Stavebné technológie skúška PDF

1) Definujte nasledujúce pojmy: technológia, technológia stavebných procesov, technológia procesových zostáv. stavieb, technológia Technológia - veda, ktorá sa zaoberá premenou surovín a polovýrobkov na výrobky - veda o výrobnom procese - náuka o výrobných spôsoboch a výrobných postupoch - zdroj poz...

1) Definujte nasledujúce pojmy: technológia, technológia stavebných procesov, technológia procesových zostáv. stavieb, technológia Technológia - veda, ktorá sa zaoberá premenou surovín a polovýrobkov na výrobky - veda o výrobnom procese - náuka o výrobných spôsoboch a výrobných postupoch - zdroj poznatkov - prírodné, technické, ekonomické a spoločenské vedy Technológia stavieb - skúma a rozvíja výrobný proces v stavebníctve (stavebný proces), ktorého výsledkom je stavebný výrobok (konštrukcia, objekt, stavba) ▪ technológia stavebných procesov ▪ technológia procesových zostáv Technológia stavebných procesov – zaoberá sa najmä výrobnými spôsobmi: 1. analyzuje stavebné procesy z hľadiska: - vzájomného pôsobenia výrobných činiteľov: pracovných síl, pracovných prostriedkov a pracovných predmetov - vonkajších vplyvov 2. zovšeobecňuje poznatky o stavebných procesoch a určuje pre ne vhodné oblasti používania 3. skúma metódy voľby optimálnych výrobných spôsobov a postupov v konkrétnych podmienkach 4. rozvíja stavebné procesy a hľadá nové spôsoby výroby Technológia procesových zostáv - analyzuje a rozvíja metódy spájania procesov do jednotného uceleného a účelného systému - procesovej zostavy (súhrnného procesu určeného v čase a priestore) - zabezpečuje časové a priestorové zladenie, organizovanie súhrnného stavebného procesu, aby spĺňal vyžadované parametre: ▪ čas (termín výstavby) ▪ plynulosť a rovnomernosť výstavby ▪ kvalitu produktu ▪ vlastné náklady -technológia stavebných procesov + technológia procesových zostáv = stavebno-technologická príprava stavieb 2) Charakterizujte pojem “mechanizácia stavebných procesov”, definujte stupne mechanizácie procesu, vyjadrite stupeň mechanizácie procesu a prevodový ekvivalent strojovej práce na prácu ručnú. Mechanizácia stavebných procesov: -veda, ktorá pozostáva z: - zovšeobecnienia poznatkov o stavebných strojoch -voľby a optimálneho nasadenia stavebných strojov a ich zostáv - komplexnej starostlivosti o stavebné stroje - spätnej väzby na vývoj nových strojov na základe požiadaviek stavebnej výroby Mechanizácia: - nahradenie ručnej práce prácou stroja, ktorý človek riadi a kontroluje jeho činnosť - stavebný proces: ▪ čiastočne mechanizovaný ▪ komplexne mechanizovaný - vyššie stupne mechanizácie: ▪ automatizácia ▪ robotizácia – najvyšší stupeň - negatívne faktory na rozvoj mechanizácie: - stále sa meniace miesto pracoviska - nechránené pracovisko s pôsobením poveternostných vplyvov - individuálny charakter výrobku – stavebného diela - veľké množstvo pracovných operácií a postupov s rôznym charakterom -1- -pozitívne faktory na rozvoj mechanizácie: - veľký objem prác a zväčšovanie rozmerov stavieb - vysoký podiel fyzicky namáhavých, nebezpečných a zdraviu škodlivých operácií a postupov -využitie mechanizácie – doprava materiálov, rozpojovanie, miešanie, zhutňovanie, rezanie, vŕtanie materiálov Automatizácia - samočinné riadenia výrobných procesov bez účasti človeka - uplatnenie najmä pri výrobe stavebných materiálov - automat : ▪ naprogramovaný stroj vykonávajúci rovnaké operácie zaznamenané v jeho pamäti ▪ jeho činnosť je človekom iba kontrolovaná Robotizácia - robot - programovateľný automat so zariadením na príjem signálov z okolia - schopnosť účelne reagovať na zmenu, optimalizovať Ukazovatele stupňa mechanizácie Druh stroja Rýpadlo (objem lyžice 0,15 až 3m3) Stavebný žeriav 30 až 80 t Miešačky na BZ 250 až 750 l Dopravníky 4 až 15 m - Počet nahradených pracovníkov 20 až 160 30 až 40 5 až 20 3 až 5 ukazovateľ celkového využitia stroja - súčin koeficientov časového a výkonnostného využitia stroja ukazovateľ účinnosti strojov - množstvo produkcie v Sk, ktoré pripadá na 1 Sk strojových základných prostriedkov ukazovateľ fondovej náročnosti produkcie - odráža finančnú náročnosť výroby (obrátená hodnota) Prevodový ekvivalent strojovej práce na prácu ručnú E= Vs - výkonnosť stroja Vp - výkonnosť pracovníka P - počet členov posádky Vs −P Vp Stupeň mechanizácie procesu SM = hr − hčm.100 hr hr - počet hodín robotníka na vykonanie určitej práce hčm - počet hodín robotníka na vykonanie tej istej práce pri čiastočnej mechanizácii 3) Charakterizujte špecifické črty stavebnej výroby. 1. Vysoký stupeň individuálnosti a značná zložitosť výrobku - rozsiahla kooperácia rôznych firiem na stavenisku - odlišný spôsob výstavby: ▪ terénne podmienky ▪ zakladanie ▪ napájanie na inžinierske siete ▪ postup výstavby vzhľadom na klimatické podmienky - stavebné dielo je unikátny výrobok (odlišnosť od priemyselnej sériovej výroby) 2. Pohyblivosť výrobného zariadenia a stacionárnosť stavieb - jedna stavba na jednom mieste - premiestňovanie výrobných prostriedkov na iné stavenisko -2- 3. - Dlhý čas výstavby veľký počet časovo náročných procesov nízka úroveň mechanizácie, automatizácie a robotizácie - veľká potreba ľudskej práce počet robotníkov je limitovaný pracovných priestorom 4. Vplyv poveternostných podmienok - realizácia stavebných práce (najmä hrubej stavby) na voľnom priestranstve nechránenom proti dažďu, vetru, horúčave, mrazu - zimné obdobie (prerušenie prác) 5. Rôznorodá materiálová základňa - - veľké nároky na dopravu a skladovanie pri realizácii hrubej stavby je z celkovej hodnoty stavby: ▪ hmotnostný podiel viac ako 65% ▪ hodnotový podiel cca 35% pri realizácii dokončovacích procesov je z celkovej hodnoty stavby: ▪ hmotnostný podiel menej ako 35% ▪ hodnotový podiel cca 65% 4) Definujte pojmy: výrobný proces, pracovný proces, prírodný proces a stavebný proces. Výrobný proces - činnosť, ktorá sa skladá z pracovného a prírodného procesu, uskutočňujem rôznym spôsobom (konkrétna činnosť) a postupom (poradie a následnosť činností) Pracovný proces - časť výrobného procesu, keď človek účelnou činnosťou (prácou) mení pomocou pracovných prostriedkov pracovné predmety na výrobky s vyžadovanou úžitkovou hodnotou Prírodný proces - časť výrobného procesu, ktorou sa pracovný predmet mení fyzikálnym, chemickým a iným spôsobom na výrobok, pričom človek svojou činnosťou iba vytvára priaznivé podmienky na tieto premeny, alebo ich usmerňuje Stavebný proces - výrobný proces, ktorého výsledným produktom je stavebné dielo, stavebný objekt alebo stavebná konštrukcia -3- 5) Rozčleňte a charakterizujte stavebné procesy. Stavebné procesy (podľa miesta priebehu a vzťahu k výrobku): - základné - prípravné - pomocné - dopravné - kontrolné Základné procesy: - prebiehajú priamo na stavanom objekte - ich výsledkom je stavebná konštrukcia, objekt alebo stavba - Príklad: betónovanie, murovanie, omietanie... Prípravné procesy: - prebiehajú na stavbe alebo mimo stavby vo výrobniach - ich výsledkom sú polotovary, ktoré sa počas základných procesov zabudovávajú - Príklad: príprava malty, betónovej zmesi, prefabrikátov, výstuže... Pomocné procesy: - prebiehajú na stavbe alebo mimo nej v stálych výrobniach - ich výsledkom sú pracovné prostriedky a pomocné konštrukcie, ktoré sa nestávajú súčasťou stavebného diela, ale iba napomáhajú pri jeho výstavbe - Príklady: výroba a montáž debnenia, stavba lešenia Dopravné procesy: - procesy, ktorých výsledkom je premiestnenie pracovných predmetov alebo pracovných prostriedkov na stavaný objekt alebo skládku Kontrolné procesy: - prebiehajú priamo na stavbe alebo vo výrobniach polotovarov - ich cieľom je kontrola kvality stavebného diela, kontrola zhody - výsledkom je zabezpečenie kvality konštrukcie -4- 6) Opíšte proces podrobného vytýčenia stavebného objektu - - - vytýčenie priestorovej polohy stavebného objektu vyznačenie rozmeru a tvaru objektu vo vodorovnom i zvislom smere vytýčenie polohy jednotlivých častí alebo dôležitých konštrukčných prvkov objektu geometrické prvky podrobného vytýčenia (body, osi, roviny, výškové úrovne) sa na stavenisku vyznačujú: ▪ vytyčovacími značkami (konštrukciami) ▪ vo vhodnej vzdialenosti zaisťovacími značkami vytýčené rohové body a obrysy výkopov sa zabezpečujú lavičkami lavička: ▪ drevená konštrukcia zo stĺpikov zarazených do terénu, na ktorých je priklincovaná vodorovná doska s hornou hranou vo výške ±0,000 objektu alebo vo výške, ktorá je násobkom celého metra nad touto úrovňou alebo pod ňou ▪ jednoduchá alebo rohová ▪ umiestňuje sa 1 až 2 metre od objektu - podrobné vytýčenie pomocou lavičiek detail rohovej lavičky poloha priamok prechádzajúcich vytýčenými bodmi sa na lavičke označuje klincom alebo zárezom v tvare V, ktorý má jednu plochu zvislú a druhú šikmú (polohu udáva zvislá plocha) od vodorovnej dosky sa odmeriava: ▪ hĺbka výkopov ▪ výška základových pásov ▪ výška muriva a pod. 7) Charakterizujte proces odstraňovania porastov, ornice a manipulácie s kultúrnou vrstvou pôdy Odstraňovanie porastov: - činnosť podlieha platnej legislatíve v danom čase, je možné len v nevyhnutnom rozsahu po súhlase orgánu na ochranu prírody - súhlas sa spravidla nevyžaduje: - za hranicou zastavaného územia obce, obvod kmeňa 80cm vo výške 1,3m od zeme a na súvislé kroviny do 20 m2 - v rámci ZUO, obvod kmeňa 40cm vo výške 1,3m od zeme (alebo nad miestom rozkonárenia ak túto výšku nedoshuje) a na súvislé kroviny do 10 m2 Výrub stromov - môže sa vykonať len v čase vegetačného pokoja (1.10. – 31.3.) - spôsob odstránenia, manipuláciu, uloženia určuje dokumentácia alebo stavebník - stromy ostávajúce na stavenisku zabezpečíme proti mech. poškodeniu – vysoké drevené tyče, pásy z plastov/textilu Odstránenie stromov: - špecializované poľnoh./lesné závody, vzácne stromy presadiť podľa návrhu projektanta Odstránenie kríkov: - stavebná organizácia, pomocou dozéra, odstraňovanie pňov – rýpadlá, výcbuchom -5- Ochrana zelene podľa platných legislatívnych predpisov: - stromy a kríky, ktoré je ťažko nahradiť - chránené stromy a kríky po schválení kompetentnými orgánmi - vzácne stromy: presadiť podľa návrhu projektanta - odstránenie stromov: špecializované poľnohospodárske alebo lesné závody - odstránenie kríkov: stavebná organizácia - spôsob odstránenie stromov a súvislých krovísk: dozér (podobratie a rozrezanie koreňov) - odstraňovanie pňov: rýpadlá, resp. výbuchom - kmene stromov na stavenisku: vysoké drevené tyče, pásy z plastov alebo z textilu (zachovať koreňový systém) Kultúrna vrstva pôdy - vrchná časť pôdy tvorená ornicou a podornicou Ornica: - časť vrstvy pôdy, ktorá sa poľnohospodársky využíva, alebo je intenzívne prekorenená Podornica - hlbšie položená časť vrstvy, v ktorej sa ešte prejavuje biologické oživenie Odstraňovanie ornice: ▪ Požiadavky: - ornica sa odstráni zo všetkých plôch, ktoré sa narušia stavebnou činnosťou - kultúrna vrstva pôdy (KVP) sa premiestni tak, aby sa dala na inom mieste využiť (nie do násypov kvôli sadaniu vplyvom vyhnivajúcich organických látok) - časť pôdy na sadové úpravy sa uskladní na stavenisku: ▪ dĺžka skladovania: max. 2 roky ▪ výška skládky: menej ako 2 m ▪ sklon svahu: 1:1,5 až 1:2 - kvalitný trávnik sa nareže (mačiny) a použije na sadové úpravy - mačina: hrúbka 60 až 100 mm s trávnatým porastom, štvorce 0,3 až 0,5 m, resp. pásy s dĺžkou 1 až 2 m - narezané mačiny sa podoberajú širokými lopatami a ukladajú do figúr: ▪ širokých 0,5 až 1 m ▪ s výškou do 1 m - ukladanie mačín: ▪ trávnaté plochy k sebe ▪ korienky k sebe ▪ skladovanie mačín: max. 1 rok (kropenie vodou počas sucha) 8) Analyzujte proces odstraňovania stavebných objektov: požiadavky pri búraní, spôsoby búrania, búranie trhavinami, spôsoby ochrany životného prostredia ▪ Spôsoby odstraňovania stavebných objektov prekážajúcich pri výstavbe: - búranie ručne - búranie pomocou mechanizmov - likvidácia trhavinami ▪ Požiadavky pri búraní: - vypracovanie technologického predpisu (TP) na základe podrobnej prehliadky a statického posúdenia - dodržanie zásad BOZ pracovníkov - v žiadnej fáze búranie nesmie dôjsť k nekontrolovanému porušenie stability objektu alebo jeho časti - treba zaistiť stabilitu vedľajších objektov - TP nie je treba pri búracích prácach malého rozsahu: ▪ nenosné prvky ▪ ohrady ▪ nízke prízemné objekty - pred začatím búracích prác sa ohrozený priestor musí vymedziť a zabezpečiť proti vstupu nepovolaných osôb - zabezpečiť bezpečný vstup do objektu -6- - oplotenie zastavaného priestoru s výškou 1,8 m, resp. stráženie priestoru začatie búracích prác na základe písomného príkazu zodpovedného pracovníka odpojiť všetky prípojky IS ▪ Ručné búranie - práce prebiehajú zhora nadol - objekt sa rozoberá po podlažiach - nesmú sa odstraňovať nižšie položené nosné konštrukcie - sekery, kladivá, búracie tyče, malá mechanizácia (brúsky, píly..), expanzná deštrukcia (chemicky, mechanicky) - trvalý dozor a zabezpečenie BOZP, OPP - zabezpečiť pomocné konštrukcie, odsun materiálu ▪ Mechanizované búranie - ručné pneumatické zbíjacie kladivá - pneumatické alebo hydraulické kladivá na výložníkoch rýpadiel - oceľové gule na výložníkoch žeriavov - nižšie objekty: tlačné dosky namontované na dozéroch alebo nakladačoch - vyššie celky: strhávanie stavebnými strojmi s navijakmi (oceľové lano sa prevlečie okolo medziokenného piliera, ktorý sa navijakom vytrhne ) ▪ Búranie trhavinami - najrýchlejšie, najlacnejšie - vysoká prašnosť- zníženie – sýtenie - vodné ihly - tlaková vlna a rozlet materiálu, seizmické účinky na okolie - jednoradový, dvojradový, plný deštrukčný rez - a) vyššie objekty- deštrukčný rez (rozložené nálože) tesne nad objektom alebo stropom - b) nižšie objekty – dvojitý deštrukčný rez - požiadavky pri odstreloch: - pred uložením náloží sa musia z objektu ručne odstrániť všetky výplne otvorov a i. ľahké časti stavby - dôsledne treba odstrániť zasklené výplne aj z vnútorných priestorov objektu - výbušninami sa nesmú strhávať plechové krytiny položené na plnom debnení 9) Zabezpečenie ochrany inžinierskych sietí, spôsoby vyhľadávania inžinierskych sietí, opis detektora Ochrana inžinierskych sietí: - inžinierske siete (vodovodné, kanalizačné, teplovodné a plynové potrubia, silové, telekomunikačné káble) sa nesmú stavebnými prácami porušiť - povinnosť stavebníka: zistiť ich polohu pred dokončením projektových prác - informácie o polohe a trasách inžinierskych sietí je stavebníkovi povinný poskytnúť ich správca - preloženie sietí musí stavebník prerokovať so správcami ešte pred začatím prác - ak sa na stavenisku nenachádzajú žiadne vedenia, stavebník o tom vydá staviteľovi písomné potvrdenie - v prípade neexistencie záznamov o sieťach určenie: - elektromagnetickými detektormi - georadarom - kopanými sondami - smer a výška podzemnej siete musí byť zakreslená do PD Spôsoby vyhľadávania inžinierskych sietí Detekčné prístroje - určujú polohu (smer a hĺbku) vedenia - detektory, lokátory: ▪ vyhľadávanie a zisťovanie polohy elektrických káblov a kovových potrubí - zloženie: ▪ vysielač signálov ▪ prijímač ▪ rukoväť so snímacou cievkou - poznámka: -7- ▪ ak je v hľadanom kábli elektrické napätie, vysielač nie je potrebný (prijímač reaguje na energiu vyžarovanú káblom) ▪ strojmi možno kopať do vzdialenosti 1 m od vyznačenej polohy vedenia, potom už len ručne ▪ ak je to možné, vedenie treba vyradiť z prevádzky - signalizačné markery – plastové gule s umiestnením LC obvodu s určitou frekvenciou 10) Vyjadrite matematicky výkonnosť cyklicky a kontinuálne pracujúcich stavebných strojov Výkonnosť cyklicky pracujúcich stavebných strojov (rýpadlá, dozéry, nákladné autá, žeriavy...) Qc = nc. V. ko. kpú (j.h-1) ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Qc - výkonnosť cyklicky pracujúceho stroja (j.h-1) nc - počet cyklov stroja za jednotku času (j.h-1) nc = 3600. tc-1 - kde tc je čas pracovného cyklu v sekundách V - množstvo produktu, ktoré a spracuje v jednom cykle (j) Ko - objemový koeficient, ktorým sa prepočítava objem rozpojeného materiálu na materiál v prírodnom stave kpú - koeficient pracovnej účinnosti stroja Výkonnosť kontinuálne pracujúcich stavebných strojov (korčekové rýpadlá, dopravné pásy, čerpadlá) Qk = 3600. Sz. v. ko. kpú (j.h-1) ▪ Qz - výkonnosť kontinuálne pracujúceho stroja (j.h-1) ▪ Sz - plocha záberu pracovného náradia, prípadne šírka záberu alebo objem korčeka (m2, m, m3) prierezová plocha výtlačného potrubia čerpadla šírka dopravného pása objem korčeka v - rýchlosť pohybu pracovného náradia (m.s-1) ko - objemový koeficient kpú - koeficient pracovnej účinnosti stroja ▪ ▪ ▪ -8- 11) Vyjadrite nákladovosť a produktivitu práce pri nasadení stavebných strojov a ich zostáv Náklady pri mechanizovaných stavebných procesoch ▪ Bežné náklady Qd + D p + P + M z + Ph + M a R fn N1 = [Sk/m3] Q ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Občasné náklady N2 = Vd + Op + Vp R fn [Sk/m3] Q ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Dp - daňové poplatky (Sk) Qd - náklady na odpisy 18,3%.cena stroja (Sk) P - poistenie stavebného stroja 1,3%.cena stroja (Sk) Rfn - ročný fond práce stroja (dní/rok) Q - výkonnosť (m3.deň-1) Mz - mzdy Sk/deň Ph - spotreba pohonných hmôt Ma - náklady na mazadlá 7,5%Ph (Sk) Vd - nákladovosť na údržbu 20%.cena stroja (Sk/rok) Op - nákladovosť na opotrebovanie pneumatík (Sk/rok) Vp - výmena pásov (Sk/rok) Rfn - ročný fond práce stroja (dní/rok) Q - výkonnosť (m3.deň-1) Jednorazové náklady N3 = Pv + M o + De + Pz [Sk/m3] Cm ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Pv - náklady na prevoz (Sk) Mo+De - náklady na montáž a demontáž stroja Pz - pomocné zariadenia Cm - celkové množstvo spracovaného produktu (m3) Celkové náklady N = N1 + N 2 + N 3 [Sk/m3] -9- ▪ Náklady na jednotku produktu pri strojových zostavách: Produktivita práce - účinnosť (plodnosť) živej práce, ktorá sa vynaloží vo výrobnom procese na zhotovenie produktu - množstvo produktov, ktoré vyrobí pracovník za jednotku času (priamy ukazovateľ) - množstvo času, ktoré je potrebné na zhotovenie produktu (nepriamy ukazovateľ) Pp = MP. TŽP-1 ▪ ▪ ▪ MP - celkové množstvo produktu (celkový výsledok živej a spredmetnenej práce) vyjadrené v naturálnych alebo hodnotových jednotkách (j) TŽP- celkové množstvo, resp. výdaj živej práce spotrebovanej na uvažovaný produkt vyjadrený v časových jednotkách (h) Produktivita mechanizovanej práce Ppm = Qs. TO -1 ▪ ▪ ▪ (j.ho-1 ) Qs - výkonnosť stroja (j.h-1) TO - čas v hodinách, ktoré odpracoval obsluhujúci personál na jednu hodinu práce stroja (ho. h-1) Produktivita práce pri nasadení strojovej zostavy: Pp (SZ ) ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ (j /h)  n −1 = QSZ. ( pi.Toi )   i=1  Qsz - výkonnosť strojovej zostavy (j.h-1) pi - počet strojov i-tého druhu Toi - čas v hodinách, ktoré odpracoval obsluhujúci personál na jednu hodinu práce itého stroja (ho.h-1) n - počet druhov strojov Celkové trvanie prác pri nasadení strojovej zostavy: TSZ = MPSZ.QSZ -1 ▪ ▪ (h) Qsz - výkonnosť strojovej zostavy (j.h-1) MPSZ - celkové množstvo jednotiek produktu vyhotovené strojovou zostavou (j) 12) Technologické vlastnosti hornín: rozdelenie a charakteristika. Technologické vlastnosti hornín ▪ ťažiteľnosť a rozpojiteľnosť ▪ prirodzená sklonitosť ▪ objemová hmotnosť ▪ nakyprenie ▪ vlhkosť Ťažiteľnosť horniny - je vlastnosť, ktorá vyjadruje