geotehnična sidra

Tukaj bi rad pri tej temi spodbudil prevsem poznvalce materialov, elektrotehnike. V praksi vgradnje geotehničnih sider se že vrsto let srečujejo z pojmom korozije sidra. Torej sidro je izdelano iz viskovrednih jekl, ki izpolnjujeo napenjalne lastnosti, oz natezne lastnosti sidra. Problem se pojavi korozija. Mene pa zanima, če obstajajo drugi oz. umetni materiali, ki še vedno zagotavljajo natezne in druge lastnosti sider in so antikorozivni. Torej povejte svoje mnenje, mogoče rešite dolgoleten problem trajnosti geotehničnih sider.

Kaj pa zaščita sidra z elektriko? Podobno, kot so v avtu napravice proti rjavenju delovale...

Kot pravim: kaj je z električno antikorozijsko zaščito, kjer sidro uporabiš kot eno elektrodo, drugo elektrodo, ki pa je potrošna, pa prav tako namestiš v vodo?

edit: ups, prehitro sem prebral naslov. Sem si že mislil, da gre za ladijska sidra... Ampak po mojem bi se vseeno dalo narediti.

OK, do poškodbe pride pri vgradnji. Glede na to, da morajo sidra prenašati neko obremenitev, sklepam, da delujejo podobno kot šotorski klini.

Če prihaja do poškodb pri vgradnji, kaj ko bi spremenili postopek vgradnje? Najprej se zabije v tla eno cev, ki ima na nekaj mestih odprt profil, nato pa se v to cev privijači sidro, ki cev razširi - podobno kot zidni vložki. S tem bi se moralo sidro dosti manj poškodovati. Sidro se magari bolj na debelo pocinka in ko se privijači v vložek, se tisti del tesno stisne v vložek in ostane zaščiten.

Kar se tiče materiala z umetnimi masami ne boš kaj dosti pridobil, ker se večinoma starajo in skozi leta izgubijo začetne trdnostne lastnosti - sploh če so pod obremenitvijo (izjeme so tisti materiali, ki stanejo v rangu avto/palica).


Pošlji še kako sliko takega sidra, da se malce bolj seznanimo s problemom

Razloži še malo kaj je m, n in a v tej enačbi:A=5,498*10na -4mna oziroma kar podaj presek - številsko vrednost.

Sliko iz Worda se da kopirat. Skopiraj jo v odložišče in prilepi v Slikarja, shrani, spravi na nek server in poveži sem. Lahko mi tudi pošlješ na mail in objavim sliko zate.

Če ti ne uspe skopirat slike iz Worda, naredi kopijo datoteke, izbriši tekst in mi pošlji na mail, pa uštimam jst to tip-top

mail

Ja, pri obrmenitvi 500kN je napetost cca 910 N/mm^2. Za te napetosti je potrebno orenk jeklo....

LP

Jože

Ja pri sidranju se uporablja zelo kvalitetna jekla. Presek sidra bi se eventuelno dalo povečati, vendar to za sabo potegne večji premer vrtine, se pravi višji stroški. Je pa možno uresničjivo, se pravi, če bi drugi materiali bili boljši v smislu korozije, čeprav bi morali povečati presek, se pravi višji stroški, bi vseeno za sabo potegnili večjo uporabnost sider. Tukaj bi povedal še to, da je sidro izpostavljeno različnim agresivnim razmeram, kot so razne kisline, prisotnost vode, če je v bližini še železnica, vse skupaj še poslabša zaradi blodečih tokov iz enosmernega vira.V praksi pa se že uporablja v posameznih primerih uporaba električnega toka za znižanje potenciala.

Sem pršu do zalkjučka, da ne glde na to da bi se dalo uporabljat cenejše jeklo in večji premer vrtine, bi to bilo dražje kot pa da se uporabljajo dražja in bolj zmogljiva jekla, ki pa potegne za sabo manjše stoške vrtanja. Problem je pristal v slepi ulici. Hvala za sodelovanje.

Matusk: a prosim poveš točno področje uporabe teh geotehničnih sider, ker ne obstajajo "1 for all". Ponavadi se uporabljajo visokokvalitetna jekla, ki se nato zinjektirajo, kar predstavlja zaščito sidra in da potrebno trenje proti izvleku (vsaj v predorih, kjer sem bil jaz poleg). Strabag ima stroje (velike kot kombajn), ki vrtajo, vstavljajo sidra in injekrirajo avtomatsko. Če so želje lahko slike prilimam v nedeljo, ko se vrnem domov. Sploh pa je cement v navezi hitech polimerov zelo dobra zaščita jekla.

