Diskontinualne potporne građevine sačinjene su od AB elemenata, tj. od AB šipova i AB dijafragmi. One se postavljaju na proračunatom rastojanju između dva elementa, obično na 1,5 do 2,5m1 . AB elementi mogu, ali ne moraju, biti međusobno povezani "veznom" gredom ("naglavnom" gredom). Vrlo često se diskontinualne potporne građevine grade od AB bušenih šipova. Pri sanacijama terena, potporne građevine od AB šipova češće se primenjuju od potpornih građevina od AB dijafragmi. Razlog veće primene šipova od dijafragmi kod potpornih građevina je sigurnija i efikasnija tehnologija izvođenja šipova od tehnologije izvođenja dijafragmi. U ovom delu daćemo elemente i tehnologiju izrade AB bušenih šipova koji se primenjuju pri sanacijama terena, kao elemente potporne građevine.
U primeni su sledeći prečnici bušenih AB šipova: 600, 800, 1000, 1250, 1500, 2000 i 2500mm. Maksimalna dubina bušenih šipova koji se primenjuju kod potpornih građevina je 40m1. Izradu (iskop i betoniranje) bušenih šipova prati direktno (momentalno) zacevljenje. Ono, kod potpornih građevina, može biti potpuno ili delimično (SI. 17). U Praksi, u mnogo većem broju slučajeva, primenjuje se potpuno zacevljenje koje sprečava odronjavanje sitnih ili krupnijih čestica tla sa zidova bušotine, ili eliminiše veće Pokretanje tla u zoni kliznog sloja, kada dolazi do pretnje zatvaranja bušotine.
SI. 17. Zacevljenost bušotina, A - potpuno, B – delimično.
Potpuno zacevljenje bušotine vrši se kod peskova i šljunkova, kod prašina i prašinasto-glinovitih prirodnih tvorevina male konzistencije (S1.17.A), kao i kada je klizni sloj izražen i izaziva kretanje tla, pa je neophodno ta kretanja osujetiti. Delimično zacevljenje bušenih šipova može se obaviti ako se pri bušenju naiđe na sloj gline veoma tvrde konzistencije, ili na sloj mekanih stena: lapori, laporci, glinci, fliševi, ...(Sl.17.B). U praksi su poznati slučajevi izrade bušenih šipova bez zacevljenja. Cev zamenjuje fluidna podgrada, obično bentonitna ili glinena suspenzija.
Bušeni šipovi u praksi se rade sa neproširenom ili sa proširenom bazom (Sl.18A i B). Kod potpornih građevina gde je dominantno dejstvo horizontalnih sila, proširenje baze šipa obično se ne vrši, jer za to nema statičkih potreba. Samo proširenje je tehnološki teško izvesti i moguće je jedino kod glina. Proširenje baze šipa, kada se radi, najčešće se vrši do dvostrukog prečnika šipa.
Sl. 18. Bušeni šipovi: bez proširenja baze (A), sa proširenjem baze (B)
Pre početka izrade bušenih šipova neophodno je obaviti neke pripremne radove koji obuhvataju odgovarajuće poslove na gradilištu i poslove na izboru, dopremi i montaži opreme i instalacija, a sve u skladu sa konkretnim projektom i sa terenskim gradilišnim uslovima. Pripremni radovi na gradilištu podrazumevaju izradu radnih platoa i izradu pristupnih saobraćajnica, radi kretanja i rada planirane opreme za bušenje, dopremu armaturnih koševa i betona za betoniranje šipova. Radni platoi moraju biti širine 5-7m1, a širine pristupnih saobraćajnica su 3-5m1.
Uzdužni nagibi pristupnih saobraćajnica mogu biti maksimalno 15%. Kolovozni zastori radnih platoa i pristupnih saobraćajnica moraju biti urađeni od kvalitetnih materijala (šljunak, tucanik, itd.), kako bi se lako i bez problema kretale mašine sa kojima se radi i sredstva za dopremu materijala ili izvoz iskopane zemlje. Opterećenja koja će primati kolovozni zastori radnih platoa i pristupnih puteva manifestuju se koncentrisanim silama od 70 do 1000kPa.
Mehanizacija i oprema za kvalitetan i efikasan rad za izradu bušenih šipova, sastoji se od sledećeg: bager za iskop sa odgovarajućim alatima; zaštitne cevi; hidraulički cevni oscilator za rotaciono oscilovanje zaštitnih cevi, čime se olakšava njeno utiskivanje u zemljište; dizalica za vađenje zaštitnih cevi i podizanje i nameštanje armaturnog koša; oprema za kontraktorsko betoniranje.
Bageri ili refuleri za bušenje (iskop) bušotina su osnovne mašine koje se primenjuju pri izradi bušenih šipova. Oni služe za obavljanje iskopa zemlje u zaštitnoj cevi. Kod nas su u primeni bageri sledećih proizvođača: "Link Belt", "Oprenstein Koppel", "Poclain", "Casagrande", itd. Bageri moraju biti opremljeni odgovarajućim alatima kao što su: spirale ili kašike, proširivači, udarni čekići, dleta, itd. Ovi alati su montirani na teleskopskim rotacionim sistemima osnovnog bagera i čine jednu tehnološku celinu za iskop (bušenje) šipova. Kod nas su u primeni alati sledećih proizvođača: "Casagrande", "Sollimec", "Salzitter", itd.
Za privremeno postavljanje zaštitnih cevi, odnosno zacevljenje bušotine, koriste se čelične cevi koje osciluju pomoću hidrauličkog oscilatora tzv. lavirke, kao posebnog postrojenja, kompletiranog sa standardizovanim cevima i spojnicama. Dužina zaštitne cevi treba biti jednaka dužini šipa. Najveća dužina cevi je 20m1. U slučaju da je cev duža od 20m1, cev se nastavlja. Za nastavljanje služe specijalne mehaničke spojnice koje daju aksijalnu i torzionu krutost, kao i vodonepropustljivost na mestu nastavka. Kontraktorsko betoniranje obavlja se pomoću kontraktorske cevi prečnika 200mm, kompletirane nastavcima i spojnicama. Spravljanje i transport betona vrši se klasičnom opremom.
Tehnologija izrade bušenih šipova sastoji se od tri osnovne faze: od iskopa bušotine (bušenja), od spravljanja i postavljanja armaturnog koša i od spravljanja betona i betoniranja šipova. Kako je već rečeno, iskop bušotina pri izradi bušenih šipova kod potpornih građevina može biti sa potpunim zacevljenjem ili sa delimičnim zacevljenjem.
Više je u primeni način sa potpunim zacevljenjem. Po redosledu rada, prvo se bager (bušilica ) i lavirka lociraju na mesto izrade šipa. Tolerancija odstupanja od projektovanih koordinata vertikalne ose šipa određena je tehničkim uslovima za svaki konkretni projekat. Ona je obično u granicama 1-2cm. Uporedo sa lociranjem postrojenja, na lokaciji šipa potrebno je izvršiti kontrolu i rektifikaciju vertikalnosti lafeta i teleskopskog rotari-uređaja za bušenje. Tolerancija vertikalnosti predviđa se tehničkim uslovima za svaki konkretan projekat, a obično se dozvoljava 1-2 %.
Početak bušenja zahteva postavljanje pomoćne cevi (vodice), dužine 2-4m1, na mesto bušotine koja služi za obezbeđenje položaja i pravca šipa. Posle zabijanja pomoćne cevi, iz nje se vrši iskop i transport iskopanog tla. Zatim se, u tako pripremljenu bušotinu, spušta zaštitna čelična cev, koja služi za obezbeđenje daljeg iskopa. Uporedo sa napredovanjem iskopa (bušenja), obavlja se utiskivanje zaštitne cevi torzionim pokretanjem, naizmenično levo i desno, hudrauličkim cevinim oscilatorom (lavirkom). Cevi se dodaju tokom bušenja u skladu sa napredovanjem bušenja sve do dna bušotine. Kroz cev se obavlja bušenje i iznos materijala iz bušotine. Bušenje i iznos materijala obavlja se spiralama za vezane prirodne tvorevine (prašine i gline) i kašikama za nevezane prirodne tvorevine (pesak, šljunak) i muljeve. Dno cevnih kolona treba da napreduje brže od brzine obavljanja bušenja, naročito kada se radi u nevezanim i muljevitim prirodnim tvorevinama. Na taj način sprečava se prodiranje tla ispod dna cevnih kolona. Bušenje je izvršeno kada se dođe do projektovanog dna, što se kontroliše sa dva do tri uzastopna merenja visine bušotine graduisanom trakom. Tačnost merenja je 1cm.
Armaturni koševi za bušene šipove slični su armaturnim koševima koji se koriste kod ostalih šipova. Osnovni karakteristični elementi armaturnih koševa su:
- Unutrašnji prstenovi, koji se postavljaju na rastojanju 1-1,5m1 visine šipa, koji služe kao konstruktivni nosači vertikalnih čeličnih šipki (glavne armature šipa). Vertikalne čelične šipke se zavaruju za unutrašnji prsten na minimum 50% spojeva.
- Glavna vertikalna armatura proračunava se statičkim računom nosivosti šipa, obzirom na opterećenje koje deluje na šip. Dužina vertikalne armature treba biti jednaka dužini šipa i uvećana za visinu vezne (naglavne) grede, ako ta greda postoji u potpornoj konstrukciji. Kao što smo već pomenuli, minimum 50% šipki glavne vertikalne armature se iz konstruktivnih razloga zavaruje za unutrašnji prsten.