náročnosť jej rozpájania a odoberania - je to kumulatívna charakteristika, ktorá zahŕňa pevnosť horniny - 10 - - - objemovú hmotnosť veľkosť zŕn pórovitosť obsah vody prirodzenú sklonitosť a iné podľa ťažiteľnosti (STN 73 3050)z technologického hľadiska horniny delíme do siedmich tried: Charakteristika tried ťažiteľnosti z technologického hľadiska sypké horniny naberateľné lopatou alebo nakladačom - sypké horniny rozpájateľné rýľom, nakladačom - kopné horniny rozpájateľné čakanom, rýpadlom - drobivé horniny rozpájateľné klinom, rýpadlom - ľahko trhateľné pevné horniny rozpájateľné rozrývačom, ťažkým rýpadlom, trhavinami - ťažko trhateľné pevné horniny rozpájateľné ťažkým rozrývačom, trhavinami - veľmi ťažko trhateľné pevné horniny rozpájateľné trhavinami Prirodzená sklonitosť - schopnosť horniny udržiavať sa v určitom stabilnom sklone (uhle vzhľadom na vodorovnú rovinu) - sypké nesúdržné zeminy: prirodzený sklon sa len málo odlišuje od uhlu vnútorného trenia - súdržné zeminy: majú prirodzený sklon väčší ako uhol vnútorného trenia - prirodzený sklon vybratých zemín: ▪ íl - suchý = 40-45° - mokrý = 20-25° ▪ piesočnatá hlina - suchá = 40-50° - vlhká = 30-40° - mokrá = 20-30° ▪ piesok - suchý = 30-40° - vlhký = 40° - mokrý = 25° ▪ štrk - suchý = 35-40° - mokrý = 35° Objemová hmotnosť - hmotnosť objemovej jednotky horniny, ktorú tvoria tuhé čiastočky a póry vyplnené (čiastočne alebo úplne) vzduchom alebo vodou m P= V (kg.m-3) m je hmotnosť vzorky v kg V je objem vzorky v m3 Pórovitosť - pomer objemu pórov a celkového objemu skúmanej vzorky P = s Vp V Vp je objem pórov v m3 V je objem vzorky v m3 Póry v hornine - kapiláry (vlásočnice) s prierezom menším ako 0,2 mm (voda vzlína) - nekapilárne vzdušné póry s väčším prierezom (voda presakuje) - pórovitosť má vplyv na nasiakavosť a priepustnosť horniny Nakyprenie - zväčšenie pôvodného objemu horniny v prírodnom stave po jej rozpojení - nakyprenie: ▪ prechodné (stav horniny bezprostredne po rozpojení) ▪ trvalé (zostáva i po dlhšom čase) - pri nakyprení klesá objem aj objemová hmotnosť - 11 - Vlhkosť zeminy (W) - pomer hmotnosti vody (g) a hmotnosti vysušenej zeminy (g) Objemová vlhkosť zeminy - pomer hmotnosti vody a objemu zeminy - vlhkosť zemín má vplyv na: ▪ rozpájateľnosť ▪ súdržnosť ▪ zhoršenie podmienok ma pohyb strojov (rozbahnenie) ▪ lepivosť na pracovné nástroje 13) Vykopávky: rozdelenie a definovanie pojmov, faktory ovplyvňujúce realizáciu vykopávky Vykopávka - proces, produktom ktorého je výkop Výkop - zemný objekt s novovytvorenými stenami (svahmi), dnom a s prípadným vrúbením Výkopisko - miesto, kde sa vykopávka vykonáva Výkopok - hornina rozpojená vykopávkou Podľa tvaru výkopiska a polohy v teréne: - odkopávky - prekopávky - hĺbenia Podľa tvaru hĺbeného výkopu: - jama - hĺbený zárez - ryha - šachta Vykopávka - rozpájanie horniny, odoberanie výkopku a jeho odhadzovanie alebo nakladanie na dopravný prostriedok Odkopávka - vykopávka nad úrovňou vodorovného premiestnenia výkopku Prekopávka - odkopávka naprieč terénnou vlnou Šachta - hĺbený výkop, ktorého plocha pôdorysu nepresahuje 36 m2, pričom najväčším rozmerom je hĺbka meraná v jeho osi ako zvislá vzdialenosť dna od priesečníka s úrovňou vodorovného premiestnenia Jama - hĺbený výkop, ktorý nie je šachtou a ktorého pôdorys má šírku väčšiu ako 2 m a hodnotu pomeru dĺžky k šírke dna menšiu ako 6. Hĺbený zárez - hĺbený výkop, ktorý nie je šachtou a ktorého pôdorys má šírku väčšiu ako 2 m a hodnotu pomeru dĺžky k šírke dna aspoň 6. Ryha - hĺbený výkop, ktorý nie je šachtou a ktorého pôdorys má šírku maximálne 2 m (okrem cestných a železničných priekop) Faktory ovplyvňujúce realizáciu vykopávky: - druh a vlastnosti rozpojovanej horniny - druh, tvar a rozsah vykopávky - klimatické a hydrogeologické pomery - požiadavky na bezpečnosť a ochranu zdravia - požiadavky na ochranu životného prostredia - 12 - STROJE NA VYKOPÁVKY: stroje schopné horninu rozpájať a výkopok presúvať alebo nakladať na dopravný prostriedok podľa konš. rieš.: dozéry, rýpadlá, nakladače, skrejpre, grejdre - 14) Princíp práce dozéra, rozdelenie, použitie a výkonnosť, schéma práce Dozéry - stroje na ťažbu zeminy v tenkých vrstvách, vykonávajú hrnutie výkopku na krátku vzdialenosť, rozprestieranie, zarovnávanie - radlica: ▪ pracovný nástroj pripevnený na podvozok traktora ▪ oceľový plech pripevnený 2 ramenami na podvozok traktora ▪ spodná strana - mohutný nôž s rezným uhlom 40-50° - podvozok: ▪ pásový ▪ pneumatikový (zriedka) - pohon: vysoký výkon motora (25-700kW) Rozdelenie dozérov podľa postavenia radlice: - buldozéry ▪ radlica kolmá na smer pohybu, dá sa zdvíhať a spúšťať - angledozéry ▪ radlica je v polovici dĺžky osadená na zvislom čape, okolo ktorého sa otáča až o 30° v oboch smeroch (zemina sa odsúva nabok) - tiltdozéry ▪ radlica je otočná okolo zvislej i pozdĺžnej osi - univerzálny dozér – všetky predch. Pracovné operácie: - rozpájanie horniny vo vrstvách 20-30 cm - hrnutie výkopku na menšiu vzdialenosť - ukladanie rozpojenej horniny - zarovnávanie uloženej vrstvy Rozdelenie radlíc: a) priama – na ťažbu, hrnutie na hromadu b) univerzálna – U so zahnutými koncami minimalizuje straty c) polouniverzálna – spája vlastnosti a,b Schéma práce dozéra: a) pozdĺžna – pri rozpojovaní a preprave na väčšie vzdialenosti b) bočná – úzke výkopy, prevláda dĺžka - umožňuje odsúvať vyťaženú zeminu na skládku rovnobežnú s osou výkopu c) priečna – pri presune na malé vzdialenosti, na odkopávky, skládky, zásypy rých d) uzatvorená – na zarovnanie členitého terénu, pri hĺbení plytkých stavebných jám so sklonom do 20° Použitie: odstraňovanie ornice odkopávky a prekopávky zásypy, zarovnávanie násypov a miernych svahov odstraňovanie stromov, pňov, búracie práce Výkonnosť dozéra: Qd = 800.S r.(1 − 0,005.l ).k o.k pd t fd 3.6 + 1 vn + 1 (m3/h) vp - 13 - Qd l tfd vh vn ko kpd - výkonnosť dozéra (m3. h-1) - dopravná vzdialenosť (m) - fixná časť cyklu dozéra (s) - rýchlosť pohybu dozéra pri hrnutí (km. h-1) - rýchlosť pohybu dozéra pri spätnom pohybe (km. h-1) - objemový koeficient horniny - koeficient pracovnej účinnosti dozéra 15. Princíp práce rýpadla, rozdelenie, použitie a výkonnosť, schéma práce. - samohybné stroje na rozpájanie hornín, nakladanie, resp. premiestňovanie výkopku na menšie vzdialenosti - určené na vykopávky stavebných jám, rýh, šácht alebo ťažbu hornín Rozdelenie: cyklicky pracujúce (lopatové, drapákové) kontinuálne pracujúce (korčekové) Cyklicky pracujúce rýpadlá: podvozok: pásový pneumatikový automobilový kráčajúci pohonná jednotka prevodové mechanizmy kabína s obsluhou a ovládaním otočný zvršok pracovné zariadenie: výložník – delený, nedelený pracovná nádoba (lopata/lyžica, drapák) Rozdelenie rýpadiel podľa použitého pracovného nástroja: ▪ ▪ ▪ S výškovou lopatou - ťažba hornín z priestoru nad rovinou pohybu rýpadla - vhodné do vykopávok väčších rozmerov nad hladinou podzemnej vody S hĺbkovou lopatou - ťažba hornín z priestoru pod rovinou pohybu rýpadla - objem vyťaženej zeminy je cca 75 až 80% výškovej lopaty - vhodné pre menšie vykopávky, v stiesnených priestoroch, vykopávky rýh a pod hladinou podzemnej vody S vlečnou lopatou - ťažba hornín z priestoru nad rovinou pohybu rýpadla - na vykopávky pod hladinou vody - pracovný nástroj je lopata - priťahovaním lana sa zemina vlečie k rýpadlu - 14 - ▪ S drapákom - ťažba horniny z hĺbkových výkopov s malým pôdorysným rozmerom (studne, šachty) - ťažba zeminy spod vody - pracovný záber rýpadla vo vzťahu k osi podvozka a polohy výložníka pri naberaní: ČELNÝ ZÁBER - BOČNÝ ZÁBER – KOMBINOVANÝ ZÁBER Výkonnosť cyklicky pracujúceho rýpadla: Q = 3600.Vr.ko.k pr r ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ (m3/h) tcr Qr Vr tcr ko kpd - výkonnosť rýpadla (m3. h-1) - objem výkopku v lopate rýpadla (m3) - trvanie pracovného cyklu rýpadla (s) - objemový koeficient horniny - koeficient pracovnej účinnosti rýpadla Korčekové rýpadlá: - kontinuálne pracujúce stroje - rozpájajú a naberajú horninu do sústavy korčekov pripevnenej na nekonečnej reťazi alebo kolese - v najvyššej polohe ju vysýpajú do žľabu alebo na dopravník - pri práci sa plynule premiestňujú pozdĺžne pracujúce: - smer pohybu korčekov je zhodný so smerom pohybu rýpadla - pásový alebo pneumatikový podvozok priečne pracujúce: - smer pohybu korčekov je kolmý na smer pohybu rýpadla - zväčša koľajový podvozok, menej pásový alebo plávajúci Použitie: úprava svahov a vodných tokov výkopy kanálov menších profilov ťažba piesku, štrku a hliny melioračné práce Výkonnosť korčekových rýpadiel: k Q = 60.Sk. - 15 - .D.nl.ko.k pk ( m 3 / h ) - 16 - Qk Sk D n l ko kpk - výkonnosť korčekového rýpadla (m3. h-1) - geometrický objem korčeka (m3) - priemer kolesa meraný medzi hrotmi korčekov (m) - počet otáčok kolesa za 1 minútu (min-1) - vzdialenosť korčekov (m) - objemový koeficient zeminy - koeficient pracovnej účinnosti korčekového rýpadla 16. Princíp práce scrapera, rozdelenie, použitie a výkonnosť, schémy práce. - cyklicky pracujúce stroje na ťažbu, prevoz a rozprestretie horniny - určené pre plošné vykopávky, odkopávky a prekopávky - výkopok hrnú (vzdialenosti vlečné 200-400m, samohybné 1500-2500m), rozprestierajú a zarovnávajú v rovinatom teréne - pre zeminy 1. a 2. triedy ťažiteľnosti, nevhodné pre zeminy vyššej triedy lepivé, obsahujúce balvany - nasadenie s vysokou výkonnosťou pre premiestnenie objemu > 200 000m3 a) jednomotorové – nízka ťažná sila, vyžadujú potláčanie (dozér, traktor, súčinnosť 2 scraperov) b) dvojmotorové – zvýšená ťažná sila, skrátený čas cyklu, možnosť prekonávania väčšieho stúpania - nevyžadujú potláčanie, vysoká cena a hmotnosť Pracovný