Pokročilá inženýrská
geologie
GA251 – jarní semestr 2017
• Problematika odvodňování bývá z důvodu její dočasnosti
mnohdy podceňována, zapomíná se na ekonomické náklady
spojené se zhotovením suchého pracovního prostoru.
• Je třeba věnovat pozornost konstrukčnímu uspořádání,
dodržení technologických zásad, ale i zohlednění vlivu
odvodňování na blízké okolí stavební jámy
• Stavební jámu je třeba pro zakládání objektů připravit tak, aby
podzemní voda neznemožňovala samu práci nebo
nezhoršovala vlastnosti zemin pod základovou spárou
• Výchozí předpoklady
– Hydrogeologický průzkum (hladina HPV, kolísání, zjištění k)
– Inženýrskogeologický průzkum
– Propustnost vrstev – různá pro různé vrstvy
– Směry proudění – v některých vrstvách může převládat proudění v
horizontálním směru, v jiných ve vertikálním směru
– Zdroje napájení
– Možnosti odtoku vody z jámy
– Geometrické uspořádání staveniště (tvar stavební jámy)
– Technologická kritéria
• Odvodnění stavebních jam může být:
– 1. povrchové
– 2. hloubkové
• Při povrchovém odvodňování staveb se hloubí
svahovaná jáma, do které prosakuje voda svahy a
dnem.
• Toto řešení je ekonomicky nejvýhodnější v relativně
mělkých stavebních jámách.
• Uplatňuje se ve štěrkovitých, případně písčitých
zemin (u jemnozrnných zemin může dojít k
odplavování a následně prolomení dna)
• Prosakující voda se u paty svahu zachytává systémem drenáží,
v prostoru dna výkopu plošnými drény, přivádí se do jedné a
nebo několika sběrných studní a odtud odčerpává mimo
stavební jámu.
• Sklony svahů se navrhují podle daných zásad. Upozornit je
potřeba také na zmírnění sklonů svahů pod úrovní hladiny
podzemní vody. Zvyšuje se tak požadavek na dostatečně velký
půdorysný prostor kolem samotného nového objektu, což bývá
v zastavěném území omezujícím faktorem
• Nesmíme zapomenout, že musíme HPV stáhnout alespoň 0,5
m pod dno stavební jámy
Příklad: Chceme-li udělat základ
20x30 m, budeme potřebovat
stavební jámu o celkových rozměrech
72x62 m
Odvodňovací systém musí být
dimenzován nejen na povrchovou
vodu, ale i na podzemní – po
vytvoření příkopů se k nim stáhne
HPV
Schéma povrchového odvodnění stavební jámy
Dosah snížení stanovíme např. podle Sