, rúrové vedenie a pod.) a ktorý nespĺňa podmienky pre určenie šachty alebo ryhy. Zásyp - je sypaná konštrukcia, ktorá vyplňuje priestory pod úrovňou povrchu terénu. Zemné práce - práce, ktoré sa zaoberajú rozpájaním hornín, premiestňovaním výkopku, prípadne sypaniny, ich sypaním, vrátane ich prípadného zhutňovania alebo iného spevňovania a inými úpravami súvisiacimi s týmito prácami. Výsledkom zemných prác je zemný objekt. Zemné objekty sa podľa spôsobu budovania delia na výkopy a násypy (sypané konštrukcie). Zemina - nesúdržná alebo súdržná nespevnená ľahko rozpojiteľná hornina. Zemník - je výkopisko určené pre získanie sypaniny. Materiálová jama založená v blízkosti budovania zemného telesa. Zemný objekt - je stavebné dielo, ktoré je výsledkom zemných prác. Zemné objekty sa podľa spôsobu ich budovania (odoberaním alebo hromadením výkopku, prípadne sypaniny) triedia na: a) výkopy, b) sypané konštrukcie. 26

27 Zhutňovanie - zemná práca, ktorou sa znižuje pórovitosť zeminy alebo sypaniny (valcovaním, ubíjaním, striasaním, prelievaním a pod.) na zvýšenie ich odolnosti proti vplyvom zaťaženia alebo poveternosti. 27

28 3.1 PRÍPRAVNÉ ZEMNÉ PRÁCE Pred začatím zemných prác je potrebné podľa podrobného (realizačného) projektu riadne vytýčiť stavenisko. Predtým než budú zahájené hlavné zemné práce (realizácia výkopových a násypových telies) je potrebné upraviť povrch terénu. Ide predovšetkým o odstraňovanie organických hmôt, ktoré nemôžu prísť do násypov ani zostať v podloží, pretože postupným rozkladom a hnitím by spôsobovali dlhodobé sadanie. Medzi prípravné práce patria výkony, bez ktorých by sa navrhované zemné práce alebo terénne úpravy nemohli uskutočniť. Pričom ide o: - vytýčenie stavby, - profilovanie násypov a výkopov, - odstraňovanie porastov, - odstraňovanie balvanov, kameňov, - odstraňovanie starých objektov, zvyškov nepotrebných stavebných objektov, - odstraňovanie humusu, zhrnutie (stiahnutie) ornice, - zrezanie mačiny, - zriaďovanie stupňov v podloží násypov, - rozrývanie pôdy, - určenie objemu zemných prác (kubatúry), - ochrana staveniska proti vode Vytyčovacie práce Postup pri vytyčovaní je rozdielny podľa toho, či sa jedná o stavbu líniovú alebo plošnú. Vytýčenie sa spravidla realizuje podľa vytyčovacích výkresov stavby - STN Vytyčovacie výkresy stavieb. Presnosť vytýčenia je daná STN Presnosť vytyčovania líniových a stavebných objektov a STN Presnosť vytyčovania stavebných objektov s priestorovou skladbou. U líniových stavieb sa vytyčuje os stavby, ktorá sa vystaničí a zaniveluje. Stavba sa potom vyznačí latovými profilmi (jednotlivé priečne profily) kolmo na os. Osové body musia byť zaistené pomocou zaisťovacích bodov na kolmici k pozdĺžnej osi stavby až za obrys budúceho zemného telesa. Sklony budúcich výkopov a násypov sa riadia vlastnosťami zemín a sú určené pomerom výšky k vodorovnej dĺžke (1:n). Profilovanie násypov V osi profilu sa zarazí dostatočne dlhý kolík A a vyznačí sa na ňom požadovaná výška násypu vodorovne pribitou latou a. Ďalšie kolíky B a C sa zatlčú v hrane budúceho násypu a v päte násypu E. Na ne sa pribijú svahové laty b, c, e, udávajúce sklon bokov násypov (napr. 1:1,5; 1:2). Svahové laty sa zaraďujú do správneho sklonu pomocou profilačného trojuholníku alebo sklonomeru. Pre každý rozdielny sklon svahu musíme mať iný profilačný trojuholník. 28

29 Obr. 3.1 Latový profil násypu Obr. 3.2 Profilačný trojuholník Obr. 3.3 Sklonomer Pri osádzaní latových profilov u násypov, ktoré nebudú zhutňované, musíme počítať s príslušným prevýšením a rozšírením. Podľa empírie býva toto prevýšenie u hlín 1/14 výšky, u piesku 1/23 výšky, u kamenných násypov 1/40 výšky a u hlinitých a ílovitých zemín 1/12 výšky. Obr. 3.4 Latový profil s prevýšením a rozšírením 29

30 Profilovanie výkopov Pri profilovaní výkopov sa označia zatlčenými kolíkmi so svahovými latami, upravenými do požadovaného sklonu, počiatok výkopu (výkopová hrana) a sklon budúceho výkopového svahu. Hĺbka výkopu sa kontroluje podľa výškového kolíka, zatlčeného v osi profilu, okolo ktorého sa zemina ponechá, čím vznikne profilačný kužeľ, ktorý sa odkope vtedy, ak už je výkop riadne prevedený. Pri strojnej realizácii je potrebné vykolíkovať os mimo (vo vhodnej vzdialenosti) osi výkopu, pretože v pracovnom priestore dochádza k ich poškodeniu (odstráneniu). Obr. 3.5 Latový profil výkopu Obr. 3.6 Profilovanie dvojitého výkopu Pre profilovanie priekop používame priekopovú šablónu. Obr. 3.7 Priekopová šablóna 30

31 Vytyčovanie stavebných rýh Sa prevádza pomocou lavičiek, na ktoré sa vyznačí os výkopu klincami. Hĺbku dna ryhy meriame od horizontálnej laty, pričom horná hrana je v konštantnej výške nad dnom výkopovej ryhy. Smer osi dostaneme napnutím špagátu alebo silonu medzi klincami na lavičkách. Dno medzi dvoma lavičkami výškovo zrovnávame pomocou troch dlaždických krížov. Pri strojnom hĺbení je potrebné zaistiť smer osi ryhy a hĺbku výkopu kolíkmi umiestnenými mimo pracovný priestor stroja. Obr. 3.8 Lavičky u stavebných rýh Obr. 3.9 Dlaždické krýže Vytýčenie obrysu základovej jamy Vytyčujeme rohovými lavičkami. Obrys výkopu sa vyznačí na rohových lavičkách pomocou klincov. Natiahnutím silonu medzi dvoma klincami na protiľahlých lavičkách dostaneme smer osi alebo líca (hrany) výkopu resp. muriva. 31

32 Obr Rohové lavičky Vytyčovanie plošných stavieb Je zložitejšie, i keď zemné práce u plošných stavieb sa vcelku nelíšia od stavieb líniových, rozdiel je iba v ich rozsahu. Ide tu o značné kubatúry, realizované prevažne mechanizmami. Vytyčovaciu schému vyznačíme vo štvorcovej sieti s vyznačením pôvodného terénu a navrhnutej úpravy. Z hodnôt uvedených vo vytyčovacom pláne je možné stanoviť polohu nulovej čiary (miest s nulovým pohybom zemín). V teréne vytýčime štvorcovú sieť, ktorá musí byť zabezpečená pevnými bodmi mimo hranice úpravy. Vrcholy štvorcov sa označia výškovými kolíkmi a výškovými značkami. Výšková značka sa skladá z kolíka rôznej dĺžky a vodorovnej laty (šírky cca 10 cm a dĺžky asi 50 cm), na ktorej je vyznačené číslom alebo počtom šikmých čiar o koľko metrov je horná hrana osadená nad navrhovaným povrchom pláne. Výšku navrhovaného násypu udáva priamo vrchná hrana výškovej značky. K označeniu bodov nulovej čiary používame odlišné značky (dvojité výškové značky). Obr Vytýčenie plošnej stavby 32

33 Obr Výšková značka Obr Dvojitá výšková značka Obr Zobrazenie vytýčenia plošnej stavby v priečnom reze Odstraňovanie porastov Závisí nielen od rozsahu územia, ale aj od druhu porastu, hustoty zalesnenia, veku stromov a pod. Odstraňovanie porastov je veľmi zdĺhavé, zložité a vyžaduje veľa pracovných síl. Na odstraňovanie porastov sa najčastejšie používajú buldozéry. Pri ľahkých pôdach sa stromy do Ø 30 cm najskôr radlicou ohrnú a pri druhom zábere sa spustenou radlicou podryjú korene a potom sa strom vyvráti. Pri priemeroch väčších sa obnažia korene s troch strán, prípadne ak dozér má rozrývacie dláta (nože), prerežú sa korene. S troch strán zeminu nahrnie na neporušenú stranu 33

34 a vytvorí si rampu. Pri ďalšom zábere prejde po rampe a zdvihnutou radlicou vyvráti strom. Hlboko zakorenené stromy v ťažkých pôdach je potrebné najskôr odpíliť a potom sa odstraňujú pne a koreňové systémy. Po odstránení kmeňov sa pracovný priestor očistí od pňov buldozérom, traktorom s navijakom prípadne trhacími náložami. Obr Odstraňovanie porastov pomocou dozérov Odstraňovanie balvanov, kameňov Väčšie balvany a kamene sa odstraňujú mechanizmami (dozérmi), resp. pomocou výbušnín. Ak sa kamene vyskytujú vo väčšom množstve, uvoľnia sa a zhrnú dozérom. Balvany a kamene sa využijú pri vypĺňaní terénnych priehlbín, úvozov, výmoľov, jám a strží. Nezvetraný kameň je možné využiť do podkladových vrstiev násypových konštrukcií, na spevnenie poľných ciest Odstraňovanie starých objektov, zvyškov nepotrebných stavebných objektov Niekedy je potrebné zo staveniska odstrániť a odviesť rozličné ploty, nepotrebné staré stavby, múry, sutinu, búrať zvyšky starých objektov. Na odstraňovanie starých objektov, ktoré prekážajú výstavbe, sa používajú mechanizmy, trhaviny a pri citlivých situáciách i ručné búracie práce (pneumatické a hydraulické búracie kladivá). Prevažne sa využívanú dozéry, rýpadlá, nakladače a dopravné prostriedky. Podľa vhodnosti je možné získaný materiál použiť na zasypávanie jám, resp. ak je nezvetraný, aj na spevňovanie poľných ciest Skrývka humusových horizontov - odstraňovanie humusu, zhrnutie (stiahnutie) ornice Toto opatrenie je priamo zakotvené v novele zákona o ochrane a využívaní poľnohospodárskej pôdy č. 219/2008 Z. z. (účinnosť od 1. januára 2009), ktorým sa dopĺňa a mení zákon č. 220/2004 Z. z. o ochrane a využívaní poľnohospodárskej pôdy. Zákon a súvisiace predpisy ukladajú všetkým vlastníkom a užívateľom poľnohospodárskej pôdy povinnosť zabezpečiť a realizovať na vlastné náklady selektívnu skrývku kultúrnych pôdnych vrstiev a podľa povahy činnosti na odnímanej pôde, buď ich premiestnenie a rozprestretie na iné k tomu určené pozemky, alebo ich uloženie na dočasné depónie pre potrebu spätnej rekultivácie. Novela zákona o ochrane a využívaní poľnohospodárskej pôdy sprísňuje podmienky pre odňatie poľnohospodárskej pôdy pre stavebné a iné nepoľnohospodárske zámery prostredníctvom inštitútu odvodov za odňatie poľnohospodárskej pôdy. Novela znovu zavádza odvody za odňatie poľnohospodárskej pôdy, ktoré boli zrušené v roku

35 Humusový horizont je súvislá biologická, prípadne tiež deluviálna akumulácia organických látok, dokonale zmiešaných s minerálnou zložkou pôdy. Kultivovaná časť humusového horizontu je ornica. U prevažnej väčšiny pôd je mocnosť humusového horizontu totožná s hĺbkou ornice. Vrstvu ornice odstraňujeme do hĺbky, ktorá je vyznačená v projekte, maximálne však 30 cm. Ukladá sa na vopred stanovené skládky (depónie) 3 m široké a do výšky maximálne 2 m, ľubovoľnej dĺžky na vhodnom, najlepšie zatienenom mieste v blízkosti staveniska. Ak sa jedná o rozsiahlu stavbu, kde sa predpokladá zhrnúť väčšie množstvo ornice, je potrebné určiť niekoľko skládok a umiestniť ich tak, aby neprekážali pri ďalších zemných prácach. Humus ako i ornica sú veľmi potrebné pri dokončovaní zemných prác a nie je možné ich miešať s ostatnou zeminou vykopanou z väčších hĺbok. Zhŕňa sa pomocou dozérov (do hĺbky max. 30 cm a vzdialenosti 50 m), graderov a scraperov (väčších hĺbok ako 30 cm a vzdialenosti nad 50 m), prípadne ručne. Ak sa ornica uloží iba na krátky čas, nemieša sa s mačinou a rastlinstvom. V tom prípade ak sa ukladá na dlhší čas, je potrebné zabezpečiť ju proti účinkom erózie a zaburineniu. Preto z tohto hľadiska je ich najlepšou ochranou zatrávnenie. Pri rozsiahlych prácach s ornicou a predovšetkým tam, kde sa použijú stroje, je vhodné vypracovať plán zhrnutia a uloženia ornice so zreteľom na jej ďalšie využitie Zrezanie mačiny Tam, kde v miestach budúcej stavby je dobrá a hustá mačina, nie je veľmi vyrastená a predovšetkým na vlhkých a úrodných pôdach, sa mačina zrezáva a ukladá na neskoršie použitie. Mačina sa reže v štvorcových tabuliach so stranami 25 až 30 cm a hrúbky 8 až 10 cm. V najjednoduchšom prípade sa mačina reže rýľom alebo špeciálnym nožom. Narezané tabule sa naberú lopatou a odnášajú na miesta skládky. Mačina sa ukladá tak, že jednotlivé tabule sa kladú trávou na trávu a korienkami na korienky, čím sa vytvoria figúry s maximálnou výškou 1 m a šírkou 2 m. Veľmi hustú a pevnú mačinu je možné i zvinovať (rolovať). Zvinujú sa pásy 50 cm široké. Pri neskoršom použití pri dokončovacích prácach sa mačinové tabule alebo zvinuté mačinové pásy uložia na povrch urovnaného terénu, prípadne násypové a výkopové svahy, a pripevnia krátkymi drevenými kolíkmi. Obr Zrezávanie mačiny a) rýľom pozdĺž laty, b) zvláštnym nožom a lopatou 35

36 Obr Zvinutie mačiny Zriaďovanie stupňov v podloží násypov Na strmých bočných svahoch je niekedy potrebné vytvoriť pod násypmi zdrsnenie alebo stupne (zazubenie). Stupne zazubenia začíname kopať u päty budúceho násypu, výkopok ukladáme najskôr do päty budúceho násypu a neskôr na stupne už hotové, čím zabránime zbytočnému premiestňovaniu zeminy. Spravidla sa robia stupne mierne von sklonené, 1 m široké a tak vysoké, aby pôdorys vodorovnej a šikmej časti stupňa bol dohromady 2 m široký. Sklon stupňov po svahu je min. 1 %, aby sa na nich nedržala voda. Pri menších násypoch s nepriepustným podložím vykopávame namiesto stupňov ryhy. Pri strmých svahoch sa na päte násypového svahu ponechávajú niekedy pne alebo kmene stromov, aby sa svah pomocou stromov lepšie zachytil. Obr Zriaďovanie stupňov v podloží násypových svahov (zazubenie) Rozrývanie pôdy Rozrývanie pôdy predstavuje podstatnú časť prípravných prác pred hlavnými prácami. Pretrhajú sa korene, uvoľnia sa balvany a nakyprí sa zemina, čím sa uľahčí práca stavebným strojom vykonávajúcim zemné práce. Pôda sa rozrýva rozrývačmi do hĺbky 20 až 40 cm. Používajú sa rozrývacie dláta (nože) najčastejšie namontované (zavesené) na samostatnom dozéry alebo gradery. Rozrývače sa v súčasnosti používajú i na rozpájanie ťažko rozpájateľných zemín alebo poloskalných zemín. Ako i na rozrušenie štrkových, asfaltových a betónových vozoviek pri ich rekonštrukcii alebo likvidácii. 36

37 3.1.9 Zariadenie staveniska Súčasne s prevádzaním vyššie uvedených prípravných zemných prác sa zriaďuje stavenisko. Stavenisko je potrebné zariadiť, usporiadať a vybaviť potrebnými objektmi, mechanizmami a prístupovými komunikáciami (cestami) pre dopravu materiálu tak, aby sa stavba mohla riadne a bezpečne prevádzať. Nemalo by dochádzať k nadmernému ohrozovaniu okolia v oblasti životného prostredia, k ohrozeniu bezpečnosti prevádzky na pozemných komunikáciách, k ich znečisťovaniu a k obmedzeniu prístupu k priľahlým stavbám alebo pozemkom, k sieťam technického vybavenia a k požiarnym zariadeniam. Zariadenie staveniska je obyčajne budované, prevádzkované a financované zhotoviteľom stavby, pokiaľ nie je iná dohoda zo strany účastníkov investičnej výstavby. Členenie zariadenia staveniska podľa účelu: a) Prevádzkové - napr. staveniskové komunikácie a objekty na nich, žeriavové dráhy, parkoviská, sklady, skládky, údržbárske a opravárenské dielne, energetické zariadenia a rozvody, zariadenia pre ochranu a bezpečnosť stavby a kancelárie manažmentu stavby. b) Výrobné - kde je možné zahrnúť napr. výrobne betónu, malty, výstuže do betónu, staveniskové výrobne prefabrikátov, tesárske dielne, pred montážne plochy pre zostavenie oceľových konštrukcií a pod. c) Sociálne a hygienické - ako sú šatne, umyvárne, sušiarne odevov, záchody, stravovacie objekty, poprípadne i ubytovne, spoločenské a zdravotné zariadenia. Objekty Zariadenia Stroje Zariadenie staveniska Prevádzkové Výrobné Sociálne a hygienické Zariadenia pre ochranu a bezpečnosť Výrobne zmesí Šatne, prístrešky Komunikácie a objekty na nich Výrobne dielcov Hygienické zariadenia Sklady, skládky, predmetné plochy Príprava výstuže, dielcov Jedálne a kuchyne Kancelárie Ubytovne Údržbárske dielne a opravovne Zariadenia služieb Energetické zdroje a rozvody Zariadenia spoločenské, kultúrne a športové Obr Schéma členenia objektov zariadenia staveniska podľa účelu 37

38 Ochrana staveniska proti vode K prípravným prácam patrí i zabezpečenie staveniska proti veľkým vodám blízkeho vodného toku. Pri návrhu tohto zabezpečenia je potrebné riešiť tri problémy: 1. pôdorysný tvar ohrádzkovania staveniska a stavebnej jamy, 2. návrh výšky ohrádzky vzhľadom na hladinu veľkých vôd, 3. konštrukciu ohrádzky. Určí sa pôdorys ohrádzkovania. Voľba ohrádzky závisí od umiestnenia stavby vzhľadom na existujúci tok a na odvádzanie veľkých vôd daného toku počas trvania výstavby. Na menších tokoch je vodu možné odviesť pomocou kanálov, žľabov alebo obtokovými tunelmi. 38

39 3.2. POMOCNÉ ZEMNÉ PRÁCE Hlavnou úlohou pomocných prác je zabezpečenie plynulej realizácie zemných konštrukcií a zakladania stavieb. Pri realizácii zemných prác, zakladaní stavieb všetkých druhov, ako i pri výstavbe a rekonštrukcii inžinierskych sietí je potrebné pažiť výkopy a v mnohých prípadoch i odvodňovať stavenisko Odvodnenie staveniska Častým zdrojom problémov a komplikácií pri zemných prácach je voda na stavenisku. Z hľadiska zdroja ide o: a) zrážkovú vodu, ktorá počas trvania dažďa rozmočí plochu výkopu (násypu), prípadne do nej priteká z okolitého územia (cudzie vody), b) podzemná voda, ktorá vniká do výkopu (násypu) z vodopriepustnej vrstvy, alebo presakuje z blízkeho vodného zdroja. Povrchové odvodnenie zachytáva a odvádza vodu pritekajúcu po povrchu ako i vody podzemné, ktoré majú hladinu blízko úrovne základovej škáry. Voda, ktorá odtečie pri súdržných zeminách na dno vykopávky, sa odvodňovacími priekopami prípadne drenážou odvádza do zberných studní, odkiaľ je potom občasne odčerpávaná. Obr Povrchové odvodňovanie stavebnej jamy (rez a schematický pôdorys stavebnej jamy) 1 - zberná studňa, 2 - drenáž v štrkovom lôžku, 3 - pracovný priestor, 4 - svah stavebnej jamy, 5 - okraj stavebného objektu Hĺbkové odvodnenie navrhuje sa tak, aby sa dosiahlo minimálne zníženie hladiny podzemnej vody o 50 cm pod najnižšiu úroveň potrebnej vykopávky. Budujú sa hĺbené studne, z ktorých je pomocou kalových čerpadiel odčerpávaná voda, čím sa vytvorí depresný kužeľ (zníženie hladiny podzemnej vody na požadovanú úroveň) pod realizovanou vykopávkou. Pri voľbe odvodňovacieho systému je potrebné prihliadať na potrebnú hĺbku odvodnenia a zistiť súčiniteľ filtrácie k [m.s -1 ], ktorý predovšetkým závisí od krivky zrnitosti zemín. 39

40 Obr Zníženie hladiny podzemnej vody (rez a schéma stavebnej jamy) 1 čerpadlo s lapačom piesku, 2 záložné čerpadlo, 3 - okružné vedenie s posúvadlovými uzávermi, 4 sacie rúry (studňa), 5 priehľadná prípojná hadica, 6 - paženie stavebnej jamy (štetovnicová stena), 7 pracovný priestor, 8 okraj stavebného objektu, 9 krivka klesania (depresný kužeľ) Obr Rúrová filtračná studňa (schéma) 1 priehľadná prípojná hadica, 2 okružné vedenie k čerpadlám, 3 perforovaná rúra, 4 nasávacia rúra, 5 štrkový zásyp, 6 vrt, 7 nasávacia hlavica 40

41 3.2.2 Paženie výkopov Pri realizácii výkopov v svahových jamách, ryhách alebo zárezoch sa bezpečnosť prác nezaobíde bez paženia. Paženie je proces, pri ktorom sa zabezpečuje stabilita zvislých stien výkopov, zabraňuje sa sadaniu a zosuvu okolitého územia a zabraňuje strate stability objektov okolo výkopov, ako i zabezpečuje bezpečnosť pracovníkov pracujúcich vo výkopoch. Uvádzané hĺbky výkopov, pri ktorých je potrebné pažiť: - v sypkých zeminách pri hĺbke väčšej ako 0,7 m, alebo v miestach s opakovanými otrasmi, - v súdržných zeminách od hĺbok 1,3 m v zástavbe a 1,5 m v extraviláne. Vodorovné príložné paženie Robí sa od hĺbky výkopu 1,25 m, keď sa na stenu výkopu prikladajú fošne s hrúbkou väčšou ako 5 cm a zaistia sa pažnicovými nosníkmi, pažnicami a rozperami. Obr Vodorovné normové paženie pre ryhy bez znázornenia kotviacich prostriedkov Zvislé príložné paženie Ak sa zemina neudrží minimálne na šírku fošne, a treba ju preto ihneď podchytiť, pažiace fošne sa prikladajú zvisle. Aj pri stavebných jamách s komplikovaným alebo zakriveným pôdorysom môže byť vhodnejšie použiť paženie so zvisle postavenými pažiacimi fošňami. Pre dlhšie stavebné jamy podobné ryhe sa používajú kompletné pažiace prvky z oceľových tabúľ a rozpier. Obr Zabezpečenie paženia stavebnej jamy kolmi kotvenými na zadnej strane 1 - koly, odstup 1,50 až 2,00m, 2 - vodorovné paženie, 3 - ukotvenie horninovými kotvami na zadnej strane, 4 - kruhová oceľ s napínacou zámkou 41 Obr Šikmé vystuženie s debnením 1 - debnenie

42 Obr Zvislé normové paženie s drevenými pažnicami bez znázornenia kotviacich prostriedkov Záporové paženie Ak pri veľmi hlbokých alebo silno namáhaných stenách stavebnej jamy treba použiť paženie, medzi rámové oceľové profily sa zasunú a zaklinujú fošne, hranoly alebo guľatina (berlínska metóda). Obr Záporové paženie - berlínska metóda (istená horninovými kotvarni) Štetovnicové steny Pre mimoriadne veľké namáhania, najmä v súvislosti s odvodňovaním stavebnej jamy sa použijú oceľové štetovnicové steny. Pozostávajú z rámových oceľových profilov, ktoré môžu čiastočne tvoriť aj hydroizoláciu proti vode vnikajúcej do stavebnej jamy. Obr Štetovnicová stena (pohľad zhora) 42

43 Masívne druhy paženia Ako ťažké paženie stavebnej jamy a často aj ako neskoršia súčasť stavebnej konštrukcie (napr. ako súčasť základov) sa používajú oceľobetónové vŕtané pilóty s priemerom 40 až 100 cm v priebežných stenách v tangenciálnom alebo sečnicovom systéme. Obr Paženie s oceľobetónovými vŕtanými pilótami a) tangenciálny systém (vystužené oceľobetónové pilóty), b) sečnicový systém (striedanie predvŕtaných vystužených oceľobetónových pilót s nevystuženými pilótami) Monolitické podzemné steny Sú to steny zasahujúce hlboko do podkladu, pre ktoré sa pomocou špeciálnych rýpadiel vopred vyhĺbia ryhy na šírku steny. Aby sa neprevalili, chránia sa pažiacimi suspenziami. Pažiace suspenzie sú gélovité suspenzie pôsobiace hydrostatickým tlakom proti tlaku zeminy a príp. aj proti tlaku podzemnej vody (napr. bentonit). Zmenou zloženia ich možno prispôsobiť odlišným pôdnym pomerom. Pri betónovaní základov alebo stien ich vytlačí špecificky ťažší betón a priebežne sa odsávajú. Použitú pažiacu suspenziu možno spracovať a opäť použiť. Zabezpečenie stability Vysoko namáhané paženie v hlbokých stavebných jamách sa zabezpečuje proti kloneniu vplyvom zemného tlaku, resp. zaťažení susediacich stavebných objektov, zariadení staveniska, dopravy atď. zadnými radmi horninových kotiev (zadné kotvenie, príp. vo viacerých radoch nad sebou), pričom toto opatrenie je poistené príslušným výpočtom stability. Zadné horninové kotvy a pod. zasahujúce do susediacich pozemkov možno vyhotoviť len po predchádzajúcom súhlase ich majiteľov. Paženie stavebných jám a rýh možno odstrániť, až keď je stavebný objekt schopný prenášať vznikajúci zemný tlak. Treba pri tom zabrániť prevaleniu pôdy a zosuvom. Súčasne s postupným rozoberaním paženia po úsekoch treba naplniť stavebnú jamu a zhutniť výkopový priestor. Ak nemožno paženie odstrániť bez nebezpečenstva, nechá sa na mieste zabudovania. Masívne paženie sa väčšinou necháva. 43

44 Obr Zabezpečenie paženia stavebnej jamy horninovými kotvami a) zhotovenie vývrtov, b) zavedenie predpínacej ocele, c) injektovanie betónom, d) nasadenie kotvových hlavíc a napnutie kotiev 44

45 3.4 ZÁKLADNÉ ZEMNÉ PRÁCE ROZPÁJANIE A ŤAŽBA ZEMÍN (VYKOPÁVKY) Vykopávka je proces pri ktorom dochádza k rozpojeniu horniny, odoberaniu výkopku s jeho odhodením alebo naložením na dopravný prostriedok. Pri vykopávke je potrebné dodržať tvar a rozmery výkopu, ktoré budú dané projektantom. Pri určovaní tvaru sa vychádza predovšetkým z geologických a hydrologických pomerov vo výkopisku, zaťaženia stien výkopu, rozmerov výkopu, rozmerov a spôsobov realizácie stavebných konštrukcií ukladaných do výkopu (vo výkopisku), požiadavkami bezpečnosti práce a pod. Výkop je zemný objekt, ktorý sa tvaruje vykopávkou so súčasným vytváraním svahov a dna s ich prípadným urovnaním a vrúbením. Konečnou úpravou výkopu je úprava dna resp. pláne, u trvalých svahov je to svahovanie pred ich spevnením. Sklony výkopových svahov (stien) v súdržných zeminách sú závislé od uhla vnútorného trenia zeminy, kohézie a výšky svahu. V nesúdržných zeminách majú byť sklony svahov menšie ako je uhol vnútorného trenia zeminy. Orientačné hodnoty sklonov svahov pri hĺbke výkopu do 3 m sú uvedené v tabuľke 3.1. Pri hĺbke výkopu viac ako 6 m je potrebné pre stanovenie sklonov svahov vychádzať z výsledkov laboratórnych skúšok. Druh zeminy Sklon svahu 1:n Prachová hlina 1:0,25 Ílovitý štrk 1:0,25 Hlina 1:0,25 1:0,50 Íl 1:0,25 1:0,50 Ílovitá hlina 1:0,25 1:0,50 Ílovitý piesok 1:0,50 Balvanitý piesok 1:0,75 Hlinitý piesok 1:1 Piesčitá hlina 1:1 Piesčitý štrk 1:1 Tab. 3.1 Orientačné hodnoty sklonu svahov pri hĺbke výkopu do 3 m Pri použití tabuľkových hodnôt musia byť splnené nasledovné podmienky: - obhliadka svahov a okrajov výkopu na začiatku zmeny a po každom prerušení prác, - zákaz prevádzky strojov a zariadení v blízkosti výkopu, - zákaz prídavného zaťaženia v priestore šmykovej hrany zeminy, - zmiernenie sklonu svahov pri zvýšení obsahu vody v zeminách. Trvalé sklony svahov výkopov realizovaných do hĺbky 6 m sa navrhujú spravidla v nasledovných hodnotách: - pri hĺbke výkopu do 2 m 1:1,5, - pri hĺbke výkopu 2 4 m 1:1,75, - pri hĺbke výkopu 4-6 m 1:2. Svahy výkopov s hĺbkou väčšou ako 3 m sa spravidla navrhujú v dolnej časti so sklonmi menej strmými, prípadne prerušené lavičkami (min 0,5 m). Stabilitu stien výkopov ohrozuje statické a dynamické zaťaženia okrajov výkopov. Preto je potrebné zabezpečiť povrch terénu nad stenami výkopu pred zaťažením vytvoreným bezpečnostného pásma v šírke minimálne 0,5 0,75 m. 45

46 Dno výkopov je potrebné vytvárať v sklone (hromadenie vody vo výkope), pre zabezpečenie odvedenia vody do odvodňovacieho zariadenia Realizácia výkopov Vykopávky môžeme rozdeliť podľa niekoľkých hľadísk: 1. Podľa polohy výkopu v území a z toho vyplývajúcej povahy práce rozlišujeme: a) Odkopávky je výkop nad úrovňou vodorovného premiestnenia. Odkopávajú sa vyvýšené miesta povrchu územia, terén sa urovnáva. Pracovný priestor je obyčajne prístupný zo všetkých strán. b) Prekopávky sa vyskytujú pri realizácii výkopov cestných a železničných priekop, vodných a plavebných kanálov ako i podobných prácach. Pracovný priestor je prístupný z dvoch strán (oboch koncov), pričom môžeme výkopok odvážať a nie je potrebné ho vyťahovať. c) Hĺbenie je výkop základov pilierov, stĺpov a pod., kde je pracovný priestor prístupný z hora a výkopok je potrebné vyťahovať alebo vyhadzovať. Zvláštnym druhom hĺbenia sú prehrabávky, ktoré sa vyskytujú pri vyberaní výkopku z riek alebo kanálov, pri ich prehlbovaní. d) Razenie štôlní sa realizuje iba výnimočne, pretože je drahé a vyžaduje tunelových znalostí. 2. Podľa priestornosti rozdeľujeme vykopávky na: a) Jamy jedná sa o výkopy široké viac ako 2 m, b) Ryhy jedná sa o výkopy do šírky 2 m; ak sú pažené, berie sa šírka medzi pažnicami, c) Šachty ide o hlboké jamy, pričom ich najväčším rozmerom je hĺbka. 3. Podľa ťažených zemín Uvádzajú sa triedy ťažiteľnosti a skupiny zemín, v ktorých sa má ťažiť. Pričom menšie kamene v pôde sa berú ako súčasť zeminy, ale pri zaraďovaní sa prihliada na ich množstvo. Ojedinelé balvany o obsahu 0,1 m 3 prípadne väčším sa považujú za skalu. Zeminy veľmi nepravidelných útvarov, kde by pre zložitosť nebolo účelné zisťovať množstvo jednotlivých tried meraním, sa rozdelia do príslušných tried podľa percent, stanovených vhodným spôsobom z celkovej výmery výkopku. 4. Podľa vodných pomerov Pre značný rozdiel v ťažbe delíme výkopy: a) Výkop na suchu - je výkop - vo výkopisku bez vody, - vo výkopisku nad zníženou hladinou vo vodnom toku alebo v nádrži, príp. nad voľnou alebo zníženou hladinou podzemnej vody, a) v mokre, ak sa jedná o výkop horniny premočenej vodou, b) vo vode s vodným vankúšom do 100 mm. b) Výkop pod vodou - je výkop pod skutočnou pracovnou hladinou vody. Pracovná hladina vody je hranicou medzi výkopmi pod vodou a výkopmi na suchu. 5. Podľa určenia (účelu) výkopu, ak je to z nejakého dôvodu potrebné Spôsoby realizácie výkopov Spôsob realizácie výkopov (vykopávok) je závislý od viacerých činiteľov: druhu, tvaru a rozsahu vykopávky, druhu a vlastností rozpájaných hornín, povahy terénu, klimatických a hydrologických pomerov, požiadaviek bezpečnosti práce (BOZP) a pod. 1. Výkop vrstevnatý Tento spôsob sa používa pre zeminy ľahko rozpojiteľné a pre tiahle územia s malým spádom. Ťažiť sa začína vo vrstvách v spodnej časti výkopu a postupuje sa proti spádu dopredu a do výšky. Pri ručnej realizácii výkopu sa v každej vrstve zriadi jedna alebo viac pracovných rýh o šírke 1,0 1,5 m pre dopravný prostriedok (fúrik) a zemina sa odkopáva vo výške vrstvy, t.j. hĺbky ryhy na jednu alebo na obidve strany. 46

47 Obr Výkop vrstevnatý realizovaný ručne Použitie mechanizmov (scraper, dozér) pri realizácii vrstevnatých výkopov nevyžaduje vytvárať ryhy pre dopravný prostriedok. Scraper odrezáva zeminu vo vrstvách ako je naznačené na obrázku. Jednotlivé zábery scraperu by sa mali prekrývať a dôležité je aby zaberal po spáde, čím vzrastá jeho trakčná sila. Menej vhodné je ak scraper pracuje vo vodorovných vrstvách a nesprávne ak pracuje proti spádu. V plnom zábere je potrebné pri práci zabezpečiť vypuklý tvar záberovej plochy. Obr Realizácia vrstevnatého výkopu scraperom Obr Schéma postupu práce scraperu v odkopávke 47

48 2. Výkop stupňovitý Používa sa pri ťažbe na príkrych svahoch alebo v skalách. S ťažbou sa začína v úrovni budúcej pláne (nulová čiara) a pokračuje sa v stupňoch vhodne vysokých. Pri rozsiahlych prácach je možné začať v niekoľkých miestach a v rôznych výškach. Pri plnom zábere realizujeme stupne kolmo na pozdĺžnu os zárezu a nazývame tento spôsob čelný. V odkopávkach realizujeme stupne rovnobežné s pozdĺžnou osou zárezu a tento spôsob nazývame bočný. Pri väčších výškach stupňov sa ponechávajú na oboch koncoch rampy pre prejazd dopravných prostriedkov Obr Výkop stupňovitý čelný Obr Výkop stupňovitý bočný 3. Záber (ťažba) u päty Realizuje sa tak, že v čele výkopu sa zriadi hlboká ryha, tak, aby jej dno bolo v hĺbke dna budúceho výkopu. Ryha sa potom predlžuje a rozširuje až na šírku požadovaného profilu výkopu. Obr Záber u päty Horniny vo výkopisku môžeme rozpájať: a) ručne, b) mechanizmami (strojne), c) pomocou trhavín. a) Ručná realizácia vykopávok Je realizovaná v prípadoch, keď nie je možné použiť mechanizácie. V blízkosti pamiatkových budov, pri archeologickom výskume, v miestach (priestore) kríženia výkopu s inžinierskymi sieťami, pri čistení základovej špáry, pri presných vykopávkach malého objemu a pod. Objem ručne realizovaných vykopávok oproti realizovaných mechanizmami predstavuje 2 5 % z celkových vykopávok, pričom prácnosť je až 200 násobne vyššia. Pre ručnú realizáciu vykopávok používame pracovné nástroje: - lopatu k naberaniu, rozpájaniu a odhadzovaniu ľahko rozpojiteľných zemín, - rýľ k rozpájaniu a odhadzovaniu stredne rozpojiteľných zemín, - krompáč (čakan) pre rozpájanie ťažko rozpojiteľných zemín, 48

49 - kliny a sochory k rozpájaniu skalných a poloskalných hornín, - búracie kladivá a vŕtačky s pneumatickým, hydraulickým a elektrickým pohonom. Obr Sochory Obr Nástroje k ručnému rozpájaniu zemín Obr Ručné vrtáky b) Strojná realizácia vykopávok (mechanizmami) Je v dnešnej dobe najbežnejšou. Pri voľbe strojov pre vykopávky musíme predovšetkým brať do úvahy: - tvar a polohu vykopávky, - dopravnú vzdialenosť pre odvoz výkopku, - objem prác a dobu ich realizácie. Z hľadiska vhodnosti nasadenia rôznych typov strojov rozdeľujeme podľa tvaru vykopávky na: - plošné, u ktorých je dĺžka a šírka podstatne väčšia ako rozmery stroja, hĺbka menšia ako 1 m,. Pre plošné vykopávky sú vhodné stroje, u ktorých pracovný nástroj sa pri rozpájaní hornín pohybuje prevažne horizontálne. Patria sem dozéry, skrejpre, nakladače. - priestorové, u ktorých je dĺžka a šírka podstatne väčšia ako rozmery stroja, hĺbka väčšia ako 1 m. Priestorové vykopávky je vhodné realizovať strojmi, u ktorých pracovný nástroj sa pri rozpájaní hornín pohybuje horizontálne, ako i vertikálne. Patria sem rýpadlá, nakladače a univerzálne dokončovacie stroje. - pozdĺžne, u ktorých je dĺžka prevládajúci rozmer (ryhy, zárezy) a hĺbka väčšia ako 1 m. Pozdĺžne vykopávky je možné realizovať strojmi, ktoré sú schopné ťažiť a rozpájať horninu 49

50 pod úrovňou terénu. Patria sem prevažne rýpadlá s hĺbkovou lopatou, kontinuálne pracujúce korčekové a kolesové rýpadlá a univerzálne dokončovacie stroje. - hĺbkové, u ktorých je hĺbka prevyšujúci rozmer (šachty, jamy) a hĺbka väčšia ako 1 m. Je možné realizovať strojmi, ktoré sú schopné ťažiť a rozpájať horninu pod úrovňou terénu a zvislo dopravovať výkopok. Patria sem rýpadlá s drapákom, univerzálne dokončovacie stroje. Rýpadlo s hĺbkovou lopatou Rýpadlo s výškovou lopatou Rýpadlo s vlečným korčekom Rýpadlo s drapákom Ryhovač Korčekové rýpadlo Kolesové rýpadlo Traktorrýpadlo s nakladacou lopatou Kolesový nakladač Dozér kolesový Dozér pásový Grejder skrejper Odkopávka o x o o x x o o Stavebná jama x x x x o x o Prekopávka x x x o x x o Stavebná ryha x x x x x x Stavebná šachta x Plošná odkopávka (h<0,5m) x o x x x x Veľkoplošné skrývky x x x x x x x o x Hĺbenie pod vodou x x x x Zahŕňanie a zrovnávanie o o o o o x x o o planírovanie o o x o Poznámka: x vhodné stroje, o menej vhodné stroje Tab. 3.2 Voľba strojov s ohľadom na druh a umiestnenie vykopávky c) Rozpájanie skalných hornín trhavinami Skalné horniny sa pri povrchových zemných prácach rozpájajú trhavinami, ak ide o veľmi tvrdé a súdržné horniny. Okrem toho sa trhaviny používajú na celý rad ďalších prác. Trhacie práce môže realizovať iba odborne vyškolený a oprávnený strelmajster (životu nebezpečné práce). Účinné využitie trhavín pri súčasnom zaručení bezpečnosti ľudí a majetku vyžaduje, aby pracovníci boli dobre oboznámený so základnými vlastnosťami používaných trhavín a s predpismi o bezpečnej realizácii trhacích prác. Materiál potrebný k rozpájaniu hornín môžeme rozdeliť do troch skupín: 1. priemyselné trhaviny 2. roznetnice (rozbušky, zápalnice a bleskovnice) slúžia k uvedeniu trhavín k výbuchu. 3. pomôcky slúžiace k výbuch, nabíjaniu a upchávaniu náloží (elektrické roznetnice, kontrolné prístroje a nabíjacie zariadenia) sú zdrojom elektrického prúdu. Priemyselné trhaviny sú tzv. sekundárne výbušniny, t.j. látky u ktorých dochádza účinkom počiatočného impulzu k rýchlo prebiehajúcim premenám, spojených s uvoľnením tepelnej energie a so vznikom veľkého objemu plynov. Priemyselné trhaviny musia spĺňať niekoľko požiadaviek: mali by byť lacné, chemicky stále, odolné voči poveternostným vplyvom, primerane citlivé a predovšetkým účinné. Podľa chemického zloženia rozlišujeme: - nitroglycerínové trhaviny, - amoledkové trhaviny, - trhacie prachy. 50

51 Trhaviny vkladáme do vrtov pre nálože, ktoré môžu byť realizované ručne alebo pomocou strojných zariadení. Podľa umiestnenia môžu byť vrty u päty, zdvižné, zarážacie a zlomové. Trhaviny môžeme využiť pre celý rad nasledovných prác: realizácia prípravných prác, ako odstraňovanie pňov a koreňových systémov starých drevín, odstraňovanie veľkých kameňov a balvanov, odstraňovaniu starého muriva, hĺbenie odvodňovacích priekop, zakladanie násypov na neúnosnom podloží, kyprenie pôdy, vystreľovanie jamiek pre stromčeky, odstreľovanie ľadu, zaisťovanie svažitých území a pod. Obr Umiestnenie náloží do vrtov a šikmé, b vrchné, c - podkopové Obr Odstraňovanie pňov a koreňových systémov Obr Odstraňovanie veľkých kameňov a balvanov PREMIESTŇOVANIE A DOPRAVA VYŤAŽENÝCH HORNÍN Premiestňovanie hornín z výkopov do násypov sa zabezpečuje pracovnými operáciami, ako je: naloženie, doprava a vyloženie vyťaženej horniny (zeminy). Niektoré mechanizmy majú pracovný cyklus komplexný, v ktorom je zahrnutá i doprava (nakladače, skrejpre). Rozoznávame tieto druhy rozvozu (premiestňovania a dopravy) zemín: a) rozvoz (súhrnný odvoz - doprava) do násypov a pod. podľa dopravného plánu, z ktorého vyplýva stredná dopravná vzdialenosť. Doprava výkopku z jednej stavby na druhú (z výkopu resp. zemníku na skládky (depónie) resp. násypu). Rozlišujeme: - pozdĺžny rozvoz (napr. pri stavbe komunikácií, kanálov a pod.), - plošný rozvoz (napr. pri výstavbe letísk). b) jednotlivý odvoz (doprava) c) odvoz (doprava) na skládku, jedná sa o odvoz hmôt, ktoré sa na stavbe nepoužijú. 51

52 Pre voľbu dopravného prostriedku, ak má byť doprava hospodárna, sú rozhodujúce nasledovné údaje: 1. množstvo, ktoré je potrebné rozvážať. Udáva sa v m 3. Zeminu premiestňujeme v nakyprenom stave a preto je potrebné pri rozvoze a odvoze zeminy počítať s určitým nakyprením (vyjadrené koeficientom nakyprenia zeminy.) 2. dopravná vzdialenosť, skutočná dopravná vzdialenosť medzi miestom naloženia a miestom vyloženia. Udáva sa v metroch, pre veľké vzdialenosti výnimočne v kilometroch. 3. množstvo pracovných síl a strojov, ktoré sú k dispozícii, 4. doba (čas), ktorý je potrebný k realizácii prác. Podľa spôsobu dopravy a použitých dopravných prostriedkov rozoznávame dopravu: - ručnú dopravu sa používa iba pri malom objeme zemných prác a na krátke vzdialenosti. a) prehodenie lopatou, môžeme výkopok premiestniť do vzdialenosti najviac 3 m a do výšky 1,5 2,0 m. Viac ako dva krát prehodenie lopatou (na vzdialenosť 6 m) je nehospodárne. b) rozvoz kolečkom (fúrikom), môžeme výkopok premiestniť na vzdialenosť m, prípadne na vzdialenosť väčšiu až do 150 m. Pre zemné práce sú najvhodnejšie kolečká s obsahom 0,06 0,08 m 3, čiže litrov. - pásová doprava je kontinuálnym spôsobom dopravy. Na krátke vzdialenosti používame pásovú dopravu pri ručných vykopávkach. Na vzdialenosti veľké sa používajú dopravníky (transportéry) a to buď dopravníky pásové alebo dopravníky korčekové (ťažba a doprava štrkopieskov a pod.) - automobilová doprava je v súčasnosti najčastejším spôsobom dopravy. Je to veľmi pružný systém dopravy, ktorý sa ľahko prispôsobí rôznym objemom dopravovaného materiálu, dopravným trasám i rôznym miestam naloženia a vyloženia. Dopravné prostriedky sa môžu pohybovať i po hrubo upravených dopravných trasách a v teréne, pričom prekonávajú i značné sklony. Nevýhodou sú pomerne vysoké jazdné odpory, veľká spotreba energie a značná hmotnosť dopravných prostriedkov. Pre automobilový rozvoz (dopravu) zemín sa používajú: a) nákladné automobily (valníkové, sklápačové a terénne), b) dampre, c) traktory UKLADANIE A ZABUDOVANIE ZEMÍN Násypy sú zemné konštrukcie budované nad úrovňou pôvodného terénu. Väčšinou majú previesť bezpečne projektované zaťaženie, nemôžu sa deformovať, sadať a meniť tvar. Ukladanie sypaniny do zhutnených násypov je technicky najnáročnejšia časť zemných prác. K budovaniu násypov je možné použiť takmer všetky zeminy, okrem mäkkého ílu, rašeliny, blata a bahna. Dôležitý je správny postup pri budovaní násypového telesa. Najlepším násypovým materiálom je ostrohranný piesok s okruhliakmi a s malým percentom ílovitých prímesí (čistý piesok je ľahko erodovateľný). Pred realizáciou násypov je potrebné najprv upraviť podložie, čo spočíva v odstránení humusovej vrstvy. Ak je podložie vo svahu (šikmé), je potrebné vytvoriť vo svahu stupne, ktoré bránia zosúvaniu násypu. Ak je v podloží neúnosná vrstva, je vhodné túto vrstvu vyťažiť (2 3 m). Vyššie vrstvy neúnosného podložia sa asanujú napr. pieskovými pilótami (zvyslé vrstvy vyplnené pieskom, ktoré fungujú ako drény a voda vytláčaná tiažou násypu je nimi odvádzaná do priepustnej vrstvy násypu a odtiaľto na povrch terénu). V súčasnej dobe sa pre sanáciu neúnosného podložia používa geotextília, vyrábaná z plastických hmôt o šírke až 6 m a dĺžke okolo 100 m. A to buď tkané (tzv. vystužené) alebo netkané, hrúbky 2 5 mm (tzv. filtračné). Pri použití geotextilií sa rozprestrie na neúnosné podložie a na ňu sa opatrne rozprestrie vrstva cm takej sypaniny, aby chránila geotextíliu pred poškodením. Gotextília roznáša ťahové namáhanie spôsobené nerovnomernou kvalitou podložia, prípadne tiaž samotného násypu. Násyp sadá rovnomerne, zatláča sa do podložia po dobu jedného až dvoch rokov, potom sa obyčajne stabilizuje. Ak je potrebné zabrániť prenikaniu jemných zŕn z podložia do konštrukcie 52

53 násypu, rozprestrie sa na nosnú geotextíliu ešte filtračná, čím sa taktiež zabráni vzlínaniu vody do násypovej konštrukcie. Násypy sa zakladajú od najnižšieho miesta ich nižšie položenej päty. Objekty v násypoch je potrebné postaviť pred budovaním násypu v dostatočnom predstihu. Obr Založenie násypu v najnižšom mieste nižšie položenej päty Pri budovaní násypov je potrebné dbať na to, aby zemné teleso bolo celistvé, bez dutín, malo čo najväčšiu pevnosť, a aby zemina bola v ňom rovnomerne rozložená. Pri ukladaní zemín je potrebné zabezpečiť: a) Neustálu kontrolu sypaniny vo vzťahu k jej kvalite, objemovej hmotnosti, vlhkosti. Veľmi vlhké zeminy vylúčime zo spracovania a suché vlhčíme. b) Bránime vytváraniu hromád materiálu. Zeminu ihneď rozhŕňame a zhutňujeme. c) Odstraňujeme nevhodné časti sypaniny, ktoré sa objavia po rozhrnutí. d) Povrch pláne sypaniny upravujeme tak, aby bolo zabezpečené dokonalé odvodnenie. e) Počas trvania dažďa sa nesmie po upravenej pláni jazdiť mechanizmami. f) Násypy nesypeme z premrznutých zemín. Podľa spôsobu realizácie rozoznávame druhy násypov: - násyp vrstevnatý, - násyp sypaný, - násyp rovnaný. Násyp vrstevnatý Vrstevnatý násyp sa zhotovuje tak, že zemina sa sype vo vrstvách vodorovných v celej šírke budovaného telesa. Prejazdom dopravných prostriedkov sa zemina čiastočne zhutní, čím neskôr dochádza k pomerne malému sadaniu. Je možné použiť i umelého zhutnenia, čím sa zvýši stabilita násypovej konštrukcie. Hrúbka násypových vrstiev býva u sypkých (nesúdržných) zemín 0,20 1,0 m a u väzných (súdržných) najviac 0,75 m. Pre kontrolu správnej výšky sypaných vrstiev používame jednoduché prenosné značky, ktoré sa osadia na vhodných miestach. Obr Prenosná značka pre kontrolu výšky sypaných vrstiev 53

54 Pri zhotovení vrstevnatých násypov vo vodorovných vrstvách môžeme postupovať dvoma spôsobmi: 1. V päte násypu vybudujeme hrádzku A s korunou tak širokou, aby mohli po nej jazdiť dopravné prostriedky a z nej sypeme celú vrstvu. Sypeme z hora (dopredu). Po zhotovení prvej vrstvy, nasypeme na opačnom konci profilu podobnú hrádzku B zavedieme na ňu dopravný prostriedok a sypeme druhú vrstvu a podobne postupujeme až do nasypania celého telesa. 2. Dopravný prostriedok je dolu, na vrstve zhotovenej už skôr. Sypeme na boky. Najprv sa nasype hrádzka A v päte budúceho násypu a potom sa pokračuje v sypaní vrstvy do šírky na bok. Ak sa vytvorí celá vrstva, vytvorí sa hrádzka B v druhej vrstve a postupuje podobným spôsobom. Obr Postup pri budovaní vrstevnatého násypu Obr Iný spôsob zhotovovania vrstevnatého násypu Násyp sypaný Násyp sypaný je možné vybudovať rýchlejšie a preto i lacnejší, ako spôsob predošlý. Ale na druhej strane však viac usadá (asi o 50 %) a dochádza tu k rôznym poruchám, predovšetkým ak násypová zemina nie je dobrej akosti. Sypanie sa uskutočňuje v celej výške násypu pod uhlom prirodzenej sklonitosti zeminy. Je možné ho prevádzať dvoma spôsobmi: a) Sypanie dopredu (čelné) Pri sypaní po šikmých vrstvách sa sypanina vyklápa z dopravných prostriedkov, ktoré sa pohybujú v hornej časti násypovej konštrukcie na jej čelo. Sypanie sa prevádza na celú výšku a šírku násypu. Sypať sa začína od nulovej čiary (hranica medzi výkopom a násypom).čelným spôsobom sypania po šikmých vrstvách sa prevádzajú nízke násypy (pokiaľ môžu dlhšiu dobu sadať). b) Sypanie na boky Najskôr sa nasype zemina sypaním dopradu vnútorné teleso a z tohto telesa sa potom sype na obe strany (boky), až sa dosiahne požadovanej šírky násypu. Sype sa po celej dĺžke a v plnej výške. Obr Sypanie dopredu a dozér v plnom zábere Obr Sypanie na bok 54

55 Násyp rovnaný Vyskytuje sa pri bežných zemných prácach zriedka. Ale pri vodných stavbách, pri výstavbe zemných hrádzí a všade tam, kde zemné teleso musí byť súčasne hrádzou proti vode (hrádze rybníkov), sa často používa. Zhotovovanie je veľmi nákladné a pomalé. Pre jeho zhotovenie je potrebná vhodná násypová hmota. Najčastejšie to býva íl zmiešaný v správnom pomere s pieskom a presne stanovená. Nanáša sa vo vodorovných alebo mierne sklonených vrstvách hrúbky cm. Každá vrstva musí byť riadne zhutnená v celej hrúbke a riadne previazaná s vrstvou susednou. Počas zhutňovania, ak je to potrebné, zemina sa kropí vodou, aby sa dosiahlo potrebnej vlhkosti spracovávaného materiálu Prevýšenie a rozšírenie Ak nie sú novo zhotovované násypy umelo zhutňované, sadajú po určitú dobu, pričom sa nakyprená zemina postupne zhutňuje. Preto je potrebné už pri budovaní násypov pamätať na sadanie tým, že sypeme teleso vyššie a širšie o určitú hodnotu, tzv. prevýšenie a rozšírenie. Tieto hodnoty závisia od druhu pôdy, spôsobu rozpájania a teda aj na veľkosti nakyprenia a výške zemného telesa. Druh zeminy Prevýšenie Polovičné rozšírenie v v korune s Ílovité a hlinité pôdy 1/12 V 1/8 V Hlinitý piesok 1/14 V 1/9 V Piesok 1/23 V 1/15 V Okruhliaky 1/30 V 1/25 V Kameň 1/40 V 1/40 V Tab. 3.3 Prevýšenie a rozšírenie pre vodorovné alebo mierne svahové územia Nezhutňované násypy by mali aspoň jeden krát prezimovať, počas tejto doby sa stratí najväčšia časť prechodného nakyprenia a až potom môžeme začať s ďalšou stavbou. Pri umelo zhutňovaných násypoch nie je potrebné počítať so sadaním, ak nastane, tak je nepatrné asi 0,3 1 % predošle uvedeného sadania a prakticky zanedbateľné. Pričom je potrebné pridať rozšírenie v korune o príslušnú hodnotu, ktorá môže byť podľa výšky až 1,0 m. Pre zabezpečenie riadneho zhutnenia a prípadné prebytky zeminy sa neskôr použijú na zaoblenie svahov v päte. Obr Prevýšenie a rozšírenie Obr Rozšírenie koruny násypu Obr Prevýšenie a rozšírenie na svahu 55

56 Sklon svahov zemného telesa Svahy násypov a výkopov sa riadia uhlom prirodzenej sklonitosti zeminy v nakyprenom stave, ktorý zviera smer sklonu s vodorovnou rovinou. K posúdenie stability výkopových a násypových svahov používame skúšku pevnosti v šmyku, alebo zisťujeme medzné hodnoty podľa Atterberga. Jednoducho však môžeme zistiť prirodzený sklon svahov u násypov skúšobným násypom. V praxi robíme uhol sklonu svahov menší, ako je prirodzený uhol sklonitosti, preto aby sme zabezpečili svahy proti zosuvom. Ďaleko ťažšie je však určiť správny sklon výkopových svahov, pretože prevažne súdržné pôdy sa udržia v čerstvom stave viac vo zvislejšom sklone ako po určitej dobe zvetrávaním. Je potrebné však zamedziť budovaniu strmých (príkrych) výkopových svahov z úsporných dôvodov, pretože neskoršie rekonštrukčné práce sú ďaleko nákladnejšie ako dosiahnutá úspora. Všeobecne môžeme povedať, že svahy výkopov je možné robiť strmšie ako svahy násypov, a to tým viac, čím viac pôda prechádza v skalu. Bežne sa robia násypové svahy v sklonoch 1:1, 1:1,25, 1:1,5 a 1:2. Druh horniny Sklon svahu Zeminy piesčité 1:2 Zeminy hlinité 1:1,5 1:1,25 Rozpojená skala 1:1 Tab. 3.4 Orientačné sklony svahov Taktiež stav podzemnej vody a jej množstvo môže mať vplyv sklon svahov. Strmšie svahy robíme iba tam, kde je nedostatok miesta, kde sú blízko objekty budov, komunikácie alebo vodné toky, pričom je potrebné v takomto prípade svahy riadne spevniť a zabezpečiť dlažbou alebo opornými múrmi. Pri realizácii vyšších násypov sa odporúča zmenšovať uhol sklonu svahov od hornej hrany smerom k päte násypu. Najväčší sklon je v hornej časti a čím postupujeme nižšie, tým je sklon menší. Pri budovaní zemných telies je potrebné zamedziť tvorbe ostrých hrán a namiesto toho sa tvary jemne zaoblia. Dostatočným dôkazom správnosti tohto názoru je, že sa v prírode podobné ostré hrany vôbec nevyskytujú, a umelo vytvorené sa dlho neudržia, pričom ich príroda postupom času sama zaoblí ZHUTŇOVANIE ZEMÍN Ak nasypeme rozpojenú a nakyprenú zeminu voľne na hromadu, môžeme pozorovať, že dlhšiu dobu sa zmenšuje, postupne sadá a to sa predovšetkým prejaví po prezimovaní. Preto je potrebné v dnešnej dobe všetky násypové konštrukcie umelo zhutňovať, preto aby ihneď po dokončení boli stále (stabilné). Rozoznávame: a) prirodzené zhutnenie stráca sa časť nakyprenia zeminy, a to nakyprenie prechodné, samočinne, prirodzeným zhustením a sadaním pôdy. b) umelé zhutnenie pri budovaní násypov nečakáme, až sa zemina prirodzeným spôsobom zhutní, ale zhutňujeme zemné teleso okamžite po jeho zhotovení rôznymi mechanizmami a zariadeniami. Zvyšujeme prirodzené zhutnenie pôdy. Výsledok zhutňovania je závislý na druhu a vlhkosti zeminy, na výške zhutňovanej vrstvy a spôsobu zhutnenia. Výšku vrstvy a spôsob spracovania volíme podľa druhu zeminy tak, aby sme dosiahli čo najvyššieho stupňa zhutnenia. Vlhkosť zeminy môžeme ovplyvniť kropením čím ovplyvňujeme vlastnosti zhutňovaných zemín. K výpočtu vzťahu zhutnenej a rastlej zeminy, používame presne ako u nakyprenia prevodné súčinitele, ktoré sú uvedené v nasledovnej tabuľke: 56

57 Druh horniny Piesok a drobný štrk Piesočnato-hlinitá zemina Ílovitá zemina Stav horniny Prevodový súčiniteľ rastlá nakyprená zhutnená rastlá 1,00 1,11 0,95 nakyprená 0,90 1,00 0,86 zhutnená 1,05 1,17 1,00 rastlá 1,00 1,25 0,90 nakyprená 0,80 1,00 0,72 zhutnená 1,11 1,39 1,00 rastlá 1,00 1,43 0,90 nakyprená 0,70 1,00 0,63 zhutnená 1,11 1,59 1,00 Tab. 3.5 Prevodové súčinitele zemín v rastlom, nakyprenom a zhutnenom stave Pri hutniacich prácach je potrebné vykonať zhutňovacie pokusy (zisťovanie zhutniteľnosti), na ktorých sa overuje účinnosť zhutňovacích mechanizmov v konkrétnych podmienkach, stanovuje sa stupeň zhutnenia a hĺbkový účinok stroja, ktorý vyplýva z hmotnosti stroja, rýchlosti pojazdu a počtu prejazdov. Zemina, ktorá sa má zhutňovať, musí mať určitú vlhkosť a hutniaci prostriedok musí vyvodzovať určitý merný tlak. Meradlom zhutnenia zemín je jej objemová hmotnosť. Možno ju stanoviť v závislosti na rôznom zaťažení v laboratórnych podmienkach. So zväčšovaním objemu hutniacej práce rastie aj objemová hmotnosť spracovanej zeminy. V laboratórnych podmienkach sa zemina zhutňuje predpísaným spôsobom a stanovuje sa jej objemová hmotnosť tzv. Proctorovou štandardnou skúškou (zisťovanie zhutniteľnosti) - ide o štandardnú intenzitu hutnenia vzorky v troch vrstvách pomocou 25 úderov ubíjadla hmotnosti g z výšky 30 cm, a rôznej vlhkosti zeminy. Pretože v praxi sa ťažko dosahuje objemová hmotnosť, ktorá sa rovná objemovej hmotnosti zeminy v konsolidovanom stave, obvykle sa predpisuje, aby zemina po zhutnení mala 90 % alebo 95 % objemovej hmotnosti podľa Proctorovho spôsobu zhutnenia. Z uvedenej skúšky sa dá zistiť, že zemina dosahuje najlepšieho stupňa zhutnenia pri určitej tzv. optimálnej vlhkosti v opt, ktorá závisí od druhu zeminy, ale aj od merného tlaku zhutňovacieho stroja. Nesúdržné (sypké) zeminy zhutňujeme tak, aby relatívna hustota bola 0,8 až 1,0. Všeobecne možno konštatovať, že sa dá zhutniť akákoľvek zemina, ak má primeranú vlhkosť, pri ktorej je asi 8 až 85 % pórov vyplnených vodou, ak hutniaci stroj vyvoláva dostatočne veľké zaťaženie a ak je správne volená hrúbka zhutňovanej vrstvy. Priemer maximálneho zrna nemá byť väčší než 1/3 hrúbky vrstvy po zhutnení. Čím sú zrná plochejšie a predĺženejšie, tým obtiažnejšie sa zhutňujú. Dá sa povedať, že granulometria hutnených zemín má podstatný vplyv na mieru zhutnenia a na množstvo zhutňovanej práce. Pri súdržných zeminách vlhkosť rozhoduje o dosiahnutej objemovej hmotnosti, pri nesúdržných zeminách vlhkosť zväčšuje výkonnosť strojov až na dvojnásobok. Nesúdržné zeminy a kamenivo sa najlepšie hutní pri nadmernej vlhkosti. Zeminy podľa zhutniteľnosti rozdeľujeme do štyroch skupín: 1. Íly a hliny - patria sem prevažne súdržné zeminy, ktoré sú citlivé na obsah vody. Pri malom obsahu vody sú tvrdé, ťažko sa zhutňujú, pri vysokom obsahu vody sú plastické a prakticky nezhutniteľné. Pri optimálnom obsahu vody majú veľkú súdržnosť a pre ich zhutnenie je potrebná značná energia. 2. Prach, prachovité piesky, hlinité piesky, hlinité štrky - patria sem zmiešané zeminy a ich hutniace vlastnosti sú závislé na obsahu jemných častíc. Pri nízkom obsahu jemných častíc sa blížia svojimi vlastnosťami nesúdržným zeminám (tretia skupina), pokiaľ jemné častice prevažujú blížia sa svojimi vlastnosťami prvej skupine. 3. Piesky a štrky s obsahom jemných súčastí pod 5 10% - patria sem nesúdržné zeminy. Pri nízkom podiely jemných častíc sa zhutňujú striasaním zŕn a zapĺňaním dutín, ktoré sú nižšie položené. Pre zhutňovanie je vhodná vibrácia. 4. Zrnité horniny s veľkými kameňmi a balvanmi zeminy s obsahom veľkých zŕn (kamene. Balvany). Pri hutnení tlakom sa drvia, prípadne odlamujú hroty kameňov a balvanov. Pri 57

58 súčasnej vibrácii sa premiestňujú úlomky do nižšie položených dutín. Tlak a vibrácie sa prenášajú styčnými bodmi medzi zrnami a preto dochádza k tým väčšiemu tlmiacemu účinku, čím menšie sú zrná v zhutňovanej vrstve. Sypaniny (násypové hmoty) s menšími zrnami sa zhutňujú v menších vrstvách. Skupina zeminy podľa zhutniteľnosti Druh zeminy resp. horniny Statické valce Ježkové Pneumatikové Ježkové Hutniace prostriedky Vibračné valce Kombinované pneumatikové Hladké Vibračné dosky Dynamické prostriedky Dosky Žaby * 1. Íly, hliny Prach, prachové piesky, hlinité piesky, hlinité štrky. Piesky a štrky s obsahom jemných častíc pod 5 10% Zrnité horniny s veľkými kameňmi a balvanmi * Dynamické ubíjadlá (žaby) je vhodné použiť v stiesnených podmienkach (stiesnených priestoroch), pri zhutňovaní vo výkopových ryhách, v kútoch objektov a pod. 20 t V stiesnených podmienkach Tab. 3.6 Vhodné hutniace stroje jednotlivé skupiny zemín podľa zhutnoteľnosti Pri zhutňovaní zemín je potrebné dodržiavať nasledovné požiadavky: - hutniaci mechanizmus musí pôsobiť na všetky body hutneného povrchu rovnakou intenzitou, - zeminu je potrebné rozprestierať vo vrstve príslušnej hrúbky podľa druhu použitého hutniaceho mechanizmu, - pri hutnení zemných konštrukcií je potrebné z násypu odstraňovať predmety organického pôvodu (drevo, zvyšky pňov a koreňov, mačinu a pod.), - vyhýbať sa použitiu hmôt silne stlačiteľných a napučiavaných (elektrárenský popolček), - zabrániť ďalšiemu ukladaniu zeminy na silne navlhčený, prípadne rozbahnený povrch predchádzajúcej vrstvy (napr. po daždi) premočenú a rozbahnenú vrstvu zrýpať z konštrukcie a uložiť na dočasnú skládku do vyschnutia, so spätným rozprestretím, - pri silnom vysušení vrchnej vrstvy kombinácia umelého navlhčenia a prevalcovania (rovnomerné rozptýlenie vlhkosti), pripadne zrýpanie presušenej vrstvy z konštrukcie, - vyhnúť sa budovaniu násypov pri nízkych teplotách (v prípade zamrznutia pláne). 58

59 3.5 DOKONČOVACIE ZEMNÉ PRÁCE Dokončovacie procesy zahŕňajú všetky práce a opatrenia pri úprave povrchov výkopov a násypov, ktorých úlohou je predovšetkým ochrana týchto povrchov pred účinkami poveternostných vplyvov (erózie), ako i začlenenie stavby do okolitého prostredia. Jedná sa o drobné úpravy a opravy na vylepšenie zemnej stavby. Počas realizácie dokončovacích prác je potrebné odstrániť nepresnosti, ku ktorým dochádza pri realizácii hlavných zemných. Tieto nepresnosti môžeme znížiť prípadne úplne vylúčiť použitím vhodného pracovného mechanizmu alebo použitím presne pracujúcich mechanizmov pre dokončovacie práce. Prípustné odchýlky od projektovaných rozmerov sú uvedené v nasledovnej tabuľke: Mechanizmus Rýpadlo Buldozér a scraper Predpísaná presnosť [mm] Práce bočné dno výkopu smer steny Odkopávka, prekopávka, hĺbenie jám, korýt, kanálov, zárezov ± 400 ± 200 ± 200 Hĺbenie rýh ± 0, , ± 0 ± 50 Odkopávka, prekopávka, stiahnutie ornice ± Úprava pláne ± Rozprestretie ornice ± Tab. 3.7 Prípustné odchýlky od projektovaných rozmerov Dokončovacie práce malého rozsahu sa realizujú prevažne ručne, pri väčších objemoch prác sa požívajú špeciálne mechanizmy, predovšetkým grejdre a univerzálne dokončovacie stroje. Tieto práce predstavujú asi 10 % z celkového objemu prác. Presnosť dokončovacích prác: Úprava pláne jej presnosť je daná povahou horniny (materiálu), ktorý sa na pláň ukladá (rozprestiera). Rovinatosť plôch sa kontroluje 3 m latou a úpravou môžu pod latou vzniknúť priehlbiny maximálne 50 mm. V súčasnosti rovinatosť plôch kontrolujeme rotačnými lasermi, u ktorých sa dosahuje presnosť od ±1,5 mm/30 m. Úprava dna a stien základových rýh a šachiet, ak k nim priliehajú stavebné konštrukcie, musí byť realizovaná s presnosťou ± 30 mm, v skalných horninách s presnosťou ± 50 mm. Dno a steny priekop musia byť rovné a plynulé, bez priehlbín a vypuklín s presnosťou ± 50 mm. Svahovanie má byť realizované s presnosťou ± 30 mm u svahov pod dlažbu z kameňa alebo z betónu, ± 50 mm u svahov pod humus. Humusovanie sa realizuje v hrúbke podľa projektu (minimálne 100 mm) a s presnosťou ± 30 mm ZABEZPEČENIE, ÚDRŽBA A OPRAVA ZEMNÝCH KONŠTRUKCIÍ Zemné práce nestačí len správne zrealizovať, ale hotové stavby je potrebné spevňovať (zaisťovať), udržiavať a podľa potreby i opravovať. Hotové zemné stavby sú vystavené mnohým nepriaznivým vplyvom, proti ktorým je ich potrebné chrániť, ak nechceme neskôr realizovať veľmi nákladné rekonštrukčné práce. Hlavné riziko pre zemné stavby predstavuje voda, či už je to voda zrážková, povrchová, podzemná alebo pramenitá, prípadne zemná vlhkosť. K tomuto pristupuje účinok vzduchu, čiže zvetrávanie a pôsobenie vetra, a taktiež zmena teplôt. Množstvo vody v zeminách sa neustále mení, rovnako i teplota a to nielen v priebehu ročného obdobia ale i v priebehu dňa. Následkom týchto zmien dochádza k zosuvom výkopových násypových svahov a ďalším rôznym deformáciám zemných telies. Zosuv je samovoľný pohyb pôdy, ktorý nastáva v dôsledku narušenia rovnováhy, odľahčenia v zárezoch a zaťažením pod násypmi, a trvá až dovtedy pokiaľ opäť nenastane rovnováha. Príčiny 59