nástroj: - oceľová, zospodu otvárateľná korba s rezným nožom - objem korby >10m3 - naberanie počas pojazdu Postup premiestňovania výkopku: - otvorenie prednej steny korby a spustenie do záberu - ukrajovanie zeminy v hr. 100-400mm pri pohybe stroja - ťažba do korby až po jej naplnenie, uzatvorenie korby a zdvihnutie do prepravnej polohy - premiestnenie, čiastočné spustenie a otvorenie korby - hrúbka rozprestieranej vrstvy regulovaná otvorením štrbiny, presnosť rozprestretia až 10 mm – laserové ovládanie Schémy práce scrapera: Eliptická – ťažba v jednom/dvoch pracovných záberoch - na jednej vetve elipsy ťaží, dopravuje aj ukladá, na druhej sa prázdny vracia Osmičková – vhodná pre priečne premiestňovanie zeminy - počas prejazdu osmičkou 2x ťažba a 2x rozprestieranie - prechádza z výkopu do násypu, pri otáčaní je prázdny (rýchlejšie) Scrapre: ťahané traktorom samohybné - pohon vznetovým motorom Použitie: odkopávky a prekopávky pri väčších dopravných vzdialenostiach optimálna dopravná vzdialenosť ťahaných scraperov: 200-400 m optimálna dopravná vzdialenosť samohybných scraperov: do 1 500 m - 17 - Výkonnosť scraperov (m3 /h) Qs Vs l tfd vn vp ko kpd - výkonnosť scrapera (m3. h-1) - objem výkopku v korbe scrapera (m3) - dopravná vzdialenosť (m) - fixná časť cyklu scrapera (s) - rýchlosť pohybu naloženého scrapera (km. h-1) - rýchlosť pohybu prázdneho scrapera (km. h-1) - objemový koeficient horniny - koeficient pracovnej účinnosti scrapera Schéma práce scrapera 17. Princíp práce nakladačov, rozdelenie a použitie. - cyklicky pracujúce stroje na rozpájanie hornín 1. a 2. triedy ťažiteľnosti - naberanie, nakladanie, doprava výkopku na kratšie vzdialenosti - možnosť hrnutia výkupku na kratšie vzdialenosti ako dozér Druh zeminy: nesúdržná, resp. vopred rozpojená (malé nakladače) ťažšie rozpojiteľná (väčšie nakladače) Pracovný nástroj: hydraulicky uvládaná nakladacia lopata v pomere ku stroju väčšia ako lopata rýpadla nosnosť limitovaná objemovou hmotnosťou nakladaného materiálu – naberaná hmotnosť v max vyložení musí zachovať stabilitu stroja v pozdĺžnom smere naberanie sa vykonáva počas pojazdu Typy lopatových nakladačov: ▪ otočné nakladače ▪ lopata dvíhaná a spúšťaná pred traktorovým nosičom – čelne ▪ naberanie a vysýpanie na hromadu alebo dopravný prostriedok s otočením výložníka o 90° - pneumatikový podvozok - nad prednou nápravou – otočný tanier s výložníkom a lopatou - možnosť otáčania okolo zvislej osi o 90° v oboch smeroch - skrátenie pracovného cyklu bez nutnosti manévrovania - zasýpanie pozdĺžnych vykopávok ▪ čelné nakladače ▪ lopata dvíhaná a spúšťaná pred traktorovým nosičom – čelne ▪ naberanie a vysýpanie na hromadu alebo dopravný prostriedok čelne - najčastejšie využívané v zemných prácach - pneumatikový podvozok - samostatná skupina – nakladače riadené šmykom – preklz protichodne otáčajúcich sa kolies, manévrovanie otáčaním celého stroja na mieste, malé nakladače s objemom do 0,8 m3, nosnosť do 1900kg - 18 - Schéma práce: (neviem či treba?) a) priamková I – najväčšia výkonnosť - najkratší pracovný cyklus - po naplnení nakladač cúva - dopravný prostriedok sa pristaví pred lopatu (bočne pri otočnom nakladači) - nutnosť koordinácie s dopravným prostriedkom b) schéma X alebo Y - po naplnení cúva v oblúku - prísun nakladača k vozidlu a vysypanie - pracovný cyklus sa predlžuje – nižšia výkonnosť c) schéma T - využitie ako schéma X,Y, využitie v širokom výkope 18. Princíp práce a použitie gradera. - samohybný stroj na kolesovom podvozku určený na plošný presun zeminy - trieda ťažiteľnosti 1-3 v malých vrstvách - trojnápravový podvozok – predná riadiaca náprava, medzi prednou a zadnou nápravou je veľký rázvor (rázvor je parameter vozidiel, označujúci vzdialenosť stredov predných a zadných kolies) – manipulácia radlicou - kolesá pripevnené na guľovom čape – možnosť práce v strmom svahu, po vrstevniciach Pracovný nástroj: - dlhá radlica na otočnom kruhu, možnosť otáčania vodorovne o 360°, náklon, zdvih, spustenie - radlica nižšia ako pri dozéroch (0,35-0,8m), presnosť zarovnania 10mm - 19 - 19) Spôsoby dopravy výkopku, charakteristika a rozdelenie dopravných prostriedkov, výkonnosť dopravných prostriedkov. Spôsoby dopravy výkopku - ručná - cestná a terénna Ručná doprava - malé objemy zemných prác a malé vzdialenosti - fúrik (objem do 80 l) do vzdialenosti 10-20 m - na odvoz 1 m3 12-16 fúrikov Cestná a terénna doprava - nákladné automobily - špeciálne dopravné prostriedky ▪ dampre ▪ damkary Univerzálne nákladné automobily - bočnicová, trojstranne alebo dozadu sklápacia korba - pohon na zadné nápravy - schopnosť rýchlej jazdy po spevnených cestách alebo verejných komunikáciách Terénne nákladné automobily - trojstranne alebo dozadu sklápacia korba - korba má konzolovú striešku (ochrana kabíny vodiča) - 2 zadné nápravy - pohon na všetky nápravy uzávierka diferenciálu-zlepšenie jazdy v teréne doprava po nespevnených plochách na verejných komunikáciách: iba s nosnosťou do 25 t a so šírkou max. 2,5 m Dampre: - preprava zeminy v rámci staveniska Malé dampre: - podvozok s krátkym rázvorom a jednostranne vyklápacia korba - vedľa motora posunutého na jednu stranu je stĺpik riadenia a sedadlo vodiča otočné okolo stĺpika - pohyb dopredu a dozadu, vodič má výhľad vždy dopredu Veľké dampre: - delený podvozok - ťahač a korba - kĺbové riadenie s malým polomerom otáčania - korba vyklápacia dozadu sa môže spájať s ťahačom tzv. husím krkom (ako scraper) alebo spodným kĺbom (ako dvojdielny nakladač) - samostatný výkyv prednej a zadnej osi – lepšia prejazdnosť terénom Pásová doprava: - doprava zeminy v priestore staveniska - ak medzi miestom nakladania a odberu nie je komunikácia vhodná na dopravné prostriedky - plynulosť dopravy - sklon menší ako 20° až 25° - rýchlosť pohybu pásov: od 1,2 do 2,0 m/s - možnosť kombinácie viacerých pásových dopravníkov pri väčších vzdialenostiach prepravy Výkonnosť cyklicky pracujúcich dopravných prostriedkov: Qd = 3600.Vd.ko.k pd t cd (m3/h) Vd ko kpd tcd V = Md (m3)  d - objem korby dopravného prostriedku naplneného zeminou v nakyprenom stave (m3) - objemový koeficient - koeficient pracovnej účinnosti dopravného prostriedku - dĺžka trvania pracovného cyklu dopravného prostriedku (s) Md - užitočná nosnosť dopravného prostriedku podľa technického preukazu (t)  - objemová hmotnosť horniny v prírodnom stave (t. m3) Poznámka: Vzorec platí, ak výsledok nie je väčší ako fyzický objem korby dopravného prostriedku. tc = tf + tn + tjn ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ tf tn tjn tv tjp + tv + tjp - (s) fixná časť cyklu (s) čas nakladania (s) čas jazdy naloženého dopravného prostriedku (s) čas vykladania (s) čas jazdy prázdneho dopravného prostriedku (s) Potrebný počet dopravných prostriedkov: nDP = ▪ ▪ Qt Qd Qt - výkonnosť ťažobného stroja (m3/h) Qd - výkonnosť dopravného prostriedku (m3/h) 20) Základné veličiny pri teórii hromadnej obsluhy, charakterizujte matematické veličiny: intenzita vstupu obsluhovaných prvkov, intenzita obsluhy a intenzita prevádzky systému hromadnej obsluhy. Základné veličiny: ▪ Kanál obsluhy - prostriedok, ktorý vykonáva obsluhu požiadaviek (napr. rýpadlo) ▪ Prúd požiadaviek - vstupné obsluhované prvky (napr. nákladné automobily) ▪ Čas obsluhy - koľko požiadaviek môže byť v určitom časovom intervale obslúžených ▪ Pravdepodobnosť odmietnutia požiadaviek Teória hromadnej obsluhy - matematické veličiny: ▪ Intenzita vstupu = 1 TV - priemerná dĺžka intervalov medzi vstupmi požiadaviek do systému obsluhy v min. (min-l) TV Predpoklad: časové intervaly medzi vstupmi majú náhodnú veľkosť a rozdelenie ich pravdepodobnosti ich výskytu možno opísať Poissonovým exponenciálnym rozdelením: Pn (t ) ▪ = (t )n e−t Pn(t) - pravdepodobnosť toho, že vo zvolenom časovom intervale s dĺžkou t vstupuje do systému práve n požiadaviek. n! Intenzita obsluhy = 1 TN - priemerný čas obsluhy v min. (min-l) TN Poznámka: čas obsluhy T sa správa ako náhodná veličina podľa zákona exponenciálneho rozdelenia ▪ Intenzita prevádzky systému =   = TN TV -3- 21) Voľba stavebných strojov s využitím metódy polyoptimalizácie. Optimalizácia: - rešpektovanie jedného parametra pri výbere najvhodnejšej varianty strojovej zostavy pre stavebný proces. Polyoptimalizácia: - súčasné rešpektovanie viac, často protichodných parametrov. Parametre polyoptimalizácie: - výkonnosť - produktivita - nákladovosť - spotreba energie Q (j/h) P (j/ho) N (Sk/j) E (l/h, kWh/j) Kritériá: - jednotlivým parametrom je prisúdená rozličná závažnosť vyjadrená váhou daného parametra. - zhoršenie ktoréhokoľvek parametra musí viesť k zvýšeniu hodnoty ukazovateľ polyoptimalizácie - ukazovateľ optimalizácie jednotlivých parametrov musí byť realizovaný tak, aby bol odstránený vplyv voľby jednotiek - hodnoty ukazovateľa optimalizácie jednotlivých parametrov nemajú rásť nad všetky medze (výsledný ukazovateľ polyoptimalizácie nebude citlivý k voľbe váhových faktorov) - hodnotu ukazovateľa optimalizácie jednotlivých parametrov volíme tak, aby najlepší variant mal najnižšiu hodnotu tohto ukazovateľa (výkonnosť a produktivita-recipročné hodnoty) Ukazovatele optimalizácie: ▪ ukazovateľ výkonnosti U Qi = 1/ Qi n 1/ Q i i =1 ▪ ukazovateľ produktivity U Pi = 1/ Pi n 1/ P i i =1 ▪ ukazovateľ nákladovosti U Ni = Ni n N i i =1 ▪ ukazovateľ energetickej náročnosti U Ei = Ei n E i i =1 -4- ▪ ukazovateľ polyoptimalizácie UPO = (VQ. UQi + VP. Upi + VN. UNi + VE. UEi). 