Zelo zanimivi podatki o lastnostih ogljikovih vlaken. To je definitivno prihodnost materialov. Vprašal bi še za ceno proti jeklu?

Ogljikova vlakna so sicer odličen material - lahek in trden. A na žalost tudi krušljiv (kar sicer tudi ni nujno slabost) in drag.

Pri geotehničnih sidrih bi moral najprej gledati natezno trdnost, ali ogljikova vlakna temu ustrezajo. Samo IMO je uporaba teh vlaken pri sidrih nesmiselna, saj teža sidra tukaj ne igra bistvene vloge. Morda bi bila vlakna uporabna zgolj zaradi tega, ker so kemično odpornejša od jekla (razne kisline jim ne pridejo do živega, prav tako spremembe eh-ph pogojev, ki so v zemljinah (predvsem, če je v hribini prisoten tudi pirit), kar velike.

Samo jeklo je elastično, ogljikova vlakna niso (ne trdim 100%, popravite me, če se motim). Če bi imel prevleko sidra iz njih in bi se sidro vpelo v hribino, bi se rahlo raztegnilo in vprašanje, kaj bi se zgodilo s prevleko. A bi odstopila?

Možna substitucija za ogljikova vlakna bi lahko bila kevlarjeva vlakna, ki jih je že omenil barbarpapa1. Opcija je tudi čista celuloza, pri kateri se pa pojavijo drugi problemi.

30cm premera? Ki si ti te to videl? Pri nas v Sloveniji kje? Pri velikih napetostih se uporablja najkvalitetnejše jeklo (tudi za prednapenjanje), ki se fiksira z zagozdami, ne z maticami. Pri gradnji predorov, pa so matice do ca M50.

Ne, ne določam s pogledom. Sem gradbinec. Na podpornih stenah, ki se gradijo ob avtocesti, niso sidra iz jekla, ampak so trakovi, ki so podobni varnostnemu pasu v avtu ali "gurtnam". Matic pa tam 100% ni! Če slučajno vidiš, da je še kaka glava odprta, je to zaradi monitoringa.

Tukaj pa so bile uporabljene matice.





Še notranjost predora, uvrtano sidro, vidna glava. Zraven laserski nivelir.

Druga slika, je samo zavarovanje brežine pred erozijo in zdrsi. Na predoru se še naredi fiksen portal. To, kar pa je na tem posnetku, je odgrnjeni del na sredini predora in bo pozneje zasut.
Monitoring se izvaja preprosto za to, da vidijo, če je sila napenjanja trajna ali se s časom zmanjšije zaradi raztezanja sidra ali izgube trenja med sidrom in hribino. Matice se upobabljajo samo pri "malih" silah. Pri večjih silah se uporabijo napenjalne glave in zagozde.

Zakaj so tukaj matice tako velike: ker je globina sidra velika in sidro je narejeno v proporcu dolžina/premer. Jeklene plošče (če se ne motim tukaj 60/60), tudi ne nudijo tako velikega upora na vtiskovanje v hribino (tukaj gline in melji). Če bi to matico šraufali še naprej, bi plošča enostavno lezla vedno bolj noter. Pri podpornem zidu, je površina veliko večja, hribina manj stabilna, sile v kablih veeliiko večje -> tam ni matic!

Saj nisem rekel, da ni sidran. Če bi se jim bolj splačalo narediti položem izkop, in ga zavarovali z geotextilom, bi to naredili, tako, pa je bilo to bolj ekonomično. Ampak ta sidra ne prenašajo takih napetosti, kot sidra v podpornem zidu. Sidra so itak v hribini, morajo biti tako dolga, da pridejo za porušnico (teoretična ploskev zdrsa). In ker je ta ploskev tako daleč, morajo biti sidra tako dolga, ker so tako dolga imajo večji premer, ker je večji premer so večje matice. Nihče ni rekel, da so ta sidra 100% izkoriščena. Lahko bi jih bilo veliko manj, ampak tedaj bi tukaj moral biti podporni zid, ki bi lahko aktivno prenašal silo iz sidra na brežino. Ta betonski špric je tukaj, da zavaruje brežino pred erozijo, notri je tudi mreža, da ne poka. Nihče ne mara, da se mu blato cedi po glavi in dela še večje sranje, kot že vlada na gradbišču.