60 zosuvov sú rôzneho druhu, kde súčasne môže pôsobiť hneď niekoľko vplyvov a príčiny je možné mnohokrát ťažko určiť. Zosuv môže nastať na vrstvách rozmočených vodou, na tzv. klzných vrstvách, alebo tam, kde následkom väčšieho zaťaženia nevyhovuje vnútorné trenie zeminy. Taktiež zníženie hladiny podzemnej vody môže mať vplyv na zosuv, pričom sa zmenší vztlak. Práce súvisiace so zamedzením alebo odstránením nebezpečenstva zosuvu sú jedny z najnáročnejších, trvajú dlhú dobu a sú veľmi nákladné. Výhodnejšie je preto predchádzať tomuto nebezpečenstvu realizáciou potrebných zaistení (spevňovaní), i keď značne nákladných, ako neskôr opravovať stavbu po zosuve. Všeobecne platí, že k zosuvom sú viac náchylné zeminy, ktoré sú ťažko priepustné a zadržiavajú vodu (napr. ílovité zeminy, sliene), pričom ľahko priepustné, pieskovité zeminy nie sú k zosuvom vôbec náchylné Zosuv výkopových svahov (stien) Zosuv výkopových svahov môže nastať z rôznych príčin. Pôda, ktorá bola vytvorením zárezu odkrytá, nemá dostatočnú súdržnosť a zosúva sa, pričom spočiatku bola súdržná, časom vplyvom zvetrávania a pôsobenia vody stráca súdržnosť a mäkne. Zosuv sa obzvlášť prejavuje na jar a veľký vplyv má na to voda, ktorá sa nahromadila za zmrznutým výkopovým svahom (vrstvou pôdy), k čomu pristupuje i zvýšené množstvo vody pri topení, pričom sa zemina značne rozmočí a niekedy priamo z výkopového svahu vyteká. Zamedzeniu alebo odstráneniu nebezpečenstva zosuvu predídeme bezpečným a neškodným odvedením vody, tým že vložíme drenáž o dostatočnom priemere do nezamŕzajúcej hĺbky. Výkopové svahy v pôdach väzných, jedná sa o ílovité a slienité pôdy, ktoré sú z hľadiska zosuvu veľmi nebezpečné. Ľahko na siakajú vodou a zadržiavajú ju, na povrchu sa stávajú rozbahnené a klzké. Za sucha zmenšujú stratou vodu objem, následkom čoho vznikajú trhliny, do ktorých sa počas dažďa dostáva voda, a rozmáčanie pokračuje do väčších hĺbok. Ak je zárez realizovaný v sypkej pôde, nebezpečenstvo zosuvu nehrozí, pretože tieto pôdy sa vplyvom vody nemenia. Ak sa však ale jedná o veľmi jemné piesčité pôdy, hrozí tu nebezpečenstvo odnosu pôdy vetrom alebo vodou. Tu je potrebné zabezpečiť spevnenie povrchu svahu, humusovaním a osiatím (zatrávnením), mačinovaním, dlažbami, kamenným obsypom a pod. Porušenie výkopových svahov môže taktiež nastať zosuvom po klzných vrstvách. A to vtedy, ak vo výkopovom svahu sú priepustné vrstvy pôdy (piesok, okruhliaky vymývaný riečny štrk) uložené na šikmom nepriepustnom podklade (íl, slieň) a keď ich rovnováha bola narušená výkopom. Voda vnikajúca vrchnými vrstvami na vrstvu nepriepustnú, ju rozbahňuje a mení na klzkú, takže vrchné vrstvy sa na hladkom šikmom podklade neudržia a zosunú do výkopu (obr.). Obr Zosunutý výkopový svah Veľmi nebezpečný prípad nastáva, pri striedaní vrstiev priepustných s nepriepustnými. Ak síce zabezpečíme (zastabilizujeme) vrchnú klznú vrstvu, po čase nebezpečenstvo môže nastať zosuvom po nižšej klznej vrstve, ktorá sa dotiaľ zdala bezpečná. 60

61 Zabezpečenie (stabilizácia) výkopových svahov Výkopové svahy môžeme zabezpečiť (stabilizovať) týmito spôsobmi: a) spevnením povrchu svahu proti zvetrávaniu a povrchovej vode, b) zabezpečením proti pôsobeniu podzemnej vode, c) zárezovými svahmi v skale. a) Spevňovanie povrchu výkopových svahov proti zvetrávaniu a povrchovej vode V bežných prípadoch postačí zahumusovanie a vysiatie (zatrávnenie), mačinovanie, prípadne výsadbou vhodných krov a stromov. Ak je to potrebné, svahy spevňujeme dôkladnejšie, použitím rôznych plôtikov a pletenín z prútia, dlažby, kamennej rovnaniny a pod. Podrobnejšie o spôsoboch spevňovania pojednáva kapitola Spevňovanie svahov. Zberné priekopy Pri hlbokých výkopoch s dlhými výkopovými svahmi, ako i tam, kde sa výkop skláňa k výkopu, hrozí nebezpečenstvo, že po svahoch bude stekať väčšie množstvo povrchovej vody značnou rýchlosťou a tých dochádzať narušeniu výkopových svahov. V takomto prípade je potrebné zachytiť povrchovú vodu ešte skôr, ako sa dostane na výkopový svah pomocou zbernej priekopy, ktorú zriadime nad svahom, vo vzdialenosti aspoň 1,50 m od výkopovej hrany. Zberná priekopa má mať vhodný spád, v tom prípade ak je v mieste jej zriadenia priepustná pôda, musí byť vydláždená, aby zachytená voda v zbernej priekope nevsakovala do nižších vrstiev svahu. Vodu zo zbernej priekopy sa odvádza priamo do najbližšieho vodného recipientu, v tom prípade ak to nie je možné, zvedie sa na vhodnom mieste dláždenými žľabmi (sklzmi) po svahu do priekopy príslušného svahu. Priekopa musí byť v mieste zaústenia riadne spevnená dlažbou alebo vybetónovaná. Obr Zberná priekopa za výkopovou hranou b) Zabezpečenie výkopových svahov proti pôsobeniu podzemnej vode K mnohým poruchám výkopových svahov môže dochádzať vplyvom spodnej vody, ktorá pôdu podmáča, rozbahňuje ílovité a iné vrstvy a mení ich na klzné. Preto prvoradou úlohou pri zabezpečovaní je bezpečné odvedenie škodlivej vody z výkopových svahov, prípadne ešte vhodnejšie, zachytiť ju skôr, ako zeminu vo výkopovom svahu podmáča. Spôsoby zabezpečenia výkopových svahov proti pôsobeniu podzemnej vody: Drenážne ryhy Ak nie je nepriepustná vrstva, po ktorej sa pohybuje podzemná voda, ktorá podmáča výkopový svah, veľmi hlboko (5 6 m), môžeme ju zachytiť, ak vo vzdialenosti 3 4 m od výkopovej hrany súbežne s výkopom zriadime drenážnu ryhu, zasahujúcu až do nepriepustnej vrstvy. Na dne zhotovíme kamenný trativod, prípadne uložíme drenážne trubky a ryhu vyplníme až do výšky zavodnenej vrstvy lomovým kameňom, štrkom alebo iným hrubozrnným materiálom. Zvyšok zasypeme vykopanou zeminou. Vo vzdialenosti m zriadime vyústenie do priekopy. 61

62 Obr Odvodnenie drenážnou ryhou Sacia drenáž Svahy môžeme odvodniť taktiež vybudovaním siete sacích drénov z perforovaných drenážnych alebo dierovaných trubiek uložených v hĺbke 1,0 1,5 m, ktoré zaústime do drénov zberných a tie vyvedieme na vhodnom mieste do priekopy alebo priamo do recipientu. Obr Odvodnenie sústavou drenáží Kamenné trativody Okrem uvedených spôsobov môžeme taktiež použiť kamenné trativody, zhotovené z lomového kameňa, vetvovito alebo klembovito rozložených na svahu. Zhotovujeme ich vo vzájomých vzdialenostiach 5 10 m, širokých 0,6 1,0 m a s hĺbkou v základe 1,0 2,0 m. Dno má byť v jednotnom spáde prípadne odstupňované. Trativody sú na povrchu vydláždené kamennou prípadne betónovou dlažbou a pri päte výkopového svahu sa opierajú o dlažbu priekopy alebo iné opevnenie. 62

63 Obr Kamenný trativod Obr Typy trativodov vo svahu Vysušenie svahu môžeme dosiahnuť taktiež znížením hladiny podzemnej vody trativodom založeným v dostatočnej hĺbke v päte výkopu. Obr Zníženie hladiny podzemnej vody trativodom v päte výkopu Štôlne Vo zvlášť náročných prípadoch a pri hlbokých zárezoch silne podmáčaných vodou, pohybujúcou sa na nepriepustnej vrstve v značnej hĺbke, nie je možné dosiahnuť dostatočných výsledkov žiadnym z uvedených spôsobov. V takom prípade je potrebné raziť súbežne s výkopom vo vhodnej hĺbke štôlňu a pomocou nej zabezpečiť odvodnenie. Obr Odvodnenie výkopového svahu štôlňou 63

64 V tom prípade ak už došlo k zosuvu výkopového svahu, nesmie sa začať s odstraňovaním zosunutej zeminy v spodnej časti výkopu (v päte), pretože by tým mohlo dôjsť k ďalšiemu zosuvu. Preto je potrebné v prvom rade zabezpečiť odvodnenie a až potom začať s odstraňovaním zosunutej zeminy z hora, aby sa svah postupne odľahčoval. Pri značnom zosuve zeminy, je potrebné zvoliť vhodný spôsob opravných prác na základe posúdenia geológom a statikom. c) Zárezové svahy v skale V pevnej skale, ktorá nie je vrstevnatá, môžeme budovať svahy veľmi strmé a zvislé. Vo vrstevnatej skale môžeme budovať na tej starne, kde sú vrstvy sklonené od výkopu, svahy značne strmé, a však tam, kde sú vrstvy sklonené do zárezu, nastáva nebezpečenstvo zosuvu a je potrebné, pokiaľ je to možné, budovať sklon svahu súbežný s vrstvami. Obr Zárez vo vrstevnatej skale Obr. 3.61Zárez vo vrstevnatej skale (sklonenie svahu až do smeru vrstiev) Obkladané múry Ak sa jedná o skalu vrstevnatú, v tom prípade ak sú v nej vrstvy, ktoré by sa pri vnikaní vody mohli stať klznými, je potrebné budovať obkladaný múr. Skladá sa skala striedavo z pevných vrstiev a mäkkých, ľahko zvetrávaných vrstiev, je potrebné obmurovať mäkké vrstvy kamenným múrom na cementovú maltu. Najprv sa vymurujú jednotlivé piliere, potom sa mäkká vrstva vyberie do potrebnej hĺbky a zvyšok (prázdny priestor) sa obmuruje. Inak by v takýchto svahoch vznikali previsy, pretože tvrdé vrstvy skaly zvetrávajú pomalšie ako mäkšie, a skala (kameň) by sa odlamoval. V spodnej časti obkladových múrov je potrebné zabudovať drén, pre zabezpečenie odtoku nahromadenej vody v priepustnej (mäkkej) vrstve. Veľmi nebezpečné sú ílovité a slieňovité vrstvy pod vrstvami priepustnej skaly, napr. vápenca. Obr Obmurovanie vrstvy mäkkej skaly v zárezovom svahu 64

65 Vegetačné spevnenie Svahy zárezov budovaných v skalných horninách je potrebné, pokiaľ je to možné pokryť vegetáciou, ktorá svah chráni pred poveternostnými vplyvmi (striedanie teploty, priamemu slnečnému žiareniu, vnikaniu vody do priepustných vrstiev, pukaniu a zvetrávaniu) a stabilizuje menej stabilné vrstvy budovaných svahov. Ochranné siete Sa osádzajú na svahoch budovaných vo zvetraných horninách, a zabraňujú zosuvu zvetraných časí skál. Používajú sa drôtené častejšie oceľové siete s vhodnou veľkosťou ôk, kotevné do svahu skalných hornín pomocou oceľových kotviacich klinov a skôb. Tieto je možné pre zvýšenie účinnosti ochrany pred zosuvom a následným neustálym zvetrávaním, opatriť nástrekom cementovým mliekom v tenkej vrstve Spevňovanie a zabezpečenie násypov a) Humusovanie a výsev svahov (zatrávňovanie) Humusovanie a výsev svahov je najjednoduchší spôsob ochrany svahov proti eróznym účinkom vody a vetra. Na urovnané svahy sa naváža ornica (humus) k horným okrajom svahov, ktorá sa na svahy vrství v hrúbke minimálne 10 cm a vyseje vhodnou trávnou prípadne ďatelinotrávnou zmesou. Ak sú svahy hladké a sklon väčší ako 1:1,5, je potrebné svahy zdrsniť pomocou plytkých rýh (brázd) vo vzdialenosti 1,0 m a hlbokých cm, vyplnia sa humusom súbežne so svahom a vysejú, alebo položením tyčoviny zaistenej kolíkmi, aby sa humusová vrstva na svahu udržala. Ochranu humusovej vrstvy pred eróziou povrchovo stekajúcej vody, je možné zabezpečiť pomocou PVC sietí, živičných postrekov, zhutnením valcami a pod. Vysieva sa ihneď po navezení humusu, pričom povrch sa zdrsní kovovými hrablami, trávna zmes sa ručne prípadne strojne rozhodí, jemne sa zapracuje do humusu cca mm a zavalcuje. Podľa potreby sa vysiate plochy kropia, aby došlo k dobrému vyklíčeniu. Ochrannú funkciu prevezme trávnatý porast na svahu až po dokonalom zapojení a vytvorení mačiny t.j. asi do dvoch rokov. Rýchlejšie zhustenie a zapojenie porastu dosiahneme pravidelným kosením. Niekedy sa k trávnej zmesi pridáva ochranná rastlina (ovos, jačmeň, pšenica), ktorá v prvej fáze vývoja tráv prevezme protieróznu funkciu. Po dosiahnutí výšky cm sa ochranná rastlina pokosí, aby mladé rastlinky tráv a ďatelinovín sa mohli dostatočne vyvíjať. Obr Humusovanie a výsev svahov a) svah odstupňovaný šikmými ryhami, b) svah rovný b) Mačinovanie (mačinové obklady) Mačinovaním sa spevňujú výkopové a násypové svahy, aby sa dosiahol odolný trávnatý porast v kratšej dobe ako pri výseve. Mačinové obklady sa používajú pre sklony svahov 1:1,5 a menšie. Robia so zo štvorcových trávnatých tabúľ o hrane 30 cm a hrúbke 8 10 cm, prípadne zvinutých trávnatých pásov širokých 0,50 0,80 x 10 m. Mačiny sa kladú na urovnaný svah a to buď na plocho, čelne, úsporne šachovnicovito alebo v pásoch. Mačinové tabule sa po uložení na svah mierne utlačia a podľa potreby sa pripevnia drevenými kolíkmi 65

66 asi 30 cm dlhými. Ak je počas kladenia mačinových tabúľ sucho, je potrebné mačinované plochy zavlažovať. Pri nedostatku mačiny je možné predpestovanie tzv. mačinových kobercov. Mačinové koberce o rozmeroch 0,50 0,80 x 10 m sa pestujú na 1 3 cm hrubom rašelinovom substráte, ktorý sa uloží na nepriepustnú podložku (PVC fólia). Pri mačinovaní na plocho sa kladú tabule mačiny koreňmi dolu v pravidelných radách na dobre upravenú vrstvu humusu tak, že je celý svah pokrytý mačinou. Ak mačinujeme čelne, kladú sa jednotlivé tabule koreňmi hore vo vodorovných vrstvách, alebo vo vrstvách kolmo k svahu tak, že je svah obložený mačinami na šírku tabúľ, ktoré tvoria svojimi vnútornými hranami plochu svahu. Pri nedostatku mačiny, alebo ak nie je potrebné obkladať celý svah, mačinujeme pásovo alebo štvorcovo (šachovnicovo). Na násypovom svahu sa vytvoria z mačinových tabúľ pásy 30 cm široké, ktoré sa kladú pod 45 uhlom k vodorovnej rovine z oboch strán, pričom sa križujú v pravom uhle. Osové vzdialenosti pásov bývajú 1,30 m. Vyniknuté štvorcové plochy medzi pásmi sa vyplnia humusom a vysejú. Obr Mačinové obklady a) na plocho, b) čelne vo vodorovných vrstvách, c) čelne vo vrstvách kolmo k svahu Obr Mačinovanie pásové Obr Mačinové obklady a) štvorcové (šachovnicové), b) pásové c) Tesniace obklady Zhotovujú sa po úplnej výstavbe príslušnej zemnej stavby a u násypov po dostatočnom zosadnutí. Robíme ich z ílu, slieňa alebo iných tesniacich zemín pred sypaním dostatočne navlhčených, ktoré rozprestierame na svahy vo vodorovných vrstvách 10 cm hrubých, pričom každá vrstva je dostatočne zhutnená. Vrstvy majú byť dostatočne vzájomne spojené. Hotový obklad je potrebné ihneď pokryť vrstvou drobného piesku, aby obklad rýchlo nevysychal a netvorili sa trhliny. 66

67 d) Stavby z prútia - pleteniny Jedná sa v podstate o vegetačné ochranné stavby. Realizujeme ich prevažne na jar alebo neskoro na jeseň z pučiaceho prútia a kolíkov vŕbových, jelšových prípadne liesky, výnimočne z vetiev iných listnatých drevín. Najprv sa zarážajú neolúpané kolíky hrubším koncom do zeme, aby bol zachovaný smer prúdenia miazgy, pretože sa majú ujať a rásť. medzi kolíky sa vplieta čerstvé prútie. Po zhotovení sa pletivo stlčie ľahkou palicou a kolíky sa zatlčú tak, aby vyčnievali asi 5 cm nad horný okraj pletiva, alebo sa v tejto výške zrežú. Potom sa pleteniny pokryjú aspoň 10 cm hrubou vrstvou prsti. Dôležitou vlastnosťou stavieb z prútia je, že sú pružné a pevné. Nevýhodou je ručná realizácia. Plôtiky Pre ich zhotovenie sa použijú kolíky s priemerom cm a 1,0 1,5 m dlhých, ktoré sa zatlčú v päte svahu do úzkej, asi 30 cm hlbokej ryhy a osovo od seba vzdialených 0,50 0,80 m, podľa dĺžky použitého prútia. Medzi kolíky sa vplieta vŕbové alebo jelšové prútie, pričom sa vytvorí, plôtik ktorý má zasahovať asi 30 cm do zeme a vystupovať asi cm a viac nad dnom v päte. Kolíky sa na hornom konci ukotvia drôtom do svahu a za plôtik sa nasype hlina. Obr Plôtik z prútia Pletivo uhlopriečne Čerstvé kolíky, asi 1,20 m dlhé, sa zatlčú do svahu v skrížených radoch, vzdialených od seba asi 2,0 m do svahu. Rady sú sklonené k vodorovnej rovine pod uhlom 45 v oboch smeroch, pričom sa pretínajú v pravom uhle a tvoria na svahu štvorcové pole. Medzi kolíkmi sa vyplieta prútie tak, aby pletivo zasahovalo asi 20 cm do zeme, aby sa zemina pod ním nepodsypávala. Štvorcové plochy vyplnia humusom, vysejú alebo obložia mačinou. Niekedy sa vysypú pieskom alebo okruhliakmi. Obr Pletivo uhlopriečne 67

68 Pletivo pozdĺžne Je zhotovené z pozdĺžnych plôtikov ako pletivo uhlopriečne, plôtiky sú zarazené vo vodorovných radoch na svahu, vzdialených od seba asi 2,0 m. Priestor medzi plôtikmi sa upraví podobným spôsobom, ako je to uvedené u pletiva uhlopriečneho. Obr Pletivo rovnobežné (pozdĺžne) e) Štrkové (kamenné) koše - gabiony Zhotovujú sa z drôteného pletiva dobre chráneného pred koróziou. Tvary majú rôzne, podľa potreby. Vnútro košov je vypĺňané lomovým kameňom a koše sa po osadení na mieste použitia navzájom zaistia a zviažu drôtom. Gabiony kamenné koše majú tvar hranolov. Obr Gabiony štrkové (kamenné) koše f) Kamenný obsyp Buduje sa z hutného lomového kameňa takej veľkosti, aby odolával prúdu vody. Pri obyčajných obsypoch postačí minimálne polovica kameňov o hrane 30 cm, v bystrinách 40 cm. Pre balvanový obsyp sa využívajú kamene o veľkosti minimálne 0,1 m 3 alebo o váhe 250 kg. Nahádzaný kameň sa na mieste potreby pod vodou urovná železnými tyčami prípadne lyžicou rýpadla, aby sa dosiahlo dobrého previazania jednotlivých kameňov a obsyp vytvoril hutné teleso. Pod vodou sa obsyp preštrkuje. Najväčšie kamene sa ukladajú na najohrozenejšie miesta, teda k lícu päty. Časti obsypu nad vodou sa zarovnajú a lavička sa upraví dlažbou. 68

69 Obr Spevnenie päty svahu kamenným obsypom g) Kamenné rovnaniny Budujeme k zaisteniu päty voľne sypaných zemných násypov. Ich základ sa zapustí čiastočne do podložia, aby boli zaistené proti bočnému posunu spôsobenému tlakom sypaniny. Kamenné rovnaniny sa zhotovujú z neopracovaného (zbieraného) kameňa, tak že sa striedavo väčšie a menšie kamene ručne ukladajú do určeného profilu. Špáry sa vypĺňajú drobnými kameňmi. Pri budovaní oživených kamenných rovnanín sa používa vŕbové prútie. Sklon líca sa zhotovuje najčastejšie 1:1 alebo 2:1. Obr Kamenná rovnanina a) oživená, b) neoživená h) Murivo nasucho Sú stavané z dobrého, podľa potreby opracovaného, ložného kameňa. Opracované kamene sa kladú na väzbu a špáry sa vyklinujú drobným kameňom. i) Urovnávka Urovnávkou spevňujeme svahy násypov sypaných z kameňa. Na svahoch násypov o sklone svahov 1:1 až 1:1,5, zhotovených z kameňa, sa urovnáva vrchná vrstva kameňov v hrúbke minimálne 50 cm. Päta urovnávky musí byť zapustená primerane do podložia. Jednotlivé kamene sa kladú ložnými plochami kolmo k lícu urovnávky, aby boli dobre viazané. Špáry sa vyklinujú a vypĺňajú kamennými úlomkami. Pri miernom sklone svahov 1:2,5 a menších používame k opevňovaniu svahov štrkové obsypy alebo štrkové koberce. 69

70 Obr Urovnávka j) Dlažby Spevňovanie svahov kamennou dlažbou alebo dlažbou z betónových prefabrikátov sa prevádza u svahov, ktoré sú ohrozené sústredene tečúcou vodou. Kameň pre dlažbu má byť zdravý, tvrdý, odolný voči účinkom tečúcej vody a poveternostných vplyvov, bez trhlín ako i určitej veľkosti cm, podľa dôležitosti stavby. Dobrým materiálom pre dlažbu je žula, syenit, čadič, kremenec, vápenec a pieskovec s dobrým tmelom, ako i iné pevné horniny. Dlažbu budujeme buď na sucho, na cementovú maltu, do betónu tiež z prefabrikátov a v predpísanom sklone (najčastejšie 1:1, 1:1,5 1:2). Dlažbu opierame o základ ponorený pod úroveň päty svahu. Základy dlažby v päte svahu mávajú obdĺžnikový prierez s čiastočne skosenou zadnou stenou, aby sa o ne mohla oprieť dlažba svahu. Kamenná dlažba na sucho Zhotovujeme z ložného lomového kameňa o veľkosti cm do vrstvy štrkopiesku hrúbky cm. Špáry široké 2 4 cm sa vyklinujú alebo vyplnia pieskom, hlinou prípadne mačinou. U dlažby násypových svahov, ktoré nezasahujú do vody, je možné vytvoriť lôžko dlažby zo zeminy získanej na mieste, ak je to pre tento účel vhodné. Pod dlažbou ani v dlažbe nesmú zostať dutiny. Obr Kamenná dlažba na sucho Kamenná dlažba na maltu Zhotovujeme ako murivo na maltu. Najskôr sa rozprestrie lôžko z piesčitého štrku alebo hrubého piesku v hrúbke 7 cm, ktoré sa zhutní ubíjaním. Na toto lôžko sa potom nanesie vrstva malty v hrúbke 3 cm, na ktorú sa potom kladú kamene ako pri dlažbe na sucho. Špáry sa dôkladne vyplnia a zatrú maltou, aby hrany kameňov zostali čisté. 70