10-2 ▪ ▪ ▪ ▪ VQ VP VN VE - váhový koeficient výkonnosti v % váhový koeficient produktivity v % váhový koeficient nákladovosti v % váhový koeficient spotreby energie v % Najlepšia varianta strojovej zostavy UPO,min = min (UPO1, UPOi,..., UPOn) ▪ ▪ UPO,min UPO,i - minimálna hodnota ukazovateľa polyoptimalizácie - ukazovateľ polyoptimalizácie i-tej varianty (i=1 až n) 22) Spôsoby ochrany stien výkopov: rozdelenie a charakteristika. Steny výkopov: ▪ Zvislé- zabezpečenie ochrany vystužovaním ▪ Šikmé- zabezpečenie ochrany zosvahovaním ▪ Kombinácia- (pod hladinou vody zvislé- vystužené nad úrovňou šikmé- zosvahovanie) Vykopávky so šikmými stenami: - Stavebné jamy do hĺbky cca 6 m - ak je to technicky možné- dostatočný priestor v okolí stavebnej čiary - ak je to z hľadiska realizácie hospodárne- náklady na ochranu stavebnej jamy zvislých stien sú väčšie ako úprava šikmými stenami Vykopávky so zvislými stenami: - Stavebné jamy nad hĺbku 6 m - V zástavbe existujúcich objektov - Vykopávky šácht - Ryhy pre IS v zástavbe Požiadavky pri návrhu rozmerov vykopávok: - rozmery konštrukcie vo vykopávke (základ, DN, inžinierske siete,...) - šírka pracovného priestoru na zhotovenie konštrukcie: ▪ izolácia líca stavebnej konštrukcie ▪ debnenie líca betónovej konštrukcie ▪ šírka dna na ukladanie potrubia ▪ zaistenie bezpečnosti práce Vplyvy na ochranu stien výkopov: ▪ Fyzikálno mechanické vlastnosti hornín: - uhol vnútorného trenia - súdržnosť hornín ▪ Obdobie, počas ktorého bude výkop otvorený ▪ Potreba ochrany vykopávky pred prienikom vody -5- Zosvahovanie výkopov: ▪ Predpodklad: - voľný priestor okolo objektu ▪ Význam: - zabezpečenie proti zosunutiu zeminy - uvoľnenie pracovného priestoru vo výkope - úspora nákladov na zemné práce ▪ Princíp realizácie: - Pracovný priestor je chránený v jednej alebo viacerých výškových úrovniach - Sklony svahov sa navrhujú v závislosti od vlastností hornín, výšky svahu, sklonu terénu, zaťaženia svahu a pôsobenia tlaku HPV - pracovisko sa v každej fáze chráni proti zosunutiu stien zosvahovaním do sklonu, ktorý zabezpečí ich stabilitu ▪ Zásady: - Jamy do 3 m- sklony v dolnej časti menej strmé prerušené lavičkou min. 0,5 m širokou - Jamy do 6 m- sklony podľa normových tabuliek - Jamy nad 6 m- potrebný výpočet stability ▪ Podmienky: - svahy a okraje výkopov sa prezrú na začiatku zmeny a po každom prerušení prác - v blízkosti výkopov (priestor šmykového klina) nebudú pracovať stavebné stroje, resp. zariadenie - v priestore nebude žiadne prídavné zaťaženie - sklon svahu sa zmierni pri zväčšení objemu vody v zeminách Vystužovanie stien výkopov: ▪ Požiadavka: - steny výkopov strmé alebo zvislé ▪ Význam: - Požiadavky na zvislé/strmé steny výkopu - Priestorové dôvody - Ekonomické dôvody - Potreba tesnenia proti prieniku vody - Zaistenie bezpečnej práce vo výkope - Zaistenie stability okolitého terénu, hotových alebo realizovaných budov ▪ Spôsoby ochrany stien výkopov: - vrúbením - štetovnicovými stenami - podzemnými stenami - spevnením okolitej horniny 23) Druhy vrúbení: rozdelenie a charakteristika. Vrúbenie - dočasná stavebná konštrukcia - plochá výplň vrúbenia v styku so zeminou: paženie Druhy vrúbení: ▪ Príložné- vodorovné (do hĺbky ryhy 6 m bez prítomnosti vody) a zvislé (do hĺbky ryhy 5 m bez prítomnosti vody) ▪ Záťažné- klasické tesárske- pre suché stredne stlačiteľné a nesúdržné zeminy ▪ Hnané- klasické tesárske- nesúdržné, rozmočené zeminy Podmienka vrúbenia zvislých stien výkopov: - nezastavené územia: ak výkop dosiahne hĺbku 1,5 m - zastavané územia: ak výkop dosiahne hĺbku 1,3 m - nepriaznivý stav horniny, opakované otrasy: už pri hĺbke 0,7 m - vrúbenie prečnieva 150 mm nad okolitý terén - vrúbenie tvorí zarážku proti zošmyknutiu osôb alebo pádu predmetov do výkopov -6- Vrúbenie príložným pažením: - pri suchých a málo tlačivých horninách do hĺbky 5 až 7 m - základné prvky: ▪ pažnice (vodorovné alebo zvislé) ▪ zvislé alebo vodorovné zápory (príložky) ▪ vodorovné rozpery, resp. šikmé vzpery - paží sa po rozpojení horniny a odprataní výkopku - vyklínovanie len z jednej strany rozperky Vrúbenie so záťažným pažením: - čiastočne súdržné horniny - základné prvky: ▪ zvislé pažnice ▪ vodorovné rámy (pozdĺžniky) ▪ odstavnice (rozpery) a kliny vyklínovanie pri paždej pažnici (medzi pozdĺžnikom a pažnicou) paží sa súčasne s rozpájaním horniny- odkopáva sa približne v dvoch zvislých záberoch a zapaží sa Vrúbenie s hnaným pažením: - nesúdržné alebo súdržné stlačiteľné horniny - základné prvky: ▪ zvislé alebo mierne šikmé pažnice ▪ vodorovné rámy (pozdĺžniky) ▪ vodorovné odstavnice (rozpery) a kliny ▪ hnané pažnice sa zarážajú pred rozpájaním horniny na celú výšku alebo jej časť - pažnice sú dlhšie ako dno výkopu, zrezané šikmo - rámy sú medzi sebou rozoprené zvislými stĺpikmi - hornina sa vykopáva na hĺbku ½ až 2/3 zabaranenej výšky pažníc a potom sa osadzuje ďalší rám - pri ďalšom zarážaním pažníc sa kliny uvoľňujú (pracovníci nesmú byť vo výkope) 24) Ochranné konštrukcie stien rozmerných hlbokých výkopov: rozdelenie a charakteristika. Požiadavky: - prenos veľkých zaťažení - veľká životnosť - spôsob ochrany: ▪ záporové vrúbenie ▪ štetovnicové steny ▪ podzemné steny Záporové vrúbenie: - zápory: oceľové nosníky (valcované I profily s výškou 240 až 400 mm) so širokými prírubami - zápory sa baranie alebo vkladajú do otvorovo vyvŕtaných v zemine - do zápor sa s postupom vykopávky vkladajú pažnice: ▪ drevené fošne alebo trámy ▪ oceľobetónové prefabrikáty ▪ rozopierajú klinmi - steny sa rozopierajú ako pri príložnom vrúbení - použitie: až do hĺbky výkopu 20 m - nie je vodotesné - Štetovnicová stena: Princíp: ▪ vytvára sa baranení jednotlivých tuhých pažiacich prvkov - štetovníc navzájom spojených tzv. zámkom - Výhody: ▪ ochrana stien výkopu proti zosunutiu ▪ čiastočne vodotesná - spomaľuje prienik podzemnej vody do výkopu ▪ môžu sa zarážať až do hĺbky 20 m ▪ vysoká životnosť ▪ možnosť vytiahnutia štetovnice po skončení zakladania a opäť ich použiť na inej stavbe -7- - Materiál: ▪ oceľové valcované štetovnice rôznych rozmerov - Spôsoby vháňania štetovníc do podložia: ▪ Baranením (najstarší spôsob)- pomocou naftových, hydraulických alebo pneumatických baranidiel, pre súdržné aj nesúdržné zeminy ▪ Vibrovaním- pomocou vysoko- a nízkofrekvenčných vibrátorov, pre nesúdržné zeminy ▪ Vtláčaním- pomocou zatláčacích systémov, pre súdržné zeminy ▪ Kombináciou týchto spôsobov - Spôsoby stability: ▪ pri malých hĺbkach výkopu netreba štetovnice rozopierať, ale ich možno zapustiť (votknúť pod úroveň dna) ▪ pri väčších hĺbkach treba steny rozoprieť, resp. zakotviť Podzemné steny: - vhodné na vystužovanie stien najhlbších výkopov - steny plnia nasledovné funkcie: ▪ prenos zvislého zaťaženia ▪ vodotesnosť izolovaných stien výkopu ▪ podchytávanie okolitých objektov - nevýhoda: ich výroba je náročná a drahá, ale ťažko nahraditeľná vzhľadom na podmienky použitia - spôsob zhotovenia: ▪ z prefabrikovaných betónových pilót ▪ monolitické - hĺbka až do 60 m Pilótové steny: - pilóty sa po spustení výstužných košov betónujú do otvorov s priemerom 0,5 až 1,2 m vyhĺbených veľkoprofilovými vŕtacími súpravami - druhy: stena z prevŕtaných pilót, tangenciálna pilótová stena, pilótová stena s medzerami, pilótová stena technológiou prúdovej injektáže - jednotlivé otvory sa môžu: ▪ prekrývať (vodotesnosť) ▪ dotýkať ▪ hĺbiť v rozstupoch - priestor medzi poslednými pilótami sa pri vykopávke postupne vypĺňa betónom 25) Sanácia neúnosného podložia: spôsoby a charakteristika. Vyhotovenie drenážnych pilót: - zvislé vrty alebo šachty vyplnené pieskom ▪ prefabrikovaný konsolidačný drén z mäkkčeného profilovaného PVC obaleného polypropylénovou netkanou textíliou vtláčaný alebo vibrovaný zvislo do podložia - drenážne pilóty sa napájajú na priepustnú štrkovú vrstvu v násype - zvislé drenáže zväčšujú priepustnosť bahnitých a rašelinových vrstiev - tiaž násypu cez ne vytláča vodu do priepustnej vrstvy násypu - priepustnou vrstvou sa voda vytláča mimo násypu a podložie sa konsoliduje Hĺbková stabilizácia miešaním zeminy: - princípom je zlepšovanie mechanických vlastností zeminy chemickou cestou - podstatou je hĺbkové premiestnenie zeminy spojivom- vápno, cement, sadra - podľa charakteru zmesi sa delí na- suchú a mokrú technológiu Zlepšenie podložia hĺbkovou vibráciou: - princípom je zlepšenie vlastností zeminy vibrovaním pri zložení zeminy- štrky, piesky, prachové častice do 15%/ílové do 3% - existuje viacero technológií Sanácia podložia vákuovaním: - princípom je zlepšovanie vlastností zeminy znížením tlaku vzduchu v jej póroch -8- - vhodné pre vodou nasýtené jemnozrnné zeminy dôležité je zabezpečiť odsávanie vzduchu v priestore a eliminovať nasávanie z okolia Sanácia geotextíliami: - geotextília - syntetické alebo prírodné vlákna (tkané, netkané alebo pletené) - baly šírka 6 m a dĺžka 100 m - funkcie geotextílií: ▪ výstužná ▪ filtračná - výstužná geotextília (polyester, polyetylén): ▪ rozprestrenie geotextílie na vyrovnaný povrch neúnosného podložia ▪ nasypanie 200 až 300 mm sypaniny s oblými hrubšími zrnami kameniva (ochrana pred poškodením) ▪ položenie klasického násypu ▪ tkanina roznáša ťahové namáhanie spôsobené nerovnomernou kvalitou podložia, resp. tiažou násypu ▪ násyp sadá rovnomerne, zatláča sa do podložia a za 1-2 roky sa stabilizuje - filtračné geotextílie: ▪ zabraňujú prenikaniu jemnejších zŕn z podložia do násypu a tým znehodnoteniu kvalitného násypového materiálu ▪ umožňuje prenikaniu a prúdeniu vody v smere kolmo na jej plochu ▪ zabraňuje znehodnoteniu kvalitného násypového materiálu zanesením jemných častíc z podložia vzlínaním vody do násypu ▪ rozprestierajú sa na podkladovú vrstvu zo súdržnej zeminy, z ktorej sa odstránila orníc -9- 26) Technológia budovania násypov, spôsoby stabilizácie zemín Budovanie násypov: - doprava a ukladanie