Lahko ti dam en plastičen primer: Je lažje potisniti en prst v zemljo ali celo dlan? P=F/A P...pritisk,napetost; F...sila; A...površina
Če bila tukaj skala, ne bi sidrali. Ker pa se gre za gline in melje, pa je sidranje potrebno. Če je plošča pod matico majhna, tudi sila ne more biti velika. Če je plošča velika (kar podporni zid vsekakor je), pa je tudi sila v v sidru velika.

Pred kratkim sem obiskal sem gradnjo tunela Šentvid. Evo, dve fotki:

Prva slika je slika stene tunela cca 5 m za čelom tunela. Vidimo vgradne deformacijske elemente (oni valji). Gradbeniki imajo raje, da se ob povečanih deformacijah deformirajo ti elementi, kot pa, da popoka beton in stenska obloga. Vidimo tudi eno vgrajeno sidro.



Pri spodnji sliki pa vidimo steno tunela tik za čelom. Gradnja poteka v številnih fazah, saj se ne odkoplje celotna površina čela naenkrat, ampak v večih fazah. To je potrebno zato, da se minimizira morebitne deformacije hribine. Če odkopljemo vse naenkrat so veliko večje možnosti zruškov. Pri postopnem odpiranju čela pa z geotehničnimi sidri ter špric betonom (ki sicer prevzame nase le manjšo količino napetosti in je bolj pomemben za zagotavljanje stabilnosti v prvih dneh po odprtju) poskrbimo, da se novonastale napetosti v hribini porazporedijo na sidra ter na okoliško hribino.

Na sliki je odprta le desna polovica ene cevi, zato je ta stena, ki je vidna, v bistvu pravokotna na strop. To steno bodo v naslednjih fazah gradnje še enkrat odkopavali. V spodnjem delu slike vidimo delavca za boljšo predstavo velikosti tunela. Vidimo številna geotehnična sidra ter deformacijske elemente.




Ta tunel je grajen v zelo neugodnih geomehanskih razmerah, DARS pa si je izmislil celo dva priključka znotraj tunela, kar je IMO nepotrebno zapravljanje denarja. Ko bo zadeva končana, bodo nastali glomazni podzemni prostori (že sedaj so, pa je odprta le polovica projektirane cevi).

Sliki sta veliki cca 0.5 MB vsaka.

Drugače pa bi bila ena potencialna rešitev ta, da bi sidra med seboj povezali s prevodnimi žicami in jih speljali do neke kovine, ki je bolj (manj ) elektronegativna od sidrnega jekla. Zato bi korodirala najprej tista plošča. Ploščo seveda vgradiš na lahko dostopnem mestu in jo menjaš vsakih nekaj let ali po potrebi.

Zadevo bi bilo smiselno uporabiti tudi pri ograjah mostov, kjer se jazno vidi, da so določeni deli ograje povsem rjavi, čeprav je uporabljena pocinkana pločevina ali profili.

Ja, ampak kaverne so ponavadi v kakšnem apnencu ali granitu, ne pa v "maslu", kot je to primer Šentviškega tunela.

Sicer pa dovozi se lahko premaknejo tudi 200 m proti severu izven območja tunela. Je dosti lažje zgradit. In ceneje tudi.

Tud sam sem bil pred kratkim v Šentvidu in sem videl začetek gradnje izkopa velikega profila. Ko so to pred leti načrtovali si niso mogli predstavljat, da bi lahko bila ta možnost izvedljiva. Dejstvo je, da se je znanje o tunelogradnji in hribinski mehaniki tako izboljšalo, da je to danes tudi izvedljivo.

NATM je nova avstrijska metoda gradnje tunelov. Upošteva se, da je hribina breme in tudi, da prenaša del bremena. Vse sloni na mehaniki elasto-plastične teorije. Torej kamnina se deformira tudi plastično. V okolici predora se formira nosilno obroč, ki prenese breme nadrkritja na spodnjo stran predora (nadkritje je največja višina od izkopa do površja). Zato so talni deli predorov izjemno ojačani. Porušitev predora pod Angleškim letališčem je bil posledica slabega spoja talnega dela predora, posledica je bila celotno porušitev in porušitev stavb na površini. Vse je seveda odvisno od pomikov. Ponavadi se gradi v treh delih. Če so pomiki npr. preveliki v kaloti (zgornji del), je potrebno počakati za napredovanjem in dokončati ostala dva koraka, da se formira nosilni obroč. Za izračun napetosti in deformacije so najbolj primerne Kirschejeve enačbe za hitro oceno, drugače se uporablja simulacijske programe, ki delujejo na principu metode končnih elementov MKE, npr. program plaxis.