71 Kamenná dlažba zalievaná maltou Sa zhotovuje rovnako ako dlažba na sucho, pričom sa špáry vyškriabu a vyčistia do hĺbky minimálne 7 cm a vyplnia cementovou maltou. Dlažba do betónu Sa zhotovuje tak, že sa kameň kladie do vrstvy betónu o hrúbke rovnej polovine hrúbky kameňa. Pod betón sa dáva štrkopiesok. Dlažba sa zhotovuje prevažne s nepravidelnou väzbou. Dlažba z prefabrikátov V dnešnej dobe sa často pre spevňovanie svahov používajú betónové prefabrikáty, ktoré sú ukladané do štrkopieskového lôžka (podsypu). Dôvodom pre použitie prefabrikátov, býva nedostatok vhodného dlažobného kameňa ako i nedostatočná kvalifikácia pracovníkov. Prefabrikátov k opevneniu svahov je celé množstvo typov, z hľadiska funkcie a použitia. Široké uplatnenie použitia majú betónové prefabrikáty tzv. polovegetačné. Obr Dlažba z prefabrikátov Obr Rôzne typy opevňovacích prefabrikátov Poruchy násypov a ochrana proti týmto poruchám Príčiny porúch násypov sú podobné ako u výkopových telies. V podstate môže dochádzať k týmto poruchám: 1. poruchy priamo v násype, 2. zosuv násypu po podklade, 3. zosuv násypu s vrstvou základovej pôdy. 1. Poruchy priamo v násype a) Pôsobením vody Mokrá zemina alebo dážď môžu pri zhotovovaní násypov spôsobiť poruchy násypu. A však i pri hotových násypoch, ak nie sú chránené vodotesnou vrstvou, je potrebné zamedziť vnikaniu povrchovej vody do telesa násypu. Násypové svahy sú v tomto smere veľmi náchylné, pričom stekajúca zrážková voda po svahu do násypového telesa taktiež vsiakne a pri častom opakovaní spôsobuje škody, ktoré sa šíria do celého násypu. Následkom čoho je zosuv svahov a sadanie. 71

72 Podobne ak sa zrážková voda do zemného telesa dostáva korunou, ak nie je krytá nepriepustnou vrstvou (konštrukciou, napr. komunikáciou) alebo ak nemá príslušné sklony svahov. Zamedzenie vnikaniu vody korunou hrádze a dobrým zatrávnením násypových svahov (zatrávnenie má siahať až cez násypovú hranu), môžeme spomínané vnikanie vody značne obmedziť. Obr Zosuv násypových svahov Niekedy môžu mať poruchy v násype príčinu v zlých vlastnostiach použitej násypovej zeminy, v nesprávnom spôsobe zhotovenia alebo veľmi strmých násypových svahoch. Správny postup a zhutňovanie je základnou podmienkou správneho násypu. Veľmi náchylné k poruchám sú násypy zhotovované sypaním, predovšetkým na bok, ktoré sa obzvlášť pri menej vhodnej násypovej zemine, pri spolupôsobení vody zosunú pozdĺž sypaných vrstiev. Obr Porušenie sypanej hrádze Neustále pozorovanie násypových telies, ako i odstraňovanie drobných porúch ušetrí neskoršie veľké rekonštrukčné práce. b) Pôsobením mrazu Pôsobením mrazu mrzne voda v pôde, zväčšuje objem a nastáva nepravidelné zdvíhanie. Počas topenia sa uvoľní značné množstvo zadržanej vody, ktorá rozmočí a zmäkčuje zemné teleso. Tento jav pozorujeme u tzv. namŕzaných pôd, medzi ktoré počítame skoro všetky zeminy okrem čistého piesku a štrku. Pôda, ktorá je v násype menej ako 1,0 1,5 m pod povrchom (hĺbka zamŕzania), je vystavená nebezpečenstvu namŕzania. Namŕzavosť pôdy môžeme posúdiť, ak poznáme jej mechanické vlastnosti, kapilárnu vzlínavosť, miestne podmienky, ako i výšku hladiny podzemnej vody a pod. Nebezpečenstvo namŕzania odstránime úplne, ak odstránime namŕzavú pôdu až do hĺbky zamŕzania, t.j. asi do 0,80 1,0 m a nahradíme ju zeminou nenamŕzavou. To však nie je možné z rôznych dôvodov. Bezpečné násypy môžeme zhotoviť i z namŕzavých pôd, ak zamedzíme vniknutiu zrážkovej a podzemnej vody do nich. Ak je hladina podzemnej vody hlboko, je tu iba nebezpečenstvo povrchovej vody, ktorú musíme odviesť a znemožniť jej vsiaknuť do násypu. Ak je však hladina podzemnej vody vysoko, pričom by mohla nastať kapilárna vzlínavosť, musíme kapilárnu vzlínavosť prerušiť vložením dostatočne hrubej vrstvy cez 30 cm z nenamŕzavej zeminy (piesok, vymývaný riečny štrk). Vrstva musí siahať až do nezámrznej hĺbky, t.j. asi 0,80 1,0 m a priečnom sklone 3 5 %. 72

73 Obr Ochranná vrstva proti vzlínaniu vody Pri nedostatku vhodnej nenamŕzavej zeminy, je možné do nezámrznej hĺbky vložiť geotextíliu v priečnom sklone. Obr Ochranná vrstva z geotextílie Pretože je vždy nebezpečenstvo, že budú jemné častice pôdy z vrchnej vrstvy vyplavované do priepustnej medzivrstvy, čím by bola jej akosť zhoršovaná, je možné medzivrstvu upraviť nákladnejším spôsobom a to vo tvare filtru. Ochranná vrstva je zložená z dvoch pieskových vrstiev hrúbky 8 cm, medzi ktorými sa nachádza vlastná vrstva z vymývaného riečneho štrku o hrúbke cm. Obr Ochranná vrstva vo tvare fitra c) Pôsobením tepla a škodcov Pri veľkých teplotách väzné pôdy vysychajú a zmenšujú svoj objem. Následkom čoho sa spočiatku tvoria malé, neskôr hlbšie trhliny. K týmto poruchám sú náchylné predovšetkým pôdy ílovité a slienité. Do trhlín vniká zrážková voda, preniká hlboko do násypového telesa a spôsobuje skôr uvádzané poruchy (zosuv pôdy). Preto je potrebné ihneď po zhotovení, pozorovať tieto násypy a trhliny a včas ich odstraňovať zasýpaním a utesnením. V miestach, kde sa vyskytuje nadmerné množstvo hlodavcov, králikov a i., môžu i týto škodcovia spôsobiť značné škody prevŕtavaním násypových telies, čím sa umožní vnikaniu zrážkovej vody. Jediným spôsobom ochrany proti týmto škodcom je deratizácia resp. odchyt králikov. 73

74 d) Zosuv násypov po podklade Ak je násyp vybudovaný v svahu na ílovitom, alebo slieňovitom podklade, môže nastať zosuv, ak voda hromadiaca sa nad násypovým telesom, vniká pod násyp a rozmáča podklad, ktorý sa stáva klzkým. Tieto prípady zosuvov sú pomerne zriedkavé, pretože už pri budovaní násypov je nebezpečenstvo zrejmé a v tom prípade je možné zabezpečiť príslušné opatrenia. Obr Zosuv násypu po rozbahnenom podklade Je potrebné vodu zachytiť pred samotným násypom pomocou priekopy alebo drenážou, prípadne trativodmi a bezpečne ju odviesť. Obr Zachytenie vody trativodmi a drenážou Častokrát je potrebné pod násyp uložiť sieť drenáží ako i zazubiť riadne svah. Obr Zazubenie a odvodnenie svahu drenážou Ak i napriek tomu nastáva zosuv, musíme zistiť príčiny a následne ich odstrániť. Vo väčšine prípadov pôjde o vodu, ktorú je potrebné odviesť. Potom zriadime podľa potreby buď oporný múr z kameňa na sucho, alebo kamenný obsyp a naň ako záťaž vrstevnatý násyp alebo realizujeme inú vhodnú úpravu. 74

75 e) Zosuv násypov s vrstvou základovej pôdy Ak zaťaží ťažký násyp veľmi základovú pôdu, v ktorej sú klzné vrstvy rozmočené vodou, kde s násypom súčasne sa zosúva slabšia alebo silnejšia vrstva základovej pôdy. Zaistenie zosuvného územia i s násypom je možné uskutočniť iba po dôkladnom preskúmaní celého klzného priestoru, ktorý môže byť i značne rozsiahly (časť kopca, celá stráň a pod.) odborníkom, ktorý zistí príčiny. Obr Zosuv násypu aj s podkladovou vrstvou Ak sú povrchové vrstvy pôdy dostatočne pevné, môžeme niekedy dosiahnuť žiadaného účinku zarazením radu pilót až do pevnej vrstvy. Najúčinnejším prostriedkom je, odstránenie príčiny, väčšinou sa jedná o vnikajúcu vodu, účelne založenými trativodmi a štôlňami, ak zachytíme päty zosuvných vrstiev opornými múrmi, kamenným obsypom a pod. V poslednej dobe sa zaisťujú zosuvné vrstvy injektážou (vháňanie cementového mlieka) do podkladových vrstiev, ako i násypového telesa, čím sa pôda zahustí a zamedzí sa vnikaniu a pohybu vody. 75

76 4 MECHANIZÁCIA ZEMNÝCH PRÁC Zemné práce a terénne úpravy vykonávané na jednotlivých stavbách sa rozkladajú na niekoľko základných úkonov. Tieto úkony u všetkých typoch stavieb sa s malými obmedzeniami a výnimkami zhodujú. Ide o základné úkony: 1. príprava stavebnej trasy spojená s hrubou úpravou povrchu, 2. rozpájanie a ťažba horniny (vykonávaná niekoľkými spôsobmi), a) plošne ( úpravy pozemkov, výstavba nádrží a rybníkov) b) obmedzene ( hĺbenie kanálov a drenážnych rýh) 3. odstraňovanie vyťaženej zeminy, 4. úprava vyťažených plôch (zhutňovanie zeminy, spevňovanie objektov). Pre jednotlivé úkony je možné použiť rôzne stroje a zariadenia. Na strane jednej je možné použiť na jeden úkon viac druhov strojov, pričom ich voľba sa riadi prevádzkovo-technickými a ekonomickými podmienkami. Na strane druhej je vhodnejšie ak jedným typom stroja môžeme vykonávať viac úkonov (viacúčelový stroj), ktorý zeminu nielen rozpája a ťaží, ale tiež premiestňuje a poprípade zabudovává a čiastočne zhutňuje. Výrobné operácie Rozpájanie Naberanie Doprava Hrnutie Nakladanie Vyloženie a zabudovanie Urovnávanie Zhutňovanie Postrk Druh strojov Rýpadlá Dozéry Nakladače Skrapery Gradery Dumpre Nákladné automobily Hydromechanizácia Hutniace mechanizmy čiastočne čiastočne čiastočne čiastočne Tab. 4.1 Pracovné operácie najpoužívanejších mechanizmov pre zemné práce Na voľbu stroja pre jednotlivé stavebné úkony predovšetkým vplýva jeho výkonnosť. 4.1 VÝKONOVÉ ÚDAJE STROJOV Výkon je množstvo produkcie vyjadrené vo fyzikálnych jednotkách za jednotku času (m 3 /hod., m 2 /smena). Výkon stroja závisí od jeho konštrukčných vlastností (výkon motora, objem lyžice rýpadla, a pod.), vlastností spracovávaného materiálu (stupeň ťažiteľnosti hornín, vlhkosť hutnených zemín, a pod.) a prevádzkového hľadiska (či stroj počas časovej jednotky pracoval nepretržite alebo s prestávkami). Na základe uvedených vplyvov rozlišujeme druhy výkonov: a) Teoretický (konštrukčný) výkon (Q teor ) stanovený na základe kinematických vlastností stroja a laboratórne preverený vo výrobnom podniku. Tento výkon je uvádzaný v technickej dokumentácii stroja ako tzv. štítkový výkon. 76

77 b) Technický výkon (Q tech ) je teoretický výkon korigovaný konkrétnymi pracovnými podmienkami (trieda ťažiteľnosti, pracovný postup, postavenie stroja). Q tech = Q teor. k tech kde, k tech - koeficient technickej účinnosti, do ktorého sú zahrnuté vplyvy činiteľov. c) Prevádzkový výkon (Q prev ) je priemerný výkon stroja dosiahnutý v konkrétnych technologickoorganizačných podmienkach zohľadňujúci nevyhnutné pracovné prestávky (presun strojov do nového záberu, prestávky, oddych). Q prev = Q tech. k prev = Q teor. k tech. k prev kde, k prev - koeficient prevádzkovej účinnosti, zahŕňa nevyhnutné časové straty. d) Smerný výkon zohľadňuje odstrániteľné straty času (nedodržanie pracovnej doby, poruchy strojov, tankovanie PHM počas smeny a pod.). Vzťahuje sa na celý rok, alebo určité klimatické obdobie. 4.2 NÁVRH MECHANIZMOV STAVEBNÝCH PRÁC V projektovej príprave (projekte stavby), ktorej obsahom je spracovanie projektovej a rozpočtovej dokumentácie stavieb, je potrebné navrhnúť i mechanizačné prostriedky. Predpokladom ich správneho návrhu je na jednej strane dokonalý prehľad o možnostiach nasadenia a o výkonoch strojov (charakteristiky strojov), na strane druhej údaje o rozsahu prác, technologických podmienkach a záväzných termínoch realizácie prác. Zásady návrhu mechanizácie Pri výbere konkrétnych typov mechanizmov a ich veľkostí na konkrétny rozsah prác alebo zaradenie do pracovných zostáv treba vychádzať z technologických, organizačných a ekonomických hľadísk. Voľba správneho druhu stroja závisí od: druhu a veľkosti stavby, druhu a rozsahu prác, ktoré bude stroj počas svojho nasadenia vykonávať; miestnych a prírodných podmienok ovplyvňujúcich povahu a priebeh prác; charakteru a technických parametrov strojov, ktoré budú pracovať v zostave; charakteru pracovnej činnosti, najmä zloženia zeminy, stupňa jej rozpojiteľnosti, vlhkostný stav zeminy, hladiny spodnej vody a pod.; objemov zemných prác a použitých stavebných materiálov a hmôt; priestorového a časového rozloženia prác na stavenisku a situačného riešenia terénu; časov realizácie diela (trvanie výstavby); postupnosti stavebných prác a zvolených technológií realizácie (pracovných postupov) diela; technických parametrov stroja, jeho výkonnosti a predpokladaného časového využitia; vhodného spôsobu dopravy stroja na stavenisko, bežnej prevádzkovej spotreby energií. 4.3 ROZDELENIE MECHANIZAČNÝCH PROSTRIEDKOV a) stroje všeobecné: hnacie stroje, motory, b) stroje na dopravu: vozidlá, zdvíhacie prostriedky, pásové prepravníky, čerpadlá, kompresory; c) stroje pre zemné práce: rýpadlá, zrezávače krovia, nakladače, rýpadlo-nakladače, rozrývače, dozéry, skrejpre (zoškrabávače), grédre (zrovnávače), zemné frézy, univerzálne dokončovacie stroje, hydromechanizačné zariadenia a hutniace stroje; d) stroje pre betonárske a murárske práce: miešačky, betonárske vibrátory, omietacie stroje, čerpadlá na betón; e) stroje pre inžinierske práce: baranidlá, vŕtacie súpravy, drviče a triediče, finišery; f) stroje pre dokončovacie práce: (tzv. malá mechanizácia) - vŕtačky, stroje pre úpravu povrchov, nástrekové zariadenia. 77

78 4.3.1 Stroje pre zemné práce Zemné stroje tvoria najpočetnejšiu skupinu stavebnej mechanizácie, ktorá zabezpečuje realizáciu rozsiahleho počtu stavebných technológií. Zemné stroje sú určené na rozpájanie zemín (ťažbu), jej nakladanie na dopravné prostriedky, prepravu a prípadne aj rozprestieranie a zhutňovanie. Pri veľkom rozsahu zemných prác sú obyčajne nasadzované v zostavách strojov, pričom stroje na ťažbu určujú technológiu a organizáciu práce. Ich výkonu by mali byť kapacitne prispôsobené následné dopravné, zakladacie, prípadne hutniace stroje. RÝPADLÁ Svojou konštrukciou a vybavením sú tieto stroje určené na rozrušovanie zeminy, jej ťažbu a manipuláciu. Rýpadlo možno použiť len za podmienok stanovených výrobcom a na ťažbu v zeminách, ktoré uvádza výrobca. Pracujú väčšinou v teréne, v stiesnených priestoroch, prekonávajú stúpania a často sa pohybujú v teréne s priečnym sklonom. Vzhľadom na rozsah vykonávaných prác existuje široká škála veľkostí rýpadiel - od tzv. skupiny minirýpadiel (objem lyžice do 0,02 m 3 ) až po tzv. nadrozmernú skupinu označovanú XXL (objem lyžice až 134 m 3 ). Okrem veľkostných tried ich možno rozdeliť aj podľa hlavných konštrukčných rysov. Podľa spôsobu práce sa rýpadlá delia na: pracujúce nepretržite (kontinuálne), a) sacie rýpadlá - typické kontinuálne rýpadlá, b) korčekové rýpadlá, c) ryhovače. pracujúce cyklicky - charakteristickou vlastnosťou je, že sa pri práci nepresúvajú, ale z jedného postavenia vyťažia zeminu v ekonomickom dosahu a až potom sa presunú do nového záberu. d) s výškovou lopatou - majú v zemných prácach a terénnych úpravách obmedzené využitie, e) s hĺbkovou lopatou - sú schopné ťažiť pod úrovňou vlastného postavenia, f) s vlečným korčekom majú široké uplatnenie v terénnych úpravách a melioračnej výstavbe, g) s drapákom. Podľa druhu podvozku rozlišujeme rýpadlá: s pásovým podvozkom (s dvomi alebo viacerými pásmi pre málo únosné terény), s kráčajúcim podvozkom (pre náročné a ťažko dostupné terény), s kolesovým podvozkom (s oceľovými kolesami na použitie v abrazívnych terénoch alebo s pneumatikovými kolesami na bežné nasadenie rýpadiel a ich prepravu po cestných komunikáciách), so železničným podvozkom (pre pracovné technológie pri výstavbe a údržbe železničných tratí), s automobilovým podvozkom (pri častom premiestňovaní rýpadla na väčšie vzdialenosti), s plávajúcim podvozkom (pri korčekových rýpadlách určených na ťažbu štrkopieskov), s kombinovaným podvozkom (použiteľný napr. na prácu v bežnom teréne a na železnici). Podľa druhu pohonu môžu byť rýpadlá: s mechanickým pohonom, s hydrostatickým pohonom, s hydrodynamickým pohonom. 78

79 Obr. 4.1 Kontinuálne pracujúce rýpadlá a) sacie rýpadlo, b) korčekové rýpadlo, c) ryhovač Obr. 4.2 Cyklicky pracujúce rýpadlá a) rýpadlo s výškovou lopatou, b) s hĺbkovou lopatou, c) kráčajúce rýpadlo s hĺbkovou lopatou, Obr. 4.3 Cyklicky pracujúce rýpadlá d) s drapákom, e) s vlečným korčekom. ZREZÁVAČ KROVIA Zrezávač krovia je osadený pred traktorom namiesto dozérovej radlice, hydraulicky ovládaný. Pracovný orgán tvoria dva nože s odhrňovačkami, postavené k sebe pod určitým uhlom 2φ, pričom sú spojené a vytvárajú tak šípovú radlicu trojuholníkového prierezu. Odhrňovačky tak odhŕňajú zrezaný krovinný porast na obidve strany. Použitie: odrezávanie krovísk pri úplnom zapojení krovinného porastu, odrezávanie kmeňov pokiaľ ich priemer nepresahuje 150 mm, na prípravu a vyčistenie stavebných trás pred realizáciou terénnych a zemných prác. 79

80 NAKLADAČE Nakladače sú cyklicky pracujúce mobilné stroje, ktoré pracovným nástrojom - lopatou - v tvare otvorenej nádoby s reznou hranou naberajú zeminu, materiál a pomocou pracovného zariadenia ho nakladajú do následných transportných prostriedkov, alebo ho dopravujú na kratšie vzdialenosti na miesto uloženia. Základnými stavebnými časťami nakladača sú nosič s kolesovým podvozkom a pracovné zariadenie (výložník) s nástrojom. Nakladače malej a strednej triedy sa obyčajne zhotovujú ako univerzálne, základnú lopatu možno nahradiť inými typmi (roštová, profilová, čeľusťová, čistiaca a pod.), alebo inými druhmi pracovného zariadenia (drapák, paletizačné vidly, vidly na guľatinu, hydraulické, závesné zariadenia, podkopové zariadenia, ryhovač, zemný vrták a pod.), čo umožňuje lepšie technologické a časové využitie stroja. Z hľadiska koncepcie rozoznávame: a) čelné, b) otočné, c) kĺbové. Zvláštnu skupinu z hľadiska riadenia nosiča (pohonnej jednotky) tvoria nakladače riadené preklzom (šmykom) kolies. Sortiment prídavných pracovných zariadení pre nakladače býva široký a umožňuje realizáciu najčastejších pracovných technológií v stavebníctve, priemysle, poľnohospodárstve, lesnom a drevospracujúcom priemysle ako i v komunálnej sfére. Použitie: naloženie vyťaženej zeminy a stavebného materiálu na dopravný prostriedok, preprava zeminy a materiálu na kratšie vzdialenosti, uloženie zeminy a materiálu na miesto zabudovania, použitím prídavných zariadení sa rozširujú možnosti uplatnenia nakladačov. Obr. 4.4 Lopatový nakladač kĺbový a šmykom riadený RÝPADLO-NAKLADAČE Rýpadlo-nakladače predstavujú pomerne novú skupinu univerzálnych zemných strojov, ktorá v sebe účelne integruje vlastnosti rýpadiel a nakladačov. Ich použitie je vhodné tam, kde sa realizujú zemné práce malého a stredného rozsahu so zameraním na rozpájanie zemín a manipuláciu s nimi. Nosič (podvozok) rýpadlo-nakladača je tzv. traktorového typu s pevným, alebo kĺbovým rámom. V prednej časti traktora je osadené nakladacie (lopata) prípadne transportné (radlica) zariadenie a v zadnej časti je otočne uchytené podkopové rýpacie zariadenie. Stroj môže teda pracovať v režime nakladača, alebo rýpadla. Osadením prídavných zariadení na otočné podkopové rýpacie zariadenie sa rozširujú možnosti nasadenie rýpadlo-nakladačov. 80

81 Použitie: ťažba, manipulácia so zeminou a stavebného materiálom, preprava zeminy a materiálu na kratšie vzdialenosti, uloženie zeminy a materiálu na miesto zabudovania, použitím prídavných zariadení sa rozširujú možnosti uplatnenia rýpadlo-nakladačov (rôzne typy rýpacích lopát, frézovacia hlavica, pneumatické kladivo, špirálový vrták a pod.). Obr. 4.5 Rýpadlo-nakladač ROZRÝVAČE Rozrývače sú zariadenia (pracovné nástroje) na zemné práce, ktoré pomocou mohutných dlát (nožov) rozrývajú tvrdú, kamenistú alebo zamrznutú zeminu, čím sa dosiahne jej ďalšie efektívne spracovanie. Sú pripojené najčastejšie k pásovému traktoru ako zavesené alebo nesené. Pracovným orgánom sú dláta (nože), z konštrukčného hľadiska riešené ako rovné alebo zahnuté. Pravidlo práce rozrývača: Ak má rozrývanie prebiehať správne, musia dláta rozrývača vniknúť do stanovenej hĺbky rozrývania (h) a v tejto hĺbke nepretržite pracovať. Použitie: na rýpanie hornín vo vyšších triedach ťažiteľnosti (V. - VII.), kde bežne používané stroje nie sú na to uspôsobené, rozpájanie vrstiev kompaktných, rýpadlami nerozpojiteľných (dlažba, betón, asfalt, zamrznutá zemina a pod.) Obr. 4.6 Rozrývacie dláta 81