sypaniny - zhutňovanie sypaniny - úprava povrchu násypu - požiadavka: ▪ vhodnosť sypaniny ▪ homogenita sypaniny po celej dĺžke aj šírke násypu ▪ ukladanie selektívne ▪ výška vrstvy závisí od účinku zhutňovania - postup: ▪ dopravné prostriedky vyklápajú materiál na hromady alebo do hrádzok alt. vysýpanie materiálu za súčasného pojazdu (dávkovanie zeminy) ▪ hromady sa rozhŕňajú dozérom ▪ vrstva sa zarovná graderom ▪ povrch nasýpanej vrstvy má mať obojstranný priečny sklon 3 až 4% (kvôli odtoku dažďovej vody) ▪ najlepší materiál na násypy: nesúdržné štrkopieskové zeminy: - veľký uhol vnútorného trenia, - málo stlačiteľné, - voda v nich nevzlína, - dažďová voda sa v nich nedrží (nezamŕzajú, nemenia objem) - možnosť dobrého zhutnenia ▪ menej vhodné: súdržné-väzné ílovité zeminy - ťažšie sa zhutňujú. - strácajú únosnosť, - objemovo sú nestále - umiestňujú sa do jadra násypu, okolo ktorého je vhodná zemina - vrchná vrstva násypu (hrúbka 0,5 až 1 m): ▪ kvalitný homogénny materiál ▪ nesúdržný s max. veľkosťou zŕn 60 až 80 mm, v skalných násypoch až 150 mm - kontrola kvality sypaniny: objemová hmotnosť, vlhkosť, namŕzavosť - poznámka ▪ v daždi prácu prerušiť a pokračovať, až keď sa sypanina vysuší Stabilizácia zemín: - - - - dôvod: nedostatok vhodnej sypaniny spôsoby stabilizácie : ▪ úprava krivky zrnitosti zeminy ▪ primiešanie prímesí alebo spojív do zeminy úprava krivky zrnitosti: ▪ miešanie 2 alebo 3 druhov zemín ▪ do nevhodnej zeminy (íl, hlina) sa primiešajú chýbajúce frakcie zŕn (drvina, štrkopiesok) tak aby sa dosiahla optimálna zrnitosť postup: ▪ štrkopiesková vrstva (nesúdržný materiál) sa navezie a rozprestrie, ▪ na ňu sa navezie súdržný materiál (hlinitá zemina) ▪ po premiešaní oboch vrstiev a po úprave vlhkosti sa stabilizovaná sypanina zhutní ▪ kontrola kvality: skúška zrnitosti a skúška miery zhutnenia stabilizácia spojivami ▪ cement, vápno, bitumény - 10 - - - - - - - - cement: ▪ sypaniny s malým obsahom jemných súčastí ▪ zeminy nesmú obsahovať organické látky a sírany ▪ kyslé zeminy najskôr treba pred stabilizáciou neutralizovať vápnom alebo elektrárenským popolčekom ▪ do vhodných zemín: 4 až 6% hmotnosti suchej zeminy ▪ do podmienečne vhodných: 8 až 11% cementu a 2 až 4% vápna kyslé zeminy: ▪ najskôr sa premieša zemina s vápnom a po 8 hod. s cementom ▪ min. 7 dní ochrana proti vysychaniu - kropenie, fólia vápno: ▪ zlepšenie vlastností ílovitých zemín ▪ nevhodné na úpravu uhličitanových a sypkých zemín ▪ dávka- 4% a viac z hmotnosti suchej zeminy; práškové vápno: 2 až 4% hmotnosti suchej zeminy bituménové spojivo: ▪ nesúdržné materiály s obsahom max. 35% čiastočiek menších ako 0,063 mm; ▪ na stabilizáciu sa používajú: - riedené asfalty alebo asfaltové emulzie, - riedené dechty alebo dechtové emulzie - na zlepšenie súdržnosti – vápno alebo cement ▪ dávka bituménov: 4 až 6% hmotnosti suchej zeminy ▪ práškové vápno: 2 až 4% hmotnosti suchej zeminy postup pri miešaní spojív a zemín: ▪ navezenie zeminy na pripravený podklad a rozprestrenie graderom ▪ hrúbka: 150-350 mm ▪ na zarovnanú vrstvu zeminy sa rovnomerne rozprestrie prímes alebo spojivo v stanovenom množstve ▪ práškové spojivá sa ukladajú nákladnými automobilmi s korbou prierezu tvaru “V” ▪ spojivo sa rozmetáva na zeminu rozmetávacím tanierom ▪ kvapalné spojivá: dávkovanie z autocisterny s kropiacim zariadením ▪ miešanie sa realizuje pomocou špeciálnych zemných fréz-premiešanie po 7-12 prejazdoch ▪ po premiešaní sa zemina graderom zarovná a zhutňuje špeciálne stroje (zemné miešačky): ▪ všetky operácie vykonávajú v jednom zábere; ▪ prvý rotor rozrušuje vrstvu zeminy; druhý a tretí ju premiešava so spojivom; ▪ sústava kolies v zadnej náprave vrstvu zhutňuje miešačky: ▪ vyššia kvalita (nútené miešanie) ▪ veľké náklady a prácnosť ▪ použitie pri drahých spojivách a požiadavke vysokej kvality premiešania 27) Charakterizujte Proctorov prístroj a skúšku, vyjadrite matematicky zhutňovaciu prácu, hodnotu zhutnenia súdržných a nesúdržných zemín. Proctorov prístroj - základné časti: ▪ kovový mažiar valcového tvaru ▪ nadstavec ▪ ubíjadlo - zemina sa do mažiara ukladá v 3 vrstvách, pri modifikovanej skúške v 5 vrstvách každá vrstva sa rovnomerne zhutňuje 25 údermi ubíjadla po zhutnení sa nadstavec odstráni a prečnievajúca vrstva zeminy sa odreže vzorka zeminy sa odváži, vysuší a znova odváži z rozdielu hmotnosti vlhkej a suchej vzorky sa zisťuje vlhkosť a počíta objemová hmotnosť suchej zeminy skúška začína so suchšou zeminou a opakuje sa pri postupnom zvyšovaní vlhkosti o 1,5 až 2% dovtedy, kým sa póry nenasýtia vodou a objemová hmotnosť zeminy nezačne klesať - 11 - - výsledky sa nanášajú do diagramu: ▪ vodorovná os: vlhkosť ▪ zvislá os: objemová hmotnosť suchej zeminy po zhutnení ▪ vrchol krivky: optimálna vlhkosť wOPT ▪ max. hodnota objemovej hmotnosti suchej zeminy Pmax dosiahnutá pri konštantnej zhutňovacej práci Zhutňovacia práca: Az = ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ m.g.H.x h.S m g H x h S - (j.m-3) hmotnosť ubíjadla (kg) gravitačné zrýchlenie (m.s-2) výška dopadu ubíjadla (m) počet úderov výška zhutňovacej vrstvy zeminy (m) prierezová plocha vzorky (m2) Koeficient kvality zhutnenia súdržných zemín (Proctorovu skúškou): D= ▪ ▪ d max 100 (%) pd - objemová hmotnosť zhutnenej zeminy po vysušení pmax - maximálna objemová hmotnosť po vysušení určená z Proctorovej štandardnej skúšky Predpísaná hodnota zhutnenia nesúdržných zemín (skúška relatívnej uľahnutosti): Id = ▪ ▪ ▪  d max ( d −  dnub )  d (d max −  d min ) pdmax - maximálna objemová hmotnosť zeminy po vysušení pdmin - minimálna objemová hmotnosť zeminy po vysušení pd - objemová hmotnosť zeminy po vysušení, ktorá sa dosiahla na stavbe 28) Popíšte spôsoby zhutňovania zemín, rozdelenie zhutňovacích strojov. - - proces zväčšovania objemovej hmotnosti sypaniny, ktorá bude blízka objemovej hmotnosti horniny v prírodnom stave tento proces má dopad na zvýšenie: ▪ mechanických vlastností sypaniny ▪ únosnosti zemnej konštrukcie ▪ stability zemnej konštrukcie základné spôsoby zhutňovania: ▪ tlakom ▪ hnetením ▪ údermi ▪ vibráciou Zhutňovanie tlakom: - porucha rovnováhy medzi ▪ vonkajšími silami pôsobiacimi na zeminu ▪ vnútornými odpormi zeminy - menšie zrná sypaniny sú vtláčané do dutín medzi väčšie zrná - drvenie, resp. deformácie hrúd, vyplnenie medzier v sypanine - 12 - - zväčšenie dotykových plôch: nová rovnováha síl Zhutňovanie hnetením: - tlak je nerovnomerne vnášaný na povrch hutnenej plochy - vznik šmykových plôch medzi stláčanou a nestláčanou zeminou - vzduch stlačený v uzatvorených dutinách uniká Zhutňovanie údermi: - zrná a hrudy sa čiastočne: ▪ drvia ▪ striasajú do nižšie položených dutín Zhutňovanie vibráciou: - zhutňovaná zemina sa rozkmitáva - ak sú zotrvačné sily zŕn väčšie ako trenie, resp. súdržnosť medzi zrnami: ▪ zrná sa začnú vzájomne pohybovať ▪ vypĺňajú nižšie položené dutiny ▪ dostávajú sa do stabilnej polohy Zhutňovacie stroje: ▪ valce - pôsobia tlakom - rozdelenie podľa povrchu kolies: ▪ hladké valce (tlak) ▪ ježové valce (hnetenie) ▪ pneumatikové valce (hnetenie) ▪ ubíjadlá - pôsobia údermi - rozdelenie: ▪ zhutňovacie dosky ▪ ubíjadlá ▪ vibračné platne - pôsobia vibráciou 29) Popíšte princíp práce zhutňovacích valcov, ubíjadiel a vibračných platní. Zhutňovanie valcovaním: Valce hladké: - jeden alebo niekoľko behúňov z oceľového plechu, cez ktoré sa prenáša tiaž stroja na zeminu - valce sú plnené: ▪ vodou ▪ pieskom - povrch zhutnenej vrstvy je hladký - vhodnosť: ▪ konštrukčné vrstvy vozoviek ▪ zahladenie poslednej vrstvy po ježových valcoch ▪ nevhodné pre súdržné materiály (hladký povrch je nepriepustný pre vzduch z nižších vrstiev) Valce ježové: - tŕne na plášti behúňa tvaru nepravidelných zrezaných ihlanov (nevytrhávajú zeminu pri hutnení) - tŕne zhutňujú zeminu v hĺbke - zanechávajú jamky, dochádza k odparovaniu vody - pred dažďom sa povrch vrstvy uzatvára - hladí hladkým valcom Valce pneumatikové: - ťažké pneumatikové vozidlá: ▪ jednonápravové (ťahané) ▪ dvojnápravové (samopojazdné) - upevnenia kolies na valcoch: ▪ výkyvne ▪ posuvne a výkyvne - 13 - - - výhody: ▪ rovnomerné rozloženie tlaku na všetky kolesá ▪ prispôsobenie sa kolies nerovnostiam terénu ▪ pružnosť pneumatík ▪ väčšia dosadacia plocha ▪ zhutňovanie menej únosných zemín (menšie zabáranie) korigovanie tlaku vzduchu v pneumatikách: hlinité piesky: tlak 0,3až 0,4 MPa súdržné zeminy: tlak 0,4 až 0,6 MPa Zhutňovanie ubíjaním: Zhutňovacie platne: - oceľové, zavesené na výložníku žeriava - hmotnosť platne: 1 až 3 tony - zhutnenie je vyvolané voľným pádom platne z výšky 1 až 2m Ubíjadlá: - mechanizované nástroje - pohyb platne oproti telesu zabezpečuje motor: ▪ výbušný ▪ tlakovzdušný ▪ elektrický - menšia výkonnosť - zhutňovanie malých kubatúr zeminy v obmedzených priestoroch - min. rozmer dosadacej plochy: 0,8 až 1,0 optimálnej výšky zhutňovacej vrstvy Zhutňovanie vibrovaním: Vibračné platne: - princíp: ▪ vibračná platňa sa rozkmitáva vibrátorom upevnenom na platni ▪ od vibrujúcej platni sa rozkmitáva aj zemina - použitie: ▪ malé kubatúry nesúdržnej zeminy (zásypy, obsypy, násypy pod dlažbu) - výkonnosť závisí od: ▪ špecifického statického tlaku ▪ kmitočtu vibrácie ▪ hmotnosti vibrátora ▪ amplitúdy excentra vibrátora - vhodnosť špecifického statického tlaku: ▪ prevlhčené piesky: 0,003 až 0,004 MPa ▪ piesky s optimálnou vlhkosťou: 0,006 až 0,01 MPa ▪ hlinito-piesočnaté zeminy s optimálnou vlhkosťou: 0,01 až 0,02 MPa - 14 - 30) Odvodňovanie počas zemných prác. - Návrh odvodňovania záleží od: ▪ Priepustnosti základovej pôdy ▪ Rozmerov stavebnej jamy ▪ Zdroja prítoku Ochrana hĺbkových vykopávok pred povrchovou vodou: - jarčeky alebo hrádze na teréne po obvode alebo na svahu nad okrajom výkopu - ich funkcia: zachytenie a odvedenie vody na vhodné miesto - zrážková voda z dna jamy a podzemná voda presakujúca do jamy: zachytávanie do obvodovej drenáže alebo odvodňovacej priekopy - rozsiahlejšie jamy: drenážne perá - zachytená voda sa odvádza do čerpacích jám pažených oceľovými pažnicami alebo betónovými skružami - umiestnenie čerpacích jám: mimo základov budúceho objektu - odčerpanie vody z čerpacích jám mimo stavebnej jamy- kalové čerpadlá Plošná zaťažovacia drenáž: - ak je paženie jamy vodotesné a votknuté pod úroveň dna vykopávky - posudzujeme, či prúdenie vody medzi nepriepustným podložím a spodným okrajom paženia neprekročí kritickú rýchlosť (môže dôjsť k strate stability dna) - plošnú zaťažovaciu drenáž tvorí vrstva štrku alebo štrkopiesku uložená na dne vykopávky Plytké odľahčovacie studne: - sú hlbšie ako čerpacie jamy - pažia sa betónovými skružami - ich dno je priepustné a vybavené štrkovým filtrom - veľkosť studne a výber čerpadla závisia od očakávaného prítoku vody - vo väčších vykopávkach: niekoľko studní - ak je dno studne 5 až 6 m pod úrovňou terénu: použijeme nasávacie odstredivé čerpadlo umiestnené na teréne - pri väčších hĺbkach: výtlačné čerpadlá - výtlačná výška: - 15 - ▪ ▪ ▪ čerpadiel s vodorovným hriadeľom: 6 m kalových čerpadiel so zvislým hriadeľom : cca 15 m v hlbších výkopoch sa zapájajú čerpadlá za sebou Hĺbkové odvodňovanie: - zníženie hladiny podzemnej vody v predstihu pred hĺbením výkopovej jamy - spôsoby hĺbkového odvodňovania: ▪ gravitačné - pomocou čerpacích studní ▪ gravitačné - pomocou čerpacích ihiel ▪ vákuové - pomocou čerpacích ihiel - voľba vhodného spôsobu odvodňovania závisí od: ▪ rozmerov a hĺbky vykopávky pod hladinou podzemnej vody ▪ uloženia priepustných a menej priepustných vrstiev zeminy v priestore vykopávky Odvodňovanie pomocou studní: - piesčité a štrkovité zeminy - studne sa môžu kopať alebo vŕtať - ich hĺbka ho pod dnom výkopu ho = 3(H – h) ▪ ▪ - (mm) h - hĺbka hladiny spodnej vody pred začatím čerpania (mm), H - vyžadovaná hĺbka vody pod dnom stavebnej jamy (min 500 mm) studne sa rozmiestňujú mimo obrys stavebnej jamy alebo ryhy ich počet sa volí tak, aby sa čerpaním znížila hladina podzemnej vody rovnomerne v celom priestore pri veľkom prítoku: čerpanie vody z každej studne osobitným čerpadlom ak je prítok menší, nasávacie potrubie sa z viacerých studní napojí na spoločné zberné potrubie a jedno čerpadlo výhoda: zemné práce prebiehajú v stavebnej jame za sucha Kopané studne: - hĺbené drapákovým rýpadlom - súčasne s hĺbením sa vystužuje vrúbením alebo železobetónovými skružami - do vŕtaných studní s priemerom 200 až 600 mm nemožno umiestňovať ponorné čerpadlá - ich hĺbkový dosah je preto obmedzený Hĺbkové odvodňovanie čerpacími ihlami: - použitie pri čerpaní podzemnej vody v jemno-zrnných piesčitých zeminách - pri čerpaní pomocou studní by voda odplavovala vysokou rýchlosťou prúdenia jemné zrná, čím by sa znížila únosnosť základovej pôdy - čerpacie ihly majú hlavice s filtrami - hlavice sú prispôsobené na vplachovanie ihiel tlakovou vodou - vo vonkajšom perforovanom plášti majú ihly vnútornú rúrku, ktorá privádza vodu do hrotu hlavice - prúd vody zmenšuje trenie na obvode ihly a zľahčuje jej zatláčanie do zeminy - po skončení vplachovania možno vodu zo zeminy v okolí ihly odsávať cez jej perforovaný plášť - gumová guľa umiestnená v hlavici zabráni nasávaniu vody z hrotu ihly - odsávacie ihly sa oceľovým potrubím pripájajú na odsávací agregát, ktorý pracuje automaticky (podľa - 16 - potreby zapína a vypína) 31) Dokončovacie práce pri zemných procesov, zemné práce v zime a bezpečnosť pri zemných prácach. - požiadavky: ochrana povrchu zemnej konštrukcie pred prírodnou eróziou, estetika (prirodzené začlenenia do okolia) dokončovacie procesy: ▪ svahovanie ▪ ochrana svahov Svahovanie: - zarovnávame všetky nové trvalé svahy do presného projektového tvaru - spôsoby svahovania: ▪ ručne (malé plochy) ▪ špeciálnymi strojmi (gradre, univerzálne dokončovacie stroje, dozéry) ▪ maximálna presnosť sa dosahuje strojmi s automatizovaným vedením pomocou laserových lúčov ▪ presnosť úpravy povrchov sa kontroluje latou s dĺžkou 3 m ▪ pri úprave svahu: - pod kamennú alebo betónovú dlažbu sa vyžaduje presnosť ± 30 mm - zahumusovaním je presnosť ± 50 mm Použitie gradera: - úprava pláne alebo nízkych svahov do 3 až 4 m - pri úprave strmších svahov pracuje grader s radlicou vysunutou nabok a pohybuje sa po korune násypu alebo pri jeho päte rovnobežne s osou násypu - pri úprave svahov s malým sklonom sa grader pohybuje rovnobežne s hranou svahu, zadné nápravy sú na pláni pod svahom, predná náprava je na svahu, radlica je natočená tak, aby zeminu ukladala medzi zadné kolesá - presnosť gradera: 10 mm na 1 m Univerzálne dokončovacie stroje (vhodnosť použitia): - svahovanie stredne vysokých svahov - svah zarovnávajú vysúvaním a zasúvaním teleskopického hydraulického výložníka nastaveného do vyžadovaného sklonu - pracovným nástrojom je radlica na zarovnávanie - ak je zabudovaný namiesto radlice valec: povrch možno zhutňovať Ľahký dozér: - zarovnávanie vysokých svahov - súčasné zhutňovanie svahu - pri svahoch strmších ako 1 : 3 sa dozér musí zabezpečiť lanom o ťažší stroj na zemné práce s dostatočnou hmotnosťou a stabilitou nad svahom Ochrana svahov pred účinkami erózie: - zahumusovanie a obsiatie - 17 - - obsiatie bez humusu mačinovanie osobitné spôsoby Spôsob ochrany závisí od: - vlastnosti sypaniny - strmosti svahu - vyžadovaného vzhľadu povrchu Humusovanie: - vrstva humusu má byť hrubá min 100 mm - na štrkovité a kamenisté svahy má byť hrúbka až 150 mm - do humusu sa seje vhodné trávové semeno - obsiatu plochu ošetrujeme dovtedy, kým trávnik nezmohutnie - na strmých a kamenistých svahoch sa robí hydroosev: ▪ na svah sa strieka vodným delom zmes trávového semena, posekanej slamy alebo rašeliny, hnojiva a vhodného spojiva (celulózová alebo bituménová emulzia) ▪ tak sa vytvorí súvislý neodplaviteľný povlak, v ktorom sa zachytáva vegetácia Mačinovanie: - na menších svahoch - zabezpečuje prakticky okamžitú ochranu - mačiny sa ukladajú na vyrovnaný svah výkopu alebo násypu alebo na rozprestrenú vrstvu humusu - na strmých svahoch sa chránia pred zosunutím drevenými kolíkmi, ktoré sa cez mačiny zatlčú do hĺbky cca 300 mm - nevýhoda mačinovania: veľká pracnosť a nedostatok vhodného materiálu Strmé svahy: - ochrana plôtikmi z kolov prepletených jelšovými alebo vŕbovými prútmi s výškou 150 mm - odolnou a trvácou úpravou je ochrana kamennými zahádzkami a obkladmi z hutných materiálov Zemné práce v zime: - zamrznutá voda v póroch zeminy mení jej technologické vlastnosti - hĺbka zamrznutia závisí od: ▪ sily mrazu ▪ času jeho pôsobenia ▪ druhu horniny ▪ objemu pórov ▪ obsahu vody Nesúdržné zeminy s obsahom vlhkosti 30-35 %: ▪ premŕzajú najrýchlejšie a najhlbšie b) Súdržné a suché zeminy, resp. zeminy presýtené vodou ▪ premŕzajú pomalšie. a) Vplyvy na rýchlosť premŕzania: - druh krycej vrstvy (tráva, sneh a pod.) - najväčšiu pevnosť dosahujú zeminy práve nasýtené vodou - pevnosť zamrznutých suchších alebo zemín presýtených vodou je nižšia - pri presýtených zeminách sa pevnosť približuje až pevnosti ľadu - mráz spôsobuje zmeny objemu vlhkej zeminy Problémy so zamrznutou zeminou: - zvýšenie mechanickej pevnosti zamrznutej zeminy sťažuje jej ťažbu, odvoz i ukladanie - tvarová nestálosť komplikuje budovanie stabilných zemných konštrukcií - zamrznutá zemina sa nesmie ukladať do násypov - nárast prácnosti a nákladov na zemné práce Možnosti vykonávať zemné práce v zime: - vo výkopoch s nezamŕzavými horninami (suché nesúdržné zeminy, skalné horniny) - vo veľkých a hlbokých výkopoch s blízkymi násypmi alebo depóniami, kde je nižší podiel zamrznutej horniny a krátky odvoz - pri vykopávkach v močaristej oblasti, kde sa zamrznutím zlepšujú podmienky ťažby zeminy - 18 - Opatrenia pri vykonávaní zemných prác v zime: - plynulý a rýchly priebeh prác (viacsmenná prevádzka) - ochrana zeminy pred zamŕzaním (zakrytím izolačnou vrstvou) - rozohrievanie zamrznutej vrstvy (komplikované a drahé) - mechanické rozpájanie zamrznutej vrstvy : ▪ nárazy ťažkého oceľového klina zaveseného na výložníku žeriava ▪ hydraulickým búracím kladivom pripevneným na výložníku rýpadla ▪ rozrývacie nože pripevnené na dozér - rozpájanie zamrznutej zeminy výbuchom: ▪ vrty na nálože majú hĺbku 0,8 až 0,9 hrúbky ťaženej vrstvy ▪ vzdialenosti sú volené tak, aby rozstrieľané kusy neboli väčšie ako 0,4 objemu lopaty nakladacieho prostriedku - zasoľovaním (chlorid vápenatý alebo sodný v množstve 1 až 5 kg.m-2.) Bezpečnosť pri zemných prácach: - vyznačenie trás podzemných vedení a iných prekážok: ▪ druhy inžinierskych sietí ▪ hĺbka uloženia ▪ ochranné pásma - výkopy na obývanom území sa musia zakryť alebo zabezpečiť proti pádu osôb ▪ ak je zabezpečenie výkopu viac ako 1,5 m, dostatočnou zábranou je: - jednotyčové zábradlie s výškou 1,1 m - nápadná prekážka vysoká najmenej 0,6 m - uložený výkopok s výškou min. 0,9 m - výkopy, ktoré priliehajú k verejným komunikáciám, alebo do nich zasahujú, sa musia označiť: ▪ výstražnou dopravnou značkou ▪ v noci a pri zníženej viditeľnosti sa musia označiť červeným výstražným svetlom na začiatku a na konci výkopu a na všetkých nebezpečných miestach ▪ pozdĺž komunikácie sú výstražné svetlá vo vzdialenosti max. 50 m - cez výkopy hlbšie ako 0,5 m sa na trasách pre chodníky musia zriadiť bezpečné priechody široké na stavenisku min. 0,75 m a na verejnom priestranstve min. 1,5 m - ak je výkop na stavenisku hlboký do 1,5 m, musí byť na