- Uzengije kod bušenih šipova su spiralne i zavaruju se na minimum 50% spojeva. One su od armaturnog čelika, prečnika obično 8 ili 10mm.
- Centralizeri ili odbojnici, služe za centriranje armaturnog koša u šipu. Oni su od čeličnog lima ili čelične armature. Zavaruju se na vertikalnu glavnu armaturu na odgovarajućem rastojanju i po odgovarajućem rasporedu. Centalizeri izlaze iz gabarita armaturnog koša za debljinu zaštitnog sloja betona, sve u skladu sa propisima za armirani beton.
Radi jasnoće objašnjenja, na Sl. 19 dat je shematski prikaz jednog standardnog armatumog koša sa svim svojim delovima.
Sl. 19. Shematski prikaz armaturnog koša
Armaturni koš se ugrađuje, centrira i fiksira u iskopanu bušotinu, zaštićenu čeličnim cevima, posle završenog bušenja i pročišćavanja bušotine, neposredno pre betoniranja šipa. Postavljanje armaturnog koša obavlja se moćnim dizalicama. Armaturni koš može biti urađen u celosti ili u delovima, kada se nastavljanje obavlja preklapanjem, prema propisima armiranog betona. Nikada armaturni koš ne treba osloniti na dno bušotine. On treba biti postavljen minimum 10cm. iznad dna bušotine, kako bi se oformio betonski sloj na kome će se osloniti armaturni koš. Vreme od postavljanja armatumog koša do početka betoniranja ne sme biti duže od dva sata, kako bi se izbeglo prljanje armature i stvaranje glinovitog sloja na njoj.
Betoniranje šipova obavlja se kontraktorskim postupkom (Sl.20). Početak betoniranja obavlja se spuštanjem kontraktorske cevi na visinu 20cm. od dna bušotine. Betoniranje šipa treba izvršiti bez prekida. Tokom betoniranja kontraktorska cev se povlači u skadu sa podizanjem nivoa betona u šipu, sukcesivno 5-10cm. Kontraktorska cev treba da ostane uronjena u beton najmanje 2-3m1 za vreme betoniranja šipa. Prečnik kontraktorske cevi je najčešće 200mm. Ona se sastoji iz nastavaka dužine 1-3 m1. Nastavci se povezuju kuplung spojnicama ili navojima.
Na vrhu kontraktorske cevi postavlja se uvodni levak, radi boljeg prijema i doziranog propuštanja betonske mase. On je fiksiran na početku bušotine i zapremine je oko sto litara. Levak smešten na ulivnu cev treba biti oblika zarubljene kupe, sa stranama pod uglom od 45°. Vreme skraćivanja kontraktorske cevi ne sme biti veće od 10 minuta. Kontraktorska cev treba, u svakom trenutku betoniranja, da bude potpuno ispunjena betonom, kako bi se izbegla segregacija betona. Šipovi se betoniraju plastičnim betonima, kvaliteta određenog projektom. Obično se koristi beton marke 30 ili 35.
Vreme početka vezivanja betona ne sme biti kraće od 2 sata, kako bi se izbegle greške u transportu betona i organizovanju građevinskih radova. Postupak betoniranja, pri kontraktorskom betoniranju sa zacevljenjem bušotine, treba obavljati tako da se zaštitne kolone povlače u skladu sa podizanjem nivoa betoniranja, uz uslov da u cevima ostaje stub ugrađenog betona od 1-2m1 (Sl.20).
Sl.20. Detalj betoniranja šipa
Betoniranje šipa treba završiti minimum 30cm. iznad kote predviđene projektom Više betoniranu zapreminu treba kasnije (minimum 72 sata posle betoniranja), kada beton očvrsne, krajcovati tj. ukloniti. Izvlačenje zaštitne cevi iz zemljišta, posle obavljenog delimičnog ili potpunog betoniranja, vrši se na sledeći način:
- na gornji kraj zaštitne cevi postavlja se poklopac koji se hermetički zatvara;
- u cev se pusti vazduh pod pritiskom od dve atmosfere i aktivira uređaj za rotaciono oscilovanje;
- cev se podiže u visinu uz pomoć dizalice.
Na ovakav način se relativno brzo omogućava izvlačenje zaštitnih cevi iz zemljišta. Izvlačenje se kod dugih zaštitnih cevi vrši u delovima, zavisno od broja spojnica. Kod kraćih zaštitnih cevi izvlačenje se obavlja po završetku betoniranja šipa. Upuštanjem vazduha pod pritiskom u zaštitnu cev postiže se višestruka korist:
- olakšava se izvlačenje zaštitnih cevi iz zemljišta;
- ispunjavaju se šupljine u betonu koje je izvlačenjem ostavila zaštitna cev, čime se postiže potpun kontakt između betona i okolnog zemljišta;
- beton se ugrađuje pod pritiskom, što povećava njegovu kompaktnost.