82 DOZÉRY Dozéry predstavujú skupinu mobilných pracovných strojov určených na rozpojovanie a premiestňovanie zemín na kratšie vzdialenosti. Ostrím radlice rozpájajú horninu v tenkých vrstvách. Určené sú na rozpájanie, ťažbu, premiestňovanie a ukladanie, alebo rozprestieranie zeminy. Základom dozéra je kolesový, častejšie však pásový traktor, vybavený v prednej časti radlicou a jej ovládacím zariadením. Oblasť využitia dozérov vzhľadom na ich vlastnosti je pomerne široká a často sa využívajú nielen v stavebníctve, ale aj v iných odvetviach. Ich nasadenie je najčastejšie tam, kde treba zeminu plošne rozpojovať, rozhŕňať alebo premiestňovať na kratšie vzdialenosti. Podľa konštrukčného riešenia radlice (postavenia radlice voči vlastnému traktoru) sa dozéry rozdeľujú do týchto skupín: a) buldozéry - s kolmým postavením radlice voči pozdĺžnej osi stroja. Radlica je nesená bočnými ramenami. b) angledozéry - so šikmým postavením radlice o voči pozdĺžnej osi stroja. Radlica je v jej strede uložená na čape. c) tiltdozéry - s kolmým postavením radlice voči pozdĺžnej osi stroja, ale so šikmým postavením radlice o 30 voči pojazdovej rovine stroja. d) univerzálne dozéry - radlicu možno nastavovať do všetkých uvedených polôh a dá sa nahradiť iným pracovným nástrojom. Obr. 4.7 Typy dozérov a) buldozér, b) angledozér, c) tiltdozér Použitie: rozpájanie a ťaženie zeminy vo výkopoch, hrnutie, premiestňovanie zeminy na miesto uloženia, na krátke vzdialenosti, ukladanie a rozhŕňanie zeminy, urovnávanie terénu na vodorovných ako i šikmých plochách, zasypávanie priekop a jám, výkopových, drenážnych a kanalizačných rýh, odhumusovanie stavebných plôch, presun humusu a jeho hromadenie do depónií, odstraňovanie vegetačného krytu, porastu a krovia do 10 cm, vyvracanie stromov do 20 cm a odstraňovanie pňov, odstraňovanie snehu, zabudovanie zemín a humusu do zemného telesa, príprava terénu (odstraňovanie humusu, odstránenie kríkov, krovia, balvanov, vyvaľovanie pňov a stromov a pod.), prípravné práce na stavenisku (zrovnávanie terénu, zriaďovanie a údržba dopravných ciest a kanálov, plošná ťažba, rozprestieranie zeminy, hĺbenie zárezov, presuny štrku pri stavbe vozoviek a pod.), možnosti využitia dozérov sa rozširujú použitím prídavných zariadení: - klčovače: trhanie pňov do 30 cm, - rozrývače: rozrušovanie hornín vyšších tried ťažiteľnosti ( až do triedy VII.) a zamrznutých zemín nižších tried. 82

83 Obr. 4.8 Dozéry a) pásový, b) kolesový SKRAPERY (Zoškrabávače) Skrapery sú stroje na plošnú ťažbu, premiestnenie a ukladanie prípadne rozprestieranie horniny. Nahrádzajú stroje, ktoré tieto pracovné operácie vykonávajú samostatne (lopatové rýpadlo, dopravný prostriedok, dozér, čiastočne hutniaca technika). Energiu potrebnú na rozpojenie horniny získavajú prenosom výkonu medzi hnacími kolesami súpravy a terénom. Patria tiež do skupiny traktorových strojov. Rozoznávame jednomotorové a dvojmotorové skrapery. Dvojmotorové skrapery majú obidve nápravy, t. j. prednú traktorovú a zadnú skraperovú, hnané. Zvyšuje to ťažnú silu až na dvojnásobok, čo sa využíva na rozpojenie zeminy a jej transport. Skrapery sú vhodné na rozpojovanie a transport horniny do tretej triedy a následné rozprestretie na požadovanú hrúbku, ako aj čiastočné zhutnenie kolesovým podvozkom. Rezanie triesky prebieha pri pohybe skrapera so spustenou korbou a zahĺbeným nožom do hĺbky zodpovedajúcej jeho adhéznym schopnostiam. Horninu rozpájajú vo vrstvách cm hrubých a vyťaženou horninou napĺňajú svoju pracovnú nádobu (korbu). Po naplnení korby skrapera sa hornina preváža na miesto určenia, kde sa vyklápa, rozprestiera a zhutňuje. Pracovným mechanizmom je korba, ktorej spodná čelná hrana je opatrená nožmi na odrezávanie horniny (nôž priamy a stupňovitý). Prepravné vzdialenosti sú efektívne od 60 do m v závislosti od veľkosti objemu korby skrapera, celkového množstva práce, terénnych a klimatických podmienok. Pri práci možno využiť rozprestieranie transportovanej horniny do požadovanej hrúbky s presnosťou 10 mm pomocou laserového ovládania. Použitie: pri odstraňovaní humusu a trávneho porastu, spätné rozprestieranie humusu na vodorovné plochy, schopnosť odoberať (rozpojovať) tenké vrstvy zeminy, ako aj zarovnávanie terénu, rovnomerné rozprestieranie, ukladanie zeminy s presnosťou až ± 1,5 cm, najčastejšie pri stavbách ciest a pri budovaní násypových konštrukcií, pri hĺbení vodných nádrží, úprave veľkých plôch a pri skrývkach. Z nevýhod možno uviesť: nemožnosť použitia pri zeminách, kde sa vyskytujú kamene; v zeminách vlhkých a ílovitých sa vplyvom ich priľnavosti výkonnosť skraperu znižuje, niektoré typy skraperov majú zvýšené nároky na manipulačný priestor, v daždivom počasí je použitie obmedzené, alebo nemožné. 83

84 Obr. 4.9 Skraper GRADERY (Zrovnávače) Gradery sú mobilné pracovné stroje určené na dokočovacie zemné práce, ktorými sa dosahuje konečný vzhľad zemného telesa. Slúžia na zrovnávanie povrchu terénu, plání, svahov, na stavbu a údržbu ciest s radlicou, ktorá sa dá natáčať vo vodorovnej rovine, nakláňať a zdvíhať, respektíve vysúvať mimo nápravy stroja. Sú to univerzálne traktorové stroje zvláštnej konštrukcie na kolesovom podvozku s veľkým rozponom kolies. Veľká väčšina graderov je v trojnápravovom vyhotovení s obidvoma hnacími nápravami. Zadné dve tandemové nápravy sú hnacie, predná je prevažne riaditeľná, bez náhonu. Pneumatikové stroje opatrené radlicou, umiestnenou medzi prednými a zadnými kolesami, ktorá je otáčavá vo vodorovnej rovine, ako i pohyblivá v smere zvislom. Základným pracovným orgánom je radlica cm vysoká, opatrená nožovým ostrím, ktorá reže a premiestňuje rozpojenú horninu alebo iný stavebný materiál. Použitie: rozprestieranie a presun zeminy, presné zrovnávanie povrchu terénu (planírovanie) - úprava plání, svahovanie násypov, zhŕňanie plošne rozloženého materiálu, urovnávanie podkladových vrstiev vozoviek, prípadne pri odkopávkach v ľahších horninách. Obr Gradery 84

85 ZEMNÉ FRÉZY Zemné frézy sú mobilné pracovné stroje, ktoré sa používajú na rekultiváciu neobrábaných poľnohospodárskych plôch, lesných porastov po ťažbe, kalamitách, alebo zamorení náletom. Na rekultiváciu terénu používajú rotačný nástroj - bubon, vybavený frézovacími hrotmi, ktorých charakter, veľkosť, počet a tiež usporiadanie závisí od druhu kontaktného rozrušovaného materiálu. V terénnych podmienkach je najčastejším kontaktným materiálom zemina rôzneho stupňa rozpojiteľnosti v zmysle definícií STN , v ktorej sa môžu nachádzať rôzne náhodné prekážky - korene, konáre, skaly. Najčastejšie sú to teda dlhšiu dobu, alebo vôbec nepoužívané poľnohospodárske plochy, v rôznom stave sa nachádzajúce lesné terény, alebo terény na ktorých sa budujú nové komunikácie, alebo iné stavebné diela. Zemné frézy sú väčšinou konštruované ako jednoúčelové mobilné pracovné stroje, alebo sú to prídavné pracovné zariadenia, ktoré možno použiť ako adaptéry na rôzne typy zemných strojov (nakladače, dozéry), alebo poľnohospodárskych a lesníckych mobilných nosičov (traktory). Z hľadiska umiestnenia pracovného nástroja na nosiči zemné frézy rozdeľujeme: pracovný nástroj umiestnený pred prednou nápravou, pracovný nástroj umiestnený medzi nápravami, pracovný nástroj umiestnený za zadnou nápravou. Použitie: v lesníctve na likvidáciu nižších náletových porastov, alebo rekultiváciu terénu po ťažbe a kalamite, niveláciu povrchu, v stavebníctve ako tzv. stabilizačná fréza pri príprave podkladových vrstiev vozoviek, alebo pri likvidácii starých ciest, v poľnohospodárstve, alebo lesníctve ako prídavné pracovné zariadenie k traktoru, na rekultiváciu neobrábaných poľnohospodárskych plôch, lesných porastov po ťažbe, kalamitách, alebo zamorení náletom. Obr Zemné frézy a) pred prednou nápravou, b) medzi nápravami, c) za zadnou nápravou 85

86 UNIVERZÁLNE DOKONČOVACIE STROJE Sú to stroje ovládané hydraulicky s cyklickým spôsobom práce, určené na dokončovacie zemné práce pri konečných úpravách stavieb s okolitým terénom. Pohyby pracovného náradia sú hydraulicky ovládané tak, aby umožňovali vo všeobecnej rovine priamkový pohyb reznej hrany pracovného nástroja. Vlastná práca sa pritom vykonáva bez pohybu podvozka. Kategória týchto strojov je špecifickou podskupinou lopatových rýpadiel, najčastejšie na automobilovom, alebo kolesovom podvozku. Obr Univerzálny dokončovací stroj STROJE NA ZHUTŇOVANIE ZEMÍN Stroje na zhutňovanie hornín sú určené na vytvorenie zemnej konštrukcie v poslednej pracovnej operácii technologického postupu tak, aby zodpovedala požiadavkám určených v projekte. Delia sa na: staticky pôsobiace zhutňovacie stroje, valce zhutňujúce staticky i dynamicky, vibračné dosky. Zhutňovaním sa zlepšujú mechanické vlastnosti zemín (uhol vnútorného trenia, súdržnosť, zmenšujú sa deformácie, zväčšuje sa nepriepustnosť, únosnosť, zabraňuje sa sadaniu zeminy). Pri zhutňovaní sa zmenšujú medzery a dutiny v zhutňovanej zemine (jednotlivé zrná sa vtláčajú do voľných pórov) a vytláča sa z nich voda a vzduch. Pritom sa menia jej fyzikálne vlastnosti. Podľa pôsobenia ich rozdeľujeme: staticky pôsobiace (tlakom) valce hladké, tvarované, ježkové, pneumatikové (ťahané aj samohybné), dynamicky pôsobiace výbušné ubíjadlá (žaby), ubíjacie dosky, vibračné ubíjadlá (elektrické, motorové, pneumatikové), vibračne pôsobiace vibračné valce (hladké, ježkové), vibračné dosky. Obr Stroje na zhutňovanie zemín a) hladký statický resp. dynamický valec, b) ježkový valec, c) vibračná doska (žaba) 86

87 4.3.2 Stroje na dopravu Dopravou rozumieme presun zemín a stavebných hmôt na rôzne vzdialenosti, materiálov z výrobní do skladov a na staveniská, vodorovnú a výškovú manipuláciu s rôznymi hmotami ako i presuny hmôt v rámci technologických procesov. Doprava predstavuje značný podiel všetkých pracovných výkonov v procese výstavby. Z celkového objemu dopravy sa stavebníctvo podieľa 60% na cestnej a 20% na koľajovej doprave. Zvláštnosťou dopravy je, že jej prevažná časť sa realizuje v teréne obyčajne málo únosnom. Kde prevádzkové podmienky sú často porovnateľné s vojenskými podmienkami, preto sa tu uplatňujú stroje pôvodne vyvinuté pre vojenské účely (automobily, autobábre, dozéry a pod.), robustnej konštrukcie a s prebytkom ťahovej sily. Rozdelenie dopravy 1. Podľa účelu a) diaľková - prebieha od výrobcu materiálu po staveniskovú skládku, b) stavenisková - preprava v rámci staveniska (zo skládky na miesto zabudovania). 2. Podľa postavenia vo výrobnom procese a) technologická - je priamou súčasťou výrobného procesu (doprava zemín do násypov), b) zásobovaciu 3. Podľa smeru dopravy a) horizontálnu ( automobilová, lodná, koľajová), b) vertikálna (žeriavmi, výťahmi), c) zmiešaná (svážnice, dopravné pásy, žľaby). 4. Podľa plynulosti a) cyklická (automobilová, traktorová), b) kontinuálna (pásová). 5. Podľa typu dopravných prostriedkov a) automobilová cestná a terénna, b) pásová, c) zdvíhacími prostriedkami, d) potrubná, e) lodná, f) koľajová. V zemných prácach a terénnych úpravách má dominantné postavenie cestná a terénna nákladná doprava, pretože zabezpečuje až 62% dopravy všetkých stavebných hmôt a 96% dopravy všetkých zemín. Jej prednosti sa prejavujú pri preprave na krátke a stredné vzdialenosti, a v možnosti nasadenia aj vo veľmi náročných terénnych a klimatických podmienkach. Automobilová a traktorová doprava (cyklická) Automobilová a traktorová doprava rozvojom výkonných druhov nákladných automobilov a traktorov so závesmi vytlačil kedysi dominantné postavenie koľajovej dopravy v zemných prácach a terénnych úpravách ako i vo vodohospodárskej a melioračnej výstavbe. Automobily a traktory sú mobilnejšie, sú prispôsobené jazde v stúpaniach, v náročnom teréne a sú vybavené sklápacím zariadením. Najčastejšie používané mechanizmy v cyklickej doprave: a) valníky využívané prevažne v cestnej doprave. Použitie: na prepravu takých materiálov, ktoré nie je možné vysypať (panely, tehly, rúry, armatúry, skruže). Valníky sklápacie vhodné pre zásobovaciu dopravu sypkých materiálov (štrkopiesok, kameň, škvára). b) sklápače (vyklápače) využívané na práce menšieho rozsahu, prevažne na prepravu zemín a sypkých stavebných materiálov. Korba je vybavená odklápateľnou zadnou stenou (vysýpanie zeminy dozadu). 87

88 c) ťahače (cestné) špeciálne vozidlá určené pre ťahanie ťažkých, viacnápravových podvalníkov (trajlerov) určených na prepravu ťažkých strojov alebo ťažkých nákladov (zemné stroje - pásové rýpadlá, dozéry, a pod.) d) dumpre stroje s podobnou konštrukciou ako vyklápače, ale namiesto zadnej steny majú šikmo vyvedené dno a korbu vystuženú rebrami. Použitie: Na rozsiahlych staveniskách pre prepravu ťažkých stavebných materiálov (hrubý lomový kameň). e) traktory pásové (ťahače) využitie v mimoriadne sťažených podmienkach pre presun materiálu v nepriechodnom teréne, kolesové (typ Zetor) uplatnenie pri presune rôzneho materiálu, pri výstavbe závlah a odvodnenia, menej pri výkopových a násypových prácach. Obr Automobilová cyklická doprava a) valník, b) sklápač (vyklápač), c) ťahač, Jednoúčelové vozidlá Obr Automobilová cyklická doprava d) dumper, e) traktor Jedná sa o vozidlá určené na prepravu betónu a manipuláciu s ním a s inými hmotami (cement, tekutiny, betón). Rozoznávame: a.) domiešavače (vaňový, otočný bubnový) Použitie: Na prepravu betónovej zmesi max. do vzdialenosti km, pričom zabraňujú jeho rozmiešaniu a stuhnutiu počas prepravy, b.) autocisterny slúžia na prepravu tekutín a voľne ložného cementu (VLC), c.) autočerpadlá vozidlo s kombináciou mobilného čerpadla na betón a zariadenia na vedenie transportného potrubia (hadice), Použitie: Tam, kde treba betón dopravovať ponad prekážky alebo na ťažko dostupné miesta. 88

89 Obr Jednoúčelové vozidlá a) domiešavač, b) autocisterna, c) autočerpadlo. Plynulá doprava (kontinuálna) Rozoznávame: a) pásová doprava v terénnych a zemných prácach najviac rozšírená. Použitie: Doprava sypkých hmôt na krátke (4-20 m) ale i stredné vzdialenosti ( m). Používajú sa najčastejšie pásové dopravníky prenosné (dl. 3, 4, 6, 8 m) a pojazdné (dl. 10,6 a 15,6 m). Ekonomicky výhodná a výkonná (v porovnaní s cyklicky pracujúcimi dopravnými prostriedkami) vzhľadom na jednoduchú konštrukciu, možnosť smerového a sklonového menenia dopravnej trasy a veľmi výhodný váhový pomer pohybujúcich sa hmôt (pás - materiál). b) doprava žľabmi Pomocou žľabov, najčastejšie polkruhových (plechové, PVC) dopravujeme prevažne betónovú zmes na miesto uloženia, alebo od miešačky do dopravného prostriedku. Sklon žľabu min. 30. c) pneumatická doprava zariadenia pre prečerpávanie voľne ložného cementu zo železničných vozňov na VLC do autocisterien. Zmes vzduchu a cementu sa chová podobne ako kvapalina. Zariadenie pracuje spoľahlivo do vzdialenosti 300 m a výšky 8-10 m. Výhoda: dopravné potrubie môže byť vedené akýmkoľvek terénom (na podperách, zavesené, cez tok na pontónoch, voľne uložené na zemi). Obr Kontinuálna doprava a) pásová doprava, b) pneumatická doprava. 89

90 Vertikálna doprava (zvislá) Na vertikálnu a horizontálnu prepravu materiálov na stavenisku zo skládky a na skládku, do pracovného priestoru stavby a na miesto zabudovania prvkov (materiálov) sa využívajú stavebné žeriavy. Stavebné žeriavy delíme podľa možnosti pohybu po horizontálnej rovine: a) stabilné, b) pojazdné. Konštruujú sa prevažne ako pojazdné uložené na podvozku koľajovom, pneumatickom, pásovom, na presuvnej plošine alebo na plavidle. Najčastejšie je využívaný pohon elektrický. Delenie stavebných žeriavov podľa konštrukcie: dérrický, vežový, výložníkový, poloportálový, portálový, mostový, konzolový, lanový (káblový). Obr Vertkálna doprava a) vežový žeriav, b) výložníkový žeriav, c) portálový žeriav. 90

91 5 MERACIE PRÍSTROJE NA STAVBÁCH Automatizácia je jednou z možností zvyšovania presnosti pri stavebných procesoch. Jej zavedením sa eliminuje ľudský faktor a pri správnom použití sa môže znížiť chybovosť pri práci. Každý prístroj používaný na presné merania však treba kontrolovať a kalibrovať. Chyba zo zle nastaveného napríklad nivelačného prístroja môže byť aj niekoľko desiatok centimetrov. 5.1 Nivelačný prístroj Použitie: meranie prevýšení, výšok, vytyčovanie vodorovných rovín Jedným z najdôležitejších údajov na stavbe je výška. Nivelačný prístroj je základný a zároveň najpresnejší prístroj na určenie výšok, prevýšení a vytýčenie roviny na stavbe. Kvalitnými stavebnými nivelačnými prístrojmi vieme určiť výšky s presnosťou ±1 mm na 1 km. Pri výbere nivelačného prístroja sú najdôležitejšími kritériami presnosť, odolnosť, kvalita optiky a kompenzátora. V súčasnosti sa do popredia dostávajú digitálne nivelačné prístroje, ktoré stanovujú nové štandardy v nivelácii. Digitálny nivelačný prístroj meria na latu s čiarovým kódom, čím odpadá nutnosť odčítavať hodnotu na late a eliminuje sa chyba z nesprávneho odčítania. Je vybavený kompenzátorom, ktorý automaticky urovnáva prístroj, takže umožňuje odčítanie aj v nestabilnom prostredí s otrasmi. Vstavaný senzor náklonu zabraňuje meraniu, ak je kompenzátor mimo rozsahu. Modely s pamäťou vedia túto hodnotu aj zaznamenať, čím sa zníži pravdepodobnosť výskytu ďalších chýb, chýb zo zapisovania. Súčasne s odčítaním výšky prístroj dokáže zmerať aj vzdialenosť, čo sa dá použiť napr. pri budovaní kanalizácie. Automatika umožňuje merať aj za slabého svetla takmer v tme. Ak sa v prístroji vybijú tužkové batérie, dá sa s ním merať ako s optickým nivelačným prístrojom. Celková úspora času s použitím digitálneho nivelačného prístroja oproti klasickému je viac ako polovičná. Obr. 5.1 Digitálny nivelačný prístroj a lata s čiarovým kódom 5.2 Stavebný elektronický teodolit a totálna stanica Použitie: meranie uhlov, dĺžok, výšok, prevýšení, výpočet plôch, objemov, vytyčovanie priestorovej polohy bodov, vytyčovanie výšok Teodolit meria horizontálne aj vertikálne uhly, dá sa s ním zistiť zvislosť stavebných objektov. Prívlastku stavebný musí zodpovedať jeho konštrukčné vyhotovenie primárne určené na hrubé zaobchádzanie a intuitívne ovládanie. Rýchly rozvoj elektroniky umožňuje integrovať do stavebného teodolitu čoraz viac funkcií. Novinkou v tomto odvetví je rad stavebných teodolitov s integrovaným laserovým diaľkomerom, veľkým LCD displejom a jednoduchým ovládaním, tzv. totálna stanica, ktorá dokáže merať priamo v súradniciach X,Y, Z. Integrovaná laserová olovnica slúži na rýchle urovnanie 91

92 prístroja. Zvuková signalizácia umožní rýchlejšie odmerať pravý uhol. V prístrojoch sa už nepoužívajú klasické svorky, ale večné pohybovky. Vďaka viditeľnému laserovému zväzku, ktorého os je totožná so zámernou osou ďalekohľadu, sa môže prístroj po odstránení jeho rukoväte použiť aj ako laserový prevažovač laserový lúč vytvára laserovú zvislicu vhodnú na vytýčenie zvislej priamky. Pre prístroj nie je problémom ani vytýčenie roviny v ľubovoľnom sklone. Model s integrovaným laserovým diaľkomerom môže bez zrkadla merať dĺžky do vzdialenosti 250 m s presnosťou ±3 mm. Dajú sa s ním určiť vzdialenosti medzi neprístupnými bodmi, resp. bodmi vo výške. Meria plochy, objemy alebo spády. Dokáže sa nastaviť do súradnicového systému projektu a tiež preniesť výšku zo vzdialeného bodu jednoduchým zacielením a odmeraním na bod so známou výškou. Ani vytyčovanie polohy alebo výšky bodu vďaka viditeľnému laseru nie je problém. Odmerané body graficky zobrazí na displeji a niektoré modely ich dokážu uložiť do zabudovanej pamäte alebo poslať do počítača na neskoršiu kontrolu spracovanie. Displej ukazuje nastavenia prístroja, stav batérie a upozorňuje na porušenie stability prístroja. Vďaka jednoduchému, intuitívnemu ovládaniu a slovenskému menu prístroje dokážu ovládať aj užívatelia ktorý nemajú vzdelanie geodeta. Použitím elektronických stavebných teodolitov so špeciálnymi aplikáciami pre stavbu sa produktivita práce môže zvýšiť až o 500%. Obr. 5.2 Stavebný elektronický teodolit a totálna stanica 5. 3 Laserové diaľkomery Použitie: meranie dĺžok, výpočet plôch a objemov, výpočet neprístupných výšok, výpočet sklonov Laserové diaľkomery slúžia na okamžité a presné meranie dĺžky. Už tie najjednoduchšie, s rozmermi mobilného telefónu, majú dosah niekoľko sto metrov. Prístroje vedia vypočítať plochu a kubatúry. Drahšie modely majú viac funkcií. Prístroje môžu napríklad vypočítať výšku okna v neprístupnej výške, sú vybavené hľadáčikom do denného svetla alebo dokážu posielať namerané údaje pomocou bezdrôtového spojenia Bluetooth do počítača. Majú zvýšený dosah a presnosť pri meraní v teréne je až ±1,5 mm. Obr. 5.3 Laserové diaľkomery 92