priechode obojstranné jednotyčové zábradlie vysoké 1,1 m - hlbšie výkopy alebo výkopy na verejnom priestranstve musia mať na priechodoch obojstranné dvojtyčové zábradlie a na úrovni podlahy zarážku - pred prvým vstupom pracovníkov do výkopu, po prerušení prác na čas dlhší ako 24 hodín alebo po dlhotrvajúcom daždi musí zodpovedný pracovník urobiť prehliadku stien výkopu, paženia a prístupov - výkopové práce s hĺbkou nad 1,3 m nesmie na odľahlom pracovisku vykonávať pracovník osamote - keď sa odkryjú v stene výkopu veľké kamene, zvyšky starých základov, pracovníci musia ohrozené miesto opustiť. V práci pokračujú až po odstránení týchto predmetov podľa pokynov majstra - stroje sa môžu pohybovať len v takej vzdialenosti od hrany výkopu, aby nedošlo k ich zrúteniu - pri stroji v pohybe sa nesmie nikto zdržiavať v dosahu jeho činnosť 32) Spôsoby rozrývania hornín, zariadenie na rozrývanie hornín. Rozrývanie hornín: - samostatná výrobná operácia, počas ktorej sa hornina rozpája jedným alebo viacerými rozrývacími nožmi bez toho, aby stroj rozpojený materiál premiestňoval - rozrývacie nože sú pripevnené na robusné zemné stroje Rozrývacie nože: - upevnené na dozéry (buldozéry), gradre a nakladače - dĺžka 0,5 až 2 m - sú v nosnom ráme stroja uchytené: ▪ trojbodovo- trojuholník a jedna strana je hydraulický valec, jeden kĺb- jednoduchá montáž, optimálny uhol s povrchom rozpojovanej zeminy len v jednej hĺbke- v závislosti od hĺbky sa uhol mení ▪ štvorbodovo- väčší počet kĺbov- menšia tuhosť, nosný rám zabezpečuje konštantný uhol pri rôznych hĺbkach hrotu noža - tvary: ▪ rovné so zahnutým špicom (tvrdé horniny) - 19 - - - ▪ oblúkovité (ľahšie rozpojiteľné horniny) dĺžky: ▪ krátke (tvrdé a zamrznuté horniny) ▪ stredne dlhé (mierne rozpukané horniny) ▪ dlhé (vysoko abrazívne horniny) tvrdšie horniny: kratší rozrývací hrot najkvalitnejšia oceľ vymeniteľné časti: ▪ kryt na hranu ▪ hrot Rozrývateľnosť horniny: - závisí od jej rozrušenia tektonickými poruchami a vplyvov poveternosti - varianty: ▪ bloky horniny sú malé: zóna rozrušenia je úzka (ryha), materiál nie je vhodný na rozrývanie ▪ rozmery blokov sú optimálne: zóna rozrušenia je max. široká, rozrývač má max. výkonnosť ▪ rozmery blokov sú veľké: materiál je ako monolit, hornina nie je rozrývateľná Proces rozrývania: - začína sa 1 rozrývacím nožom - prevodový stupeň dozéra - rozrývanie do max. hĺbky - materiál ľahko rozpojiteľný: 2 až 3 rozrývacie nože - rozrývanie v rovnobežných pásoch - dĺžka do 40 m: spätný chod traktora - dĺžka nad 40 m: traktor sa obracia - rozryté pásy sa vzájomne dotýkajú - osové vzdialenosti pohybu traktora: ▪ 1 až 1,5 m (jeden nôž) ▪ do 2,5 m (viac nožov) ▪ ťažko rozrývateľný materiál: krížom v dvoch na seba kolmých smeroch 33) Rozpojovanie hornín rozrušovacími kladivami a špeciálnymi technológiami. Rozpojovanie rozrušovacími kladivami: - použitie: pri rozpojovaní menšieho množstva skalných hornín Druhy kladív: - ručné zbíjacie kladivá poháňané stlačeným vzduchom (najľahšie nástroje) - ťažšie búracie kladivá poháňané stlačeným vzduchom alebo zážihovým motorom - ťažké hydraulické búracie kladivá pripevnené na výložník rýpadla (väčší rozsah prác) Zbíjacie kladivo (princíp): - základné časti: valec s piestom a s pracovným nástrojom - do valca sa z kompresora privádza a z valca vypúšťa stlačený vzduch poháňajúci piest - poháňajúci sa piest naráža na pracovný nástroj – zahrotenú oceľovú tyč, ktorá nárazmi rozrušuje horninu Pneumatické zbíjacie kladivo: - hmotnosť: 8 až 12 kg - pri 1 000 až 1 500 úderoch za minútu spotrebujú asi 0,5 m3 vzduchu s tlakom 0,4 až 0,6 MPa Pneumatické búracie kladivo: ▪ sú ťažšie ako zbíjačky (30 až 40 kg) ▪ použitie prevažne vo zvislej polohe ▪ frekvencia: 800 až 1 000 úderov za minútu ▪ mohutnejší účinok ako zbíjačky ▪ použitie - rozbíjanie: - tenkých vrstiev kameňa - betónových konštrukcií - muriva. - 20 - Vzduch na pohon pneumatických nástrojov sa stláča: ▪ piestovými kompresormi ▪ rotačnými kompresormi Búracie kladivá so zážihovým motorom: - pri výbuchu zmesi sa piest i valec pohybujú od seba - majú hmotnosť cca 30 kg - na pohon sa používajú benzínové dvojtaktné motory s objemom valca do 200 cm3, ktoré majú frekvenciu až 3 000 úderov za minútu - výhoda: nezávislosť od zdroja energie a ľahká prenosnosť - použitie: práce menšieho rozsahu na rozptýlených pracoviskách Hydraulické búracie kladivá: - hmotnosť 80 až 2 500 kg - pripevnené na výložník hydraulického rýpadla a pripojené na jeho hydraulický systém - ich frekvencia je od 200 (ťažké kladivá) do 1 500 (ľahké kladivá) úderov za minútu - môžu nahradiť niekoľko desiatok ručných kladív - veľká účinnosť a nižšia hlučnosť ako ručné pneumatické kladivá Špeciálne technológie na rozpojovanie skalných hornín - rozpojovanie rezaním - termické rozpojovanie - chemické rozpojovanie Rozpojovanie rezaním: - skalné kotúčové píly alebo rezné laná - kotúčové píly majú veľký priemer a špeciálne zuby z tvrdého kovu - do kompaktnej skaly vyrezávajú drážky - rezné oceľové laná majú na povrchu tvrdý brúsny materiál, do rezu ich uvádza sústava kladiek - obe zariadenia umožňujú vytvoriť rez s hladkým povrchom - použitie: ▪ rezanie betónových konštrukcií ▪ vyrezávanie skalných blokov na umelecké účely Termické rozpojovanie: - skalná hornina sa rozrušuje vysokým tepelným namáhaním - do vrtov sa vkladajú termitové náložky schopné po zapálení produkovať extrémne množstvo tepla - od tohto tepla sa skala zohrieva a zväčšuje svoj objem - rozpínanie skalnej horniny vo vhodne umiestnenej rovine rezu vytvorenej sústavou náloží spôsobuje oddelenie kalného bloku od masívu skaly Chemické rozpojovanie: - systém podobný termickému rozpojovaniu - vrty sa vyplnia maltou z rozpínavého cementu, ktorý pri zväčšovaní objemu pôsobí na stenu vrtu silným tlakom - použitie: rozrušovanie veľkých balvanov 34) Rozpojovanie hornín trhavinami. Rozpojovanie výbuchom: - účinná technológia umožňujúca rozrušovanie skalných hornín - výbuch: ▪ fyzikálno-chemický dej, pri ktorom sa z výbušniny náhle uvoľňuje veľké množstvo energie ▪ poznámka: v stavebníctve sa používajú takmer výlučne chemické výbušniny - podľa účinku a spôsobu použitia sa výbušniny delia na: ▪ streliviny - náplň do nábojov strelných zbraní ▪ trhaviny - použitie na rozpájanie hornín alebo demoláciu objektov (tvoria podstatnú zložku náloží a sú málo citlivé na mechanické alebo tepelné podnety) ▪ traskaviny - používajú sa do rozbušiek, ktoré iniciujú výbuch trhavín (sú citlivé na mechanické alebo tepelné podnety) - skalné priemyselné trhaviny: ▪ pri výbuchu sa menia na plyn, - 21 - ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ z 1 kg trhaviny sa vytvorí plyn, ktorého merný objem by bol pri normálnom atmosférickom tlaku a teplote O°C 800 až 1 000 l, detonačná rýchlosť (rýchlosť výbušnej premeny) je v: - sypkých povrchových trhavinách 3 000 až 4 000 m.s-1 - plastických trhavinách 4 700 až 4 900 m.s-1 počas explózie dosahuje teplota splodín výbuchu 2 500 až 3 500 °C podľa konzistencie sa trhaviny delia na : - pevné - sypké - plastické - tekuté dodávajú sa v náložkách v tvare valca, tvarované (hranolčeky, dosky) alebo voľne kladené nálože trhavín sa pri rozpojovaní hornín vkladajú do vrtov, komôr alebo sa prikladajú k rozpojovanému materiálu 35) Charakterizujte automatizáciu procesu z hľadiska rozsahu a z hľadiska kvality Dôvody a predpoklady zavádzania: - nahradenie namáhavej a jednotvárnej ľudskej práce prácou automatov a robotov - možnosti zvládnutia optimálneho riadenia komplikovaných technologických procesov - zvýšenie kvality prác a jej stabilná úroveň - úspora práce a materiálov - realizácia prác v prostredí zdraviu škodlivom a neprístupnom pre človeka - dokonalé využitie pracovného času Automatizácia: - zavádzanie a používanie takých technických prostriedkov, matematických metód a riadiacich systémov, ktoré čiastočne alebo úplne nahradzujú človeka pri priamej účasti v procese získavania, spracovania, prenosu a využívania energií, materiálov a informácií. - v porovnaní s mechanizáciou kvalitatívne vyššia úroveň - náhrada riadiacej a kontrolnej práce človeka činnosťou zariadenia schopného zvládnuť riadenia stroja na požadovanej úrovni Automatizácia procesu z hľadiska rozsahu: - čiastočná - plná - komplexná Čiastočná automatizácia: - riadenie časti procesu, operácií alebo úkonov pracovného stroja prebieha automaticky a iné operácie alebo úkony riadi človek Plná automatizácia: - automat preberá riadenie všetkých operácií a úkonov pri určitej fáze výrobného procesu Komplexná automatizácia: - automatizácia všetkých nadväzujúcich fáz výrobného procesu, ktorého výsledkom je polotovar alebo hotový výrobok Automatizácia procesu z hľadiska kvality: - automatické ovládanie - automatická regulácia - robotizácia Automatické ovládanie - ovládanie stroja alebo mechanizmu prebieha bez účasti človeka podľa vopred stanoveného programu - zariadenie nereaguje na kvalitu výstupu - nepoužíva sa spätná väzba Automatická regulácia - kvalitatívne vyšší stupeň automatizácie - zabezpečuje priebeh procesu v stanovených medziach pri meniacich sa vonkajších podmienkach - 22 - - zariadenie kontroluje výstup a pomocou spätnej väzby mení parametre vstupov tak, aby kvalita výstupu odpovedala v každom čase vopred stanoveným hodnotám zariadenia sú zväčša jednoúčelové Robotizácia - najvyšší stupeň automatizácie - robotizovaný proces je riadený kybernetickou ovládacou sústavou - výsledný produkt má požadované parametre aj pri meniacich sa vnútorných a vonkajších podmienkach - kybernetická sústava môže priebeh výrobného procesu aj optimalizovať - robot nemusí byť jednoúčelovým zariadením - 23 -