93 5.4 Krížové a bodové lasery Použitie: vytýčenie rovín (horizontálna, vertikálna, v nastavenom sklone), pravých uhlov, zvislice Krížové a bodové lasery sa používajú pri rôznych remeselníckych prácach v interiéri (montovanie sadrokartónov, kladenie dlažby, obkladov), ale aj pri prácach v exteriéri (zakladanie stavieb, stavby konštrukcií, betónovanie alebo stavba múrov). Tieto prístroje sa uplatňujú všade, kde sa používa vodováha. Majú samourovnávaciu automatiku a nepotrebujú ručné urovnávanie do vodorovnej polohy pomocou skrutiek. Prístroj stačí položiť na približne vodorovnú plochu a po zapnutí sa vysvietia laserové body, respektíve čiary, ktoré sú vodorovné, zvislé a navzájom kolmé. Čiary vytvoria na ploche kríž. V exteriéri sú prístroje vhodné len na práce menšieho rozsahu za optimálnych svetelných podmienok dosah sa podstatne zmenšuje za priameho slnečného žiarenia. Ak je pri prácach potrebný väčší dosah, môžu sa použiť rotačné lasery vybavené prijímačom laserového lúča. Obr. 5.4 Bodový laser Obr. 5.5 Krížový laser 5.5 Rotačné nivelačné a sklonové lasery Použitie: vytýčenie rovín (horizontálna, vertikálna, vo zvolenom sklone), ovládanie zemných strojov Ďalšími prístrojmi, ktoré dokážu na stavbe určiť vodorovnú, zvislú či šikmú rovinu, sú rotačné lasery. Vyznačujú sa rotujúcou hlavou emitujúcou laserové žiarenie. Používajú sa pri zakladaní stavby, betónovaní, budovaní vnútorných stien alebo stropov, vytyčovaní vopred zadaných sklonov alebo pri ovládaní strojov. Sú konštruované pre hrubé zaobchádzanie na stavbe a niektorí výrobcovia garantujú funkčnosť po páde z veľkej výšky. Dokážu pracovať v extrémnych klimatických podmienkach v mraze ako aj pri vysokých teplotách. Prístroje môžu byť s viditeľným alebo neviditeľným laserovým lúčom. Rovinu určujú s presnosťou od ±1,5 mm/30 m a dosah majú až 750 m. Pre prístroje s neviditeľným lúčom je potrebný prijímač, ktorý spoľahlivo detekuje laserový lúč. Plná automatika po zapnutí prístroja sama urovná rotačnú hlavu s laserom, ktorá začne rotovať a vytvárať rovinu. Je dôležité, aby prístroj v prípade, že náhodne zmení výšku, napríklad pri kopnutí do statívu, na túto skutočnosť upozornil a nezačal nanovo určovať novú rovinu s neznámou posunutou výškou. Drahšie modely po zadaní hodnoty sklonu tento sklon automaticky vytýčia. zarovnávanie betónových plôch, podkladov a pod., nastavenie základov, presná kontrola výšok pri výkopoch, dokončovacie práce, ovládanie zemných strojov - grejder, buldozér, bager, porovnávanie skutočného spádu v reálnom čase a jeho konštantné udržiavanie počas celého dňa, využitie v poľnohospodárstve pre zarovnávanie veľkých plôch, polí a pod., budovanie diaľnic a železníc, budovanie vodných nádrží, planírovanie veľkých plôch, pokládka povrchov v sklonoch a pod. 93

94 Obr. 5.6 Kontrola výšok Obr. 5.7 Rovina, Obr. 5.8 Riadenie zemných a jednoduchý alebo dvojitý poľnohospodárskych strojov sklon od 5 do +25% 5.6 Kanálové lasery Použitie: vytýčenie priamky v spáde Kanálové lasery slúžia na rýchle a presné ukladanie potrubia v požadovanom spáde. Spád udáva viditeľný laserový lúč, ktorý na jednej strane vchádza do potrubia z prístroja a na druhej strane vychádza a je lokalizovaný v strede terčíka, ktorý udáva projektovanú polohu potrubia. Terčík si vie prístroj automaticky vyhľadať. Takto sa dá nastaviť sklon s presnosťou 0,001 %. Laserový lúč sa dá posúvať vo vertikálnom i horizontálnom smere automaticky, a to buď nastavením na prístroji, alebo pomocou diaľkového ovládania. Nastavený sklon sa môže uzamknúť (ochrana pred nežiaducimi osobami). Prístroj vytyčuje sklony v rozsahu +50 až 15 %, na vzdialenosť 200 m. Odolná, vodotesná konštrukcia malých rozmerov dovoľuje použiť prístroj už v potrubiach od priemeru 100 mm. Obr. 5.9 Kanálový laser 5.7 Vyhľadávač vedení Použitie: lokalizácia podzemných vedení Úlohou týchto prístrojov je vyhľadávanie podzemných inžinierskych sietí, ako sú elektrické vedenia a plynovody, ako aj ochrana a bezpečnosť pracovníkov pri výkopových prácach. Citlivé vyhľadávače podzemných vedení zistia nielen existenciu, ale zmerajú aj hĺbku podzemných vedení. Zvyčajne pracujú do hĺbky 3 až 4 m. Obr Vyhľadávač podzemných vedení 94

95 5.8 Iné pomôcky na meranie meracie kolieska, teleskopické meracie tyče, oceľové pásma, vodováhy a meracie laty na cesty, uhlomery a sklonomery, teleskopické tyče Na rýchle určenie vzdialenosti alebo plochy, napríklad zameranie ciest, skládok, inžinierskych sietí a pod., sa používajú meracie kolieska. Najmodernejšie kolieska majú digitálne odčítanie. Nameraná hodnota sa dá odčítať na LCD displeji. Digitálne kolieska môžu mať aj ďalšie funkcie: podsvietený LCD displej, programy (napr. výpočet plôch) a internú registráciu nameraných údajov. Na presné zameranie stavebných otvorov, podchodných výšok, výšky dopravných značiek a trakčných vedení sa používajú teleskopické meracie tyče. Sú v kovovom alebo plastovom, elektricky nevodivom vyhotovení. Tyče, podobne ako digitálne meracie kolieska, môžu mať digitálne odčítanie výšok priamo na displeji LCD, prípadne aj internú registráciu nameraných údajov. Pre určovanie sklonov (spádov ) stavebných konštrukcií alebo sklonov terénu sa používajú mechanické, magnetické a digitálne sklonomery. Obr Pomôcky na meranie a) laserová vodováha, b) meracia lata na meranie nerovností plôch, c) digitálny laserový uhlomer, d) digitálny laserový sklonomer, e) hladinomer podzemnej vody, f) digitálne meracie koliesko, c) teleskopiské meracie tyče. 5.9 Laserové skenery Použitie: Na najpresnejšie a najrýchlejšie zameranie v 3D Laserové skenovanie je v súčasnosti najefektívnejšia metóda priestorového merania a následnej tvorby priestorových modelov (3D) z nameraných údajov, určovanie kubatúr. Zásadný rozdiel od klasických laserových diaľkomerov je v množstve zameraných bodov za relatívne krátky okamih. Laserový skener zameria v zornom poli tzv. mračno bodov. Je to v podstate mriežka bodov (raster), ktorá má pravidelné uhlové rozostupy. Každý bod má známe súradnice X,Y,Z. Software, ktorým je skener riadený, má aj špeciálne modelovacie funkcie, špecializované práve na spracovanie mračna bodov. A následne možnosť načítať a spracovávať mračno bodov priamo v prostredí MicroStation alebo AutoCad. 95

96 Obr Laserový skener a priestorový model (3D) 5.10 Automatické ovládanie stavebných strojov (bagre, gradery, buldozéry, finišéry a iné) Použitie: určovanie 1D, 2D, 3D polohy mechanizmov a následná automatizácia pohybu stroja Na podstatné zvýšenie produktivity a plné využitie kapacity stavebných strojov sa tieto môžu vybaviť systémami na ich automatické alebo poloautomatické riadenie. Zemné stavebné stroje vybavené systémami na automatické riadenie zvyšujú produktivitu o %. Vopred nastavenou optimálnou presnosťou a presnou lokalizáciou stavebného stroja sa optimalizuje využitie energie hnacieho motora stroja pri každom režime jeho zaťaženia a sa strojové hodiny. Výsledkom je nižšia spotreba, predĺženie životnosti stroja, úspora materiálu a pracovných síl. Ovládanie strojov nemusí byť vždy iba finančne nákladnou záležitosťou, ktorá sa oplatí len pri drahých stavbách a veľkých investíciách. Najjednoduchšie sú indikatívne systémy používané na menších mechanizmoch pre jednoduchšie zemné práce. Ak máte už zakúpený ľubovoľný rotačný laser, stačí iba nízka investícia do jednoduchého prijímača, ktorý sa osadí na bager či iný stroj. Nivelačný systém sa skladá z ľubovoľného rotačného lasera a z prijímača, ktorý je osadený pomocou silného magnetu na radlici alebo ramene. Magnetické osadenie umožňuje používať prijímač podľa potreby na rozličných strojoch bez nutnosti montáže. Strojník vidí prijímač zo svojej kabíny a podľa symbolov zobrazujúcich sa na prijímači sleduje zvolenú rovinu. V prípade potreby je možné signály pomocou kontrolného panelu preniesť aj priamo do kabíny vodiča. Prístroj ukazuje nielen výškovú polohu, ale aj zvislosť lyžice bagra. Redukujú sa geodetické práce odpadá plošné výškové vytyčovanie a kontrola. Dosah systému je v závislosti od použitého rotačného lasera až do vzdialenosti 750 m. Buldozér môže jazdiť podstatne rýchlejšie a požadovaný tvar plochy sa dosiahne pri menšom počte opakovaných jázd. Pozitívom takéhoto systému je zvýšenie produktivity práce za nízku cenu. Na komplexné automatické systémy riadenia strojov a stavebných mechanizmov sa využíva kombinácia viacerých moderných technológií ultrazvukových a laserových senzorov v kombinácii s GPS alebo totálnou stanicou. Drahšie prístroje vedia využívať výhody digitálneho projektovania. Ustavične porovnávajú hodnoty zadané projektantom s existujúcim stavom a zadávajú hydraulike stroja príkazy na korekcie, pomocou ktorých sa projekt mení na skutočnosť. Údaj o svojej polohe mu poskytuje systém družíc GPS resp. GLONASS, údaje o výške spresňuje totálna stanica, ktorá neustále automaticky sleduje polohu stroja. Presnosť určenia výšok je pri takomto systéme už od 1 mm. Návratnosť investície do takéhoto špičkového systému je v závislosti od vyťaženosti stroja už od 2 2,5 roka, pričom produktivita práce sa zvýši až o 200%. 96

97 Obr Automatické ovládanie stavebných strojov Systémy pre grejdre a buldozéry Automatické riadenie stavebných mechanizmov prostredníctvom základného hydraulického systému, ktorý udržiava radlicu stroja v požadovanej výške a nastavenom sklone. Základný, 2D a 3D systém. 97

98 Systémy pre rýpadlá Automatické systémy začínajúce na úrovni indikačnej kontroly správnej hĺbky výkopu, cez 2D až po 3D systémy zobrazujúce presnú polohu a výšku, naklonenie lyžice bagra a navyše celkovú hmotnosť naloženého materiálu, tzv. váha. Základný, 2D a 3D systém. Systémy pre finišéry Asfalt, betón alebo zem. Všade tam, kde projekt stavby vyžaduje maximálnu presnosť, Leica 2D a 3D systémy na ovládanie strojov založené na prvotriednych totálnych staniciach Leica a technológiách GPS zaručujú vždy tú najvyššiu možnú presnosť na svete. Použitie pri výstavbe obrubníkov a žľabov, pre cestné finišéry, pre zemné frézy. Leica RedLine Absolútna novinka z produkcie Leica Geosystems: univerzálny systém na výkon meraní pre stavebných technikov (jednoduché geodetické vytyčovacie práce) a zároveň aj ovládanie stavebných strojov, a to všetko prostredníctvom GPS, alebo jednotlačidlovej totálnej stanice s najvyššou presnosťou. 98

99 6. PROFILY Pri projektovaní a stavbe líniových stavieb, ako i pri plošných úpravách terénu sa výškové pomery terénu môžu určovať pomocou zvislých profilov. Profily zameriavame geometrickou niveláciou. Profil je rez zvislej roviny s terénom a zobrazuje tvar terénu resp. objektu pozdĺž určitej čiary. Podľa smeru vedenia profilov k osi líniovej stavby rozlišujeme: pozdĺžny profil, priečny profil. 6.1 POZDĹŽNY PROFIL Pozdĺžny profil je zvislý rez terénu vedený napr. osou projektovanej alebo hotovej stavby. Zobrazuje základné výškové zmeny (priebeh) terénu v pozdĺžnom smere. Pozdĺžny profil je kolmý prierez terénom v osi navrhovanej trasy úpravy. Slúži na posúdenie pozdĺžnej sklonitosti trasy a na vyrovnanie terénu v pozdĺžnom smere návrhom nivelety. Podkladom pre zostrojenie pozdĺžneho profilu sú dĺžkové a výškové hodnoty získané meraním v teréne alebo určené z vrstevnicovej mapy. Pozdĺžny profil sa obyčajne už pri vytyčovaní rozdelí hrubšími kolíkmi na stometrové úseky (hektometre) a okrem toho tenšími kolíkmi sa označia všetky body, ktorými budú prechádzať priečne profily, prípadne iné body, v ktorých sa terén vo zvislom smere lomí. Všetky tieto tzv. terénne kolíky zatlčieme do zeme tak, aby hlava kolika vyčnievala iba 1 2 cm nad úrovňou terénu. Číslo bodu a staničenie poznačíme na popisnom kolíku, ktorý umiestnime vedľa terénneho kolika. Obr. 6.1 Terénny a popisový kolík Grafické spracovanie pozdĺžneho profilu zodpovedá norme STN Výkresy cestných stavieb. Prevažne pozdĺžny profil zobrazujeme na milimetrovom papieri s prevýšením, aby vynikli spádové pomery. Prevýšenie volíme najčastejšie 1:10 (napr. dĺžky 1:1000, výšky 1:100). V pozdĺžnom profile sa často rieši aj výškové vedenie trasy, čo znamená, že do pozdĺžneho profilu sa navrhne niveleta nového terénu (komunikácie, kanálu, úprava terénu,...) červený zákres. Pozdĺžny profil sa doplní aj kótami nivelety, červenou farbou nad kótami terénu, výškami výkopov resp. násypov červenou farbou nad kótami nivelety Praktický postup vypracovania pozdĺžneho profilu a grafická úprava 1. Vo vzdialenosti 5 cm od spodného okraja a 10 cm od ľavého okraja milimetrového papiera sa vykreslí čiara porovnávacej roviny. Na čiare sa vyznačia prázdnymi krúžkami (Ø 1,5 mm) hektometre, dvojitými prázdnymi krúžkami kilometre a krátkymi čiarkami osové body. Čísla a označenia osových bodov sa píšu pod čiaru písmom 2,5 mm. 99

100 Obr. 6.2 Grafická úprava pozdĺžneho profilu pod porovnávacou rovinou 2. Od čiary porovnávacej roviny 2 cm nadol sa vynechá miesto na popis staničenia. Hektometre sa popisujú 4 mm písmom vodorovne, vzdialenosti od hektometrov 2,5 mm písmom zvisle pod čiaru porovnávacej roviny. 3. Vzdialenosti priečnych rezov s presnosťou na cm, písmom 2,5 mm sa píšu do rámikov v obdĺžniku širokom 5mm a vzdialenom 2 cm pod čiarou porovnávacej roviny. 4. Vo vzdialenosti 1 cm nad čiarou porovnávacej roviny sa píšu kóty terénu staničených bodov. Kóty sa uvádzajú s presnosťou na 1 cm, písmom 2,5 mm. Prerušenie výškových kótovacích čiar na popis kót terénu je 1,5 cm. 5. Nad kótami terénu pokračuje 0,5 cm kótovacia čiara, ktorá sa potom preruší a vynechá 1,5 cm medzera na zapísanie kót nivelety a ďalšia 1,5 cm medzera na označenie hĺbok výkopu alebo výšok násypu vypočítaných z rozdielu kót terénu a nivelety. 6. Výška porovnávacej roviny sa píše písmenom 3,5 mm nad porovnávaciu čiaru. Výška sa určí v metroch tak, aby čiara pozdĺžneho prierezu terénom začínala cca 7-10 cm nad čiarou porovnávacej roviny. Čiže výška porovnávacej roviny sa zníži oproti najnižšej výške pozdĺžneho prierezu terénom o 7-10 m. 7. Čiara pozdĺžneho prierezu terénom v osi úpravy terénu sa zakreslí pomocou vynesených výšok terénu v osových bodoch. 8. Vyznačia sa do pozdĺžneho profilu riadiace výšky nivelety, 9. Zakreslí sa niveleta z daného východiskového bodu tak, aby sa čo najviac primkla k vyznačeným riadiacim bodom, pričom sa snažíme dodržať uvedené zásady pre navrhovanie nivelety. 10. Určia sa výšky krajných bodov priamych úsekov nivelety, horizontálna vzdialenosť krajných bodov a vypočíta sa sklon nivelety s v %. 11. Sklonové pomery navrhnutej nivelety sa vpisujú do rámikov v obdĺžniku širokom 5 mm a vzdialenom 0,5 cm pod obdĺžnikom vzdialeností priečnych rezov. Sklonové pomery sa udávajú v % s presnosťou na tri desatinné miesta. 12. Nad vynesený pozdĺžny profil sa nakoniec vynesie obdĺžnik široký 10 mm v celej dĺžke pozdĺžneho profilu, ktorý sa rozdelí na dva 5 mm obdĺžniky. Kde do prvého obdĺžnika od vrchného okraja milimetrového papiera sa vpisuje druh povrchu územia a do spodného obdĺžnika katastrálne územie. Pod celý obdĺžnik sa ešte píše okres a kraj. 6.2 PRIEČNY PROFIL Priečny profil je kolmý prierez terénom na obidve strany od osi navrhovanej trasy úpravy. Zobrazuje základné výškové zmeny (priebeh) terénu v priečnom smere. 100

101 Priečne profily meriame podľa potreby v rozsahu 10 až 50 m na obidve strany od osi pozdĺžneho profilu. Obvykle sú kolmé na os pozdĺžneho profilu a meriame ich v pravidelných vzdialenostiach (podľa projektu) po 20 až 50 m a tiež všade tam, kde to vyžaduje tvárnosť terénu. Smer krátkych priečnych profilov určujeme od oka, dlhšie profily vytyčujeme pomocou pentagónu alebo teodolitu. Podrobné body priečneho profilu zameriame polohovo aj výškovo všade tam, kde sa sklon terénu výrazne mení. Polohu jednotlivých bodov priečneho profilu zameriame staničením na pásme, ktoré je napnuté v kolmom smere na os pozdĺžneho profilu. Priečne profily slúžia na posúdenie priečnej sklonitosti v trase úpravy terénu a na vyrovnanie terénu v priečnom smere návrhom nivelety. Podkladom pre zostrojenie priečneho profilu sú dĺžkové a výškové hodnoty získané priamym meraním v teréne alebo určené z vrstevnicovej mapy. Grafické spracovanie priečneho profilu zodpovedá norme STN Výkresy cestných stavieb. Prevažne priečny profil zobrazujeme na milimetrovom papieri s prevýšením, aby vynikli spádové pomery. Prevýšenie volíme najčastejšie 1:10 (napr. dĺžky 1:1000, výšky 1:100). V priečnych profiloch sa často rieši aj výškové vedenie trasy, čo znamená, že do priečneho profilu sa navrhne niveleta nového terénu (komunikácie, kanálu, úprava terénu,...) - červený zákres. Priečny profil sa doplní aj kótami nivelety, červenou farbou nad kótami terénu, výškami výkopov resp. násypov červenou farbou nad kótami nivelety Praktický postup vypracovania priečneho profilu a grafická úprava 1. Vo vzdialenosti 5 cm od spodného okraja a 10 cm od ľavého okraja milimetrového papiera sa vykreslí čiara porovnávacej roviny. Na čiare sa vyznačí prázdnym krúžkom (Ø 1,5 mm) nultý hektometer. Čísla a označenia osových bodov sa píšu pod čiaru písmom 2,5 mm. 2. Kolmo na porovnávaciu rovinu sa od prázdneho krúžku nultého hektometra vynesie os úpravy bodko-čiarkovanou čiarou, hrubou 0,50 mm. Na os úpravy sa do 1,5 cm medzier vypíšu hodnoty kóty terénu, kóty nivelety a prevýšenia z pozdĺžneho profilu pre príslušný priečny profil. V priečnom profile ak prevýšenia je kladné znamienko ide o výšku násypu (+), ak je záporné znamienko ide hĺbku výkopu (-). 3. Od čiary porovnávacej roviny 2 cm nadol sa vynechá miesto na popis staničenia. Nultý hektometer sa popisuje 4 mm písmom vodorovne, vzdialenosti od nultého hektometra (osi úpravy) 2,5 mm písmom na ľavú i pravú stranu a zvisle pod čiaru porovnávacej roviny. 4. Vo vzdialenosti 1 cm nad čiarou porovnávacej roviny sa píšu kóty terénu staničených bodov. Kóty sa uvádzajú s presnosťou na 1 cm, písmom 2,5 mm. Prerušenie výškových kótovacích čiar na popis kót terénu je 1,5 cm. 5. Nad kótami terénu pokračuje 0,5 cm kótovacia čiara, ktorá sa potom preruší a vynechá 1,5 cm medzera na zapísanie kót nivelety a ďalšia 1,5 cm medzera na označenie hĺbok výkopu alebo výšok násypu vypočítaných z rozdielu kót terénu a nivelety. 6. Výška porovnávacej roviny sa píše písmenom 3,5 mm nad porovnávaciu čiaru. Výška sa určí v metroch tak, aby čiara priečneho prierezu terénom začínala cca 7-10 cm nad čiarou porovnávacej roviny. Čiže výška porovnávacej roviny sa zníži oproti najnižšej výške priečneho prierezu terénom o 7-10 m a to pri mierke 1:100. Pri mierke vynášaných výšok 1:50 je výška porovnávacej roviny znížená oproti najnižšej výške priečneho prierezu terénom o 3-5 m. 7. Čiara priečneho prierezu terénom sa zakreslí pomocou vynesených výšok terénu v bodoch pretínajúcich smer vedenia priečneho profilu. 8. Vynesie sa záchytná odvodňovacia priekopa trojuholníkového tvaru od krajnice komunikácie hraničiacej s riešeným územím. Rozmery priekopy trojuholníkového tvaru hĺbka min. 0,30 m, sklon priľahlého svahu 1:1,5 2 a protiľahlého svahu 1:1, potom celková šírka priekopy 0,75 0,90 m; lichobežníkového tvaru hĺbka min. 0,30 m, sklon priľahlého i protiľahlého svahu 1:1, šírka dna priekopy 0,30 0,50 m, potom celková šírka priekopy 0,90 1,10 m. 9. Vyznačia sa do priečneho profilu riadiace výšky nivelety. 10. Zakreslí sa niveleta z daného východiskového bodu tak, aby sa čo najviac primkla k vyznačeným riadiacim bodom, pričom sa snažíme dodržať uvedené zásady pre navrhovanie nivelety. 10. Určia sa výšky krajných bodov priamych úsekov nivelety, horizontálna vzdialenosť krajných bodov a vypočíta sa sklon nivelety s v %. 101

102 11. Sklonové pomery navrhnutej nivelety sa vpisujú do rámikov v obdĺžniku širokom 5 mm a vzdialenom 2 cm pod čiarou porovnávacej roviny. Sklonové pomery sa udávajú v % s presnosťou na tri desatinné miesta. 12. Nad vynesený pozdĺžny profil sa nakoniec vynesie obdĺžnik široký 5 mm v celej dĺžke pozdĺžneho profilu. Kde sa vpisuje druh zobrazovaného povrchu územia. 6.3 NÁVRH NIVELETY Jedná sa o výškové návrhové prvky. Niveleta je priestorová čiara, ktorá určuje výškový priebeh upravovaného terénu. Zobrazuje sa v pozdĺžnom profile rozvinutým nárysom jej trasy Zásady navrhovania nivelety Pri navrhovaní nivelety je potrebné dodržiavať tieto zásady : 1. Niveleta sa prispôsobí.určeným výškovým bodom (výškovým kardinálnym bodom), ako sú napr. začiatok a koniec trasy, vchody do dvorov, miesta, kde sa navrhujú priepusty, mosty a pod. 2. Prihliada sa na miestne hydrologické a klimatické pomery. Napríklad vysoká hladina spodnej vody vyžaduje viesť niveletu nad terénom, v blízkosti rybníkov a vodných nádrží minimálne 1,0 m nad maximálnou hladinou vody. Na miestach, kde je nebezpečenstvo vytvárania závejov, vedieme podľa možnosti niveletu aspoň 0,5 m nad terénom. 3. Niveletu treba navrhnúť tak, aby zemné práce boli minimálne, aby zemné hmoty výkopov čiastočne prevyšovali hmoty násypov a vzdialenosti pozdĺžneho rozvozu sypaniny boli čo najkratšie. 4. Minimálny sklon nivelety vyplýva z požiadavky dokonalého odvodnenia územia, ako aj odvedenia vody z priekop a od zemného telesa, aby voda neporušovala zemné teleso, nepodmáčala zemné teleso a podložie. Podľa ON sa doporučuje minimálny pozdĺžny sklon nivelety 0,5 %. Maximálne hodnoty pozdĺžneho sklonu nivelety sú dané podmienkou vhodnej prístupnosti na jednotlivé časti riešeného územia Výpočet výšok nivelety Základnými návrhovými prvkami nivelety sú: výškový polygón, sklon nivelety (pozdĺžny resp. priečny), výškové oblúky. Výškový polygón je lomená čiara v rozvinutom náryse nivelety zlozená z priamok, ktoré určujú jej základné výškové zmeny. Odklon nivelety od vodorovnej roviny je pozdĺžny sklon. Udáva sa spravidla v percentách a označuje sa písmenom s. Výškový oblúk je zaokrúhlenie nivelety v mieste lomu pozdĺžneho sklonu. Pri výpočte pozdĺžneho sklonu nivelety sa postupuje týmto spôsobom (obr. 4): 1. Určia sa výšky krajných bodov nivelety a vrcholov výškového polygónu. Výšky vrcholov sa určia graficky z milimetrového papiera. 2. Vypočíta sa výškový rozdiel ΔH [m] dvoch susedných vrcholov A a B výškového mnohouholníka. 102

103 ΔH = H A H B [m] kde, ΔH výškový rozdiel susedných vrcholov výškového polygónu [m], H A, H B výška vrcholov výškového polygónu [m]. 3. Vypočíta sa vodorovná vzdialenosť L [m] medzi susednými vrcholmi A a B výškového polygónu rozdielom staničenia týchto vrcholov. Vzdialenosť vrcholov výškového polygónu L A a L B [m]. L = L A L B [m] kde, L vodorovná vzdialenosť susedných vrcholov výškového polygónu [m], L A, L B staničenie vrcholov výškového polygónu [m]. Obr. 6.3 Výpočet nivelety 4. Percento pozdĺžneho sklonu s určíme zo vzťahu. Δ = L H 100 s [%] kde, s sklon nivelety medzi susedným vrcholmi výškového polygónu [%], ΔH výškový rozdiel susedných vrcholov výškového polygónu [m], L vodorovná vzdialenosť susedných vrcholov výškového polygónu [m]. 5. Výšky nivelety osových bodov na úseku jednej strany výškového polygónu sa vypočítajú takto : Z percenta pozdĺžneho sklonu s a zo vzdialenosti l 1 dvoch susedných bodov 1 a 2 sa určí výškový rozdiel Δh 1. s l1 Δ h1 = [m] 100 kde, Δh prevýšenie medzi vrcholom výškového polygónu a určovanou výškou nivelety v bode 2 [m], s sklon nivelety medzi susedným vrcholmi výškového polygónu [%], l 1 vodorovná vzdialenosť medzi vrcholom výškového polygónu a určovanou výškou nivelety v bode 2 [m]. 6. Výškový rozdiel sa pripočíta (niveleta stúpa) k známej výške nivelety bodu 1 a dostane sa výška nivelety bodu 2. Ak sa postupujeme v smere klesania nivelety, výškové rozdiely od predchádzajúcich výšok nivelety sa odpočítajú. H 1 = H A ± Δh 1 H 2 = H 1 ± Δh 2 [m] [m] 103

104 ... H n = H n ± Δh n [m] kde, H 1,...,H n výška určovaného bodu nivelety[m], Δh prevýšenie medzi vrcholom výškového polygónu a určovanou výškou nivelety v bode 2 [m]. 7. Týmto spôsobom sa vypočítavajú postupne výšky priamej nivelety všetkých bodov na jednej strane výškového mnohouholníka. Výpočet jedného úseku priamej nivelety sa uzaviera na druhom krajnom vrcholovom bode, ktorého vypočítaná výška sa musí zhodovať s výškou tohoto bodu, ktorú sme predtým určili graficky. 104

105 7. VÝPOČET OBJEMOV ZEMNÝCH PRÁC Jednou zo základných úloh, ktoré je potrebné v projektoch riešiť, je určenie objemov zemných prác, čiže ide o určovanie objemových množstiev hornín resp. zemín, ktoré je potrebné vyťažiť, premiestniť, doviesť a nakoniec zabudovať. Charakter stavby nám bude určovať i metódu výpočtu týchto objemov. Je potrebné získať prehľad nie len o množstve hornín, ktoré je potrebné premiestniť, ale aj o vzdialenostiach na, na ktoré budeme tieto vyťažené horniny premiestňovať. Na základe zistených množstiev a rozvozných (dopravných) vzdialeností môžeme potom správne plánovať počet a druh potrebných mechanizmov pre zemné práce. Tieto znalosti nám umožnia organizovať jednotlivé úlohy tak, aby pracovná postup bol plynulý. Výpočet plôch a kubatúr zemných prác sa robí v projektoch predovšetkým za účelom získania podkladov na určenie stavebných nákladov v rozpočte, na zostavenie projektu organizácie výstavby, na výber vhodných stavebných strojov, na výber vhodných stavebných materiálov a pod. K určovaniu kubatúr zemných prác používame tieto metódy: a) profilovú, b) kartogramovú (štvorcovej siete), c) vrstevnicovú, d) analitickej geometrie. 7.1 Metóda profilová Je najčastejšie používaná metóda pre svoju názornosť a prehľadnosť. Využívame ju pre výpočet kubatúr zemných prác prevažne pri líniových stavbách, ale taktiež pri menších plošných úpravách terénu. Predpokladom pre jej použitie, je že daný terén pre jeho vyriešenie musí byť riešený sústavou zvislých rezov a kubatúru zemných prác počítame medzi sústavou týchto zvislých rezov. Kubatúru zemných prác medzi susednými priečnymi rezmi možno vypočítať keď poznáme výkopové a násypové plochy v jednotlivých priečnych rezoch a vzájomnú vzdialenosť týchto rezov. Výkopové a násypové plochy určujeme planimetricky na každom priečnom reze obdobným spôsobom ako nitkovým planimetrom - tzv. odpichovaním. Vychádza sa pritom z týchto zásad : Priečne rezy sa zakresľujú na milimetrový papier. Zvislé čiary tohto papiera rozdeľujú násypové a výkopové plochy na množstvo lichobežníkových prúžkov, ktorých plochu možno vypočítať (obr.). Obr. 7.1 Určovanie plochy výkopu a násypu v priečnom reze Výpočet sa zjednoduší tak, že sa zvolí rovnaká šírka lichobežníkových prúžkov. Keďže sa plocha lichobežníka rovná výške v vynásobenej strednou základňou z, plôška jedného lichobežníka bude rovná: f 1 = v. z 1 [m 2 ] 105

106 plocha ďalšieho lichobežníka: celá plocha potom bude f 2 = v. z 2 [m 2 ] f n = v. z n [m 2 ] F = f 1 + f 2 + f f n [m 2 ] Keďže sú všetky výšky lichobežníkov (šírky prúžkov) rovnaké, môžeme v vyňať pred zátvorku a dostaneme: F = v. (z 1 + z 2 + z z n ) [m 2 ] Hodnoty z1 + z zn spočítame odpichovátkom a získanú dĺžka vynásobíme zvolenou šírkou prúžku v. Ak zvolíme za šírku prúžku v 1 cm, bude celková plocha v m 2 pri mierke 1:100 daná dĺžkou stredných základní z spočítanou graficky odpichovátkom. Pri menších plochách výkopu (násypu) volíme šírku prúžkov 0,5 cm, odpichmutú dĺžku potom delíme dvomi a dostaneme plochu v m2. Pri veľkých plochách nemusíme sčítať prúžky po celej ploche, lebo mm papier nám vymedzuje štvorčeky 1 cm, ktoré spočítame priamo a pre kontrolu ich na výkrese zaškrtneme, aby sme ich nepočítali dvakrát. Keď už poznáme plochy výkopov a násypov v jednotlivých priečnych rezoch, vypočítame kubatúru výkopu a násypu takto : Z plôch dvoch susedných priečnych rezov vypočítame aritmeticky priemer, a to osobitne pre násypové a osobitne pre výkopové plochy. Priemerné plochy (stredné plochy) vynásobíme vzdialenosťou medzi obidvomi priečnymi rezmi a dostaneme kubatúru (obr.). Obr. 7.2 Výpočet kubatúry zemných prác Medzi dvomi susednými priečnymi rezmi vo vzdialenosti l, a násypovými plochami F N1, F N2 a výkopovými plochami F V1 a F V2 vypočítame kubatúru násypu: FN1 + FN 2 VN, N + 1 = l [m 3 ] 2 a kubatúru výkopu FV 1 + FV 2 VV, V + 1 = l [m 3 ] 2 Týmto spôsobom vypočítame kubatúru medzi ďalšími dvomi priečnymi, rezmi a postupne kubatúru zemného telesa celej trasy úpravy. Okrem kubatúry násypu a výkopu potrebujeme určiť tiež plochu násypových a výkopových svahov, ako aj plochu odhumusovania za účelom výpočtu rozpočtových nákladov na tieto druhy zemných prác. 106

107 Výpočet plôch robíme podobne ako výpočet kubatúr tak, že v priečnych rezoch zistíme dĺžku násypového a výkopového svahu a dĺžku odhumusovania. Vynásobením strednej dĺžky vzdialenosťou susedných priečnych rezov dostaneme plochu svahov odhumusovania. Kubatúru humusu vypočítame vynásobením celkovej plochy odhumusovania priemernou hrúbkou vrstvy vyznačenej čiarkovanou čiarou v priečnych rezoch. Výpočet plôch a kubatúr zemných prác zostavujeme kvôli lepšiemu prehľadu na osobitnom formulári (tab. ) - hmotová tabuľka (výkaz kubatúr zemných prác),do ktorého vpisujeme priečnych rezov plochy výkopov a násypov, šírky výkopových a násypových svahov a šírky odhumusovania. Stredné plochy a stredná šírky. Vynásobením stredných šírok a stredných plôch vzdialenosťou priečnych rezov, dostaneme plochu svahovania výkopu a násypu, plochu odhumusovania, kubatúru výkopu a násypu. Ak sa v trase vyskytujú horniny viacerých tried ťažitelnosti, rozdeľuje sa vypočítaná kubatúra výkopu do ďalších stĺpcov, ktoré sa označia príslušnou triedou horniny. Na lesných plochách vplýva spravidla na objem výkopov a násypov kubatúra, ktorá sa odstráni vyklčovaním pňov. Odstránením pňov, ktoré sa nachádzajú v časti násypovej, vznikne väčšia potreba násypu. Naproti tomu pne vo výkopovej časti znižujú kubatúru výkopu. Pri pňoch priemeru: nad 10 do 30 cm počítame 0,5 m 3 objemu, nad 30 do 50 cm 1,0 m 3 objemu,... a nad 50 do 80 cm 1,5 m 3 objemu. O kubatúru pňov opravíme výkop a násyp vypočítaný v príslušných stĺpcoch, a to v príslušných riadkoch alebo len v celkovom súčte. Od celkovej kubatúry násypu odpočítame aj objem väčších objektov umiestnených v zemnom telese. Vypočítané plochy a kubatúry sa na konci sčítajú. V ďalšom stĺpci sa uvádza objem výkopu, ktorý sa použije na zriadenie násypu v úseku medzi dvomi priečnym rezmi (hmota, ktorá sa priečne prehodí). V prípade, že je kubatúra výkopu väčšia ako kubatúra násypu, prehodí sa priečne iba toľko výkopu, koľko treba na celkové zriadenie násypu a zvyšok výkopu bude prebývať. Táto hodnota je charakterizovaná ako prebytok výkopu. Ak je viac násypu ako výkopu, môžeme priečnym prehodením zriadiť iba toľko násypu, koľko vyťažíme z výkopu a ešte bude násypu chýbať. Túto chýbajúcu kubatúru násypu charakterizujeme ako nedostatok násypu. Ak budeme považovať prebytky výkopu za kladné hodnoty a nedostatky násypu za hodnoty záporné, vypočítame postupným sčítaním prebytkov resp. nedostatkov celkový stav kubatúr od začiatku trasy ako súradnice súčtovej čiary kubatúr, ktorú nazývame hmotnica. 7.2 Metóda kartogramová (štvorcovej siete) Používame ju pre výpočet kubatúr pri plošných úpravách terénu. Záujmové územie musí byť výškovo zamerané vhodne volenou sieťou. Najčastejšie to býva sieť štvorcová o strane štvorca 5 20 m. Navrhnutá sieť nám rozdelí celkovú kubatúru na geometrické telesá (hranoly), u ktorých sú podstavami plochy terénu pôvodného a novo navrhnutého a dĺžky bočných strán sú rozdiely výšok terénu pôvodného a novo navrhnutého (obr.). Hranicu medzi výkopom a násypom tvorí nulová čiara. Nulová čiara je to priestorová krivka (čiara), ktorá je priesečnicou topografických plôch terénu pôvodného a novo navrhnutého. Priemet nulovej čiary v priečnom reze nazývame nulovým bodom. 107

108 Obr. 7.3 Metóda kartogramová 7.3 Metóda vrstevnicová Túto metódu používame všade tam, kde máme k dispozícii podrobný vrstevnicový plán. Je vhodná pre plošné úpravy terénu, pre výpočet kubatúr navážok, depónií, pieskovísk, vodnách nádrží a pod. Kubatúru určujeme pomocou plôch rezov ohraničených vrstevnicami rovnakej výšky pôvodného a navrhovaného terénu a zo vzdialenosti týchto rezov (vrstevnicový interval i). priešečníky vrstevníc rovnakej výšky sú nulovými bodmi, a ich spojením dostávame nulovú čiaru. (obr.). Je to vlastne obdoba profilovej metódy. Pre spresnenie výpočtu je potrebné určovať ešte tzv. doplnkové kubatúry Vo pomocou doplnkových plôch Po v okrajových vrstvách pod prvou uvažovanou plochou vrstevnice základného intervalu i a nad poslednou uvažovanou plochou, čo prevádzame zhustením vrstevníc v krajných vrstvách o konštantnú hodnotu. Obr. 7.4 Metóda vrstevnicová 108

109 7.4 Metóda analitickej geometrie Túto metódu používame všade tam kde nám pri návrhu úpravy terénu vznikajú pravidelné geometrické figúry (tvary). Pre výpočet kubatúry pravidelných geometrických figúr používame vhodné stereometrické vzorce. 109

110 8. ROZVOZ HMÔT Vzhľadom k tomu, že pri realizácii zemných prác sa neustále striedajú výkopy s násypmi a odkopmi, je potrebné poznať vopred, ktoré výkopy do ktorých násypov sa majú premiestniť. Toto rozdelenie hmôt alebo pozdĺžny rozvoz vyžaduje pri plánovaní značnej obozretnosti, pretože nesprávne alebo len nevhodne zostrojený rozvoz hmôt, môže stavbu značne a zbytočne zdržať a predražiť. Zemné práce na stavbách sú najhospodárnejšie vtedy, keď sa kubatúra zeminy potrebnej do násypu vyrovná s kubatúrou výkopu priečnym prehodením, čo je vlastne podmienka hospodárnosti zemných prác. Túto podmienku hospodárnosti zemných prác obyčajne nie je možné splniť, pretože smerové a výškové vedenie trasy si vynucuje, aby sa nedostatok sypaniny v násypových úsekoch vyrovnal prebytkom výkopku z výkopových úsekov pozdĺžnym rozvozom. Preto je potrebné v projektoch pozdĺžny rozvoz hmôt (výkopku) účelne vyriešiť a určiť vzdialenosť, množstvo a smer rozvozu. Nesprávny návrh pozdĺžneho rozvozu zvyšuje náklady na zemné práce a tým zdražuje celú stavbu. V niektorých prípadoch môže byť prakticky i ekonomicky výhodnejšie namiesto neprimerane dlhého pozdĺžneho rozvozu získať chýbajúcu sypaninu prikopávkou z materiálovej jamy (zemníka) založenej v blízkosti miesta potreby a naproti tomu v iných úsekoch nadbytočný výkopok uložiť (deponovať) na skládku v priečnom prehodení, prípadne v blízkosti budovaného zemného telesa. Nevhodne založené a neupravené materiálové jamy (zemníky) a depónie (skládky) pôsobia neesteticky a sú vystavené erózii. Ich vhodnou úpravou možno v príslušných úsekoch účelne rozšíriť zemné teleso. Pozdĺžny rozvoz možno informatívne riešiť priamo na výkaze kubatúr, tak že prebytky výkopu sa číselne vyrovnajú s nedostatkom násypu. Smer tohto pozdĺžneho rozvozu hmôt sa vyznačuje schematicky v poznámkovom stĺpci formulára. Priemernú vzdialenosť rozvozu môžeme na formulári určiť viac menej iba odhadom. Pozdĺžny rozvoz výkopku riešime preto prehľadnejšie a názornejším spôsobom spravidla graficky na hmotnici. Hmotnica je súčtová čiara, ktorá zobrazuje prírastky, resp. úbytky kubatúr výkopku určených na pozdĺžny rozvoz. Nezahŕňa v sebe hmoty, ktoré sa vyrovnali v priečnom smere. Veľmi účelné a názorné, predovšetkým v začiatkoch, pred tým ako získame praktické skúsenosti s pozdĺžnym rozvozom, vynášať hmotnicu pod vyrovnaný profil plôch, pričom mierka vzdialeností u obidvoch zhodná. Hmotnicu zostrojíme na milimetrovom papieri týmto spôsobom : Na vodorovnú os vyznačíme čísla bodov a staničenie osi cesty spravidla v mierke 1:2000. Kolmo na os vynášame súradnice hmotnice vypočítané vo výkaze kubatúr. Mierku pre kubatúru volíme tak, aby čiara hmotnice bola vhodne umiestnená na celom formáte papiera (napr. 1 cm = 50 m 3, 1 cm = 100 m 3 ). Ak nám vyjde znamienko kladné (+), bude sa jednať o kubatúru výkopu a vynášame ju vo zvolenej mierke na zvislice smerom nahor, ak vyjde pri súčte znamienko záporné (-), bude sa jednať o kubatúru násypu a vynášame ju na zvislice smerom nadol. V každej zvislici môžeme mať pritom buď iba kubatúru výkopovú alebo iba kubatúru násypovú. Podľa vynesených súradníc vykreslíme hmotnicu ako lomenú čiaru. Pri riešení pozdĺžneho rozvozu využívame tieto vlastnosti hmotnice: Každá súradnica hmotnice udáva súčet kubatúry od začiatku úseku trasy až po príslušný priečny rez. Rozdiel dvoch súradníc udáva kubatúru medzi dvomi priečnymi rezmi. Stúpajúca vetva čiary hmotnice predstavuje zvyšovanie hmôt (zásobná vetva) a klesajúca vetva udáva úbytok hmôt (spotrebná vetva). Inflexné body hmotnice určujú miesta maximálnej zásoby, resp. spotreby hmôt. Medzi bodmi, v ktorých ľubovoľná vodorovná vyrovnávacia čiara pretne zásobnú a spotrebnú vetvu sa objemy hmôt v pozdĺžnom smere vyrovnávajú (obr.). 110

111 Obr. 8.1 Vyrovnávanie hmôt na hmotnici Strednú rozvoznú vzdialenosť udáva vzdialenosť ťažísk zásoby a s ňou združenej spotreby. Ťažiská sa určujú ako priesečníky hmotnice s vodorovnou čiarou v polovičnej vzdialenosti medzi vyrovnávacou priamkou a vrcholom príslušnej vlny hmotnice. Ak je hmotnica nad vyrovnávacou čiarou v tvare nepravidelného mnohouholníka, premeníme ho napred na rovnoplochý trojuholník s rovnakou výškou. Kubatúru rozvozu udáva súradnica vrcholu daného úseku hmotnice od vyrovnávacej priamky. Smer rozvozu závisí od polohy vlny hmotnioe vzhľadom na vyrovnávaciu priamku a smeruje vždy od zásoby k spotrebe (obr.). Ak je vlna hmotnice nad vyrovnávacou priamkou, smer rozvozu je ku koncu úseku (z ľavej na pravú stranu). Ak je vlna hmotnice pod vyrovnávacou priamkou, rozvoz smeruje k začiatku úseku (z pravej na ľavú stranu). Obr. 8.2 Smer pozdĺžneho rozvozu na hmotnici Na hmotnici možno teda zistiť množstvo a rozloženie hmôt a účelným návrhom vyrovnávacích čiar určiť, koľko hmoty, na akú vzdialenosť a akým smerom treba premiestniť. Pri návrhu vyrovnávacích čiar je predovšetkým dbať na to, aby sa v pozdĺžnom smere rozvážali čo namenšie hmoty na vzdialenosti čo najkratšie a aby smer rozvozu bol po spáde. Preto z toho dôvodu sa spravidla zakresľuje vo výkrese nad hmotnicou zjednodušený pozdĺžny profil v zhodnej dĺžkovej a volenej výškovej mierke (najčastejšie 1:2 000/200). Na hmotici nie sú rozložené zásoby a spotreby hmôt tak, aby sa vzájomne vždy vyrovnávali. V niektorých úsekoch môže byť väčšia zásoba ako je spotreba, v takom prípade je potrebné hmotu, ktorá sa nevyužije na pozdĺžny rozvoz, odviesť na skládku čiže deponovať. Depónie a zemníky navrhujeme aj v takom prípade, ak je vlna hmotnice veľmi roztiahnutá a tým by stredná rozvozná (dopravná) vzdialenosť bola príliš veľká (dlhá). Posunom vyrovnávacej riamky k vrcholu vlny hmotnice skrátime rozvoznú vzdialenosť, znížime objem rozvozu, pričom však na strane jednej časť zásoby umiestnime do depónie a na strane druhej časť potreby sypaniny nezískame pozdĺžnym rozvozom, ale zo zemníka. 111

112 Obr. 8.3 Pozdĺžny profil, profil plôch a hmotnica Za účelom výpočtu rozpočtových nákladov pre pozdĺžny rozvoz (dopravu), je potrebné určiť strednú rozvoznú (dopravnú) vzdialenosť pre celú hmotnicu. Celkovú strednú rozvoznú vzdialenosť určíme zo súčtu dopravných momentov čiastkových rozvozov podelených súčtom rozvážanej kubatúry. l q l = q st st, r [m] kde, l st,r - celková stredná rozvozná vzdialenosť [m], q - rozvážané množstvo hmoty v pozdĺžnom smere [m 3 ], l st - čiastková stredná rozvozná vzdialenosť príslušnej vlny hmotnice [m]. Dopravným momentom rozumieme množstvo rozvážanej hmoty q [m 3 ] v pozdĺžnom smere vynásobené rozvoznou (dopravnou) vzdialenosťou l [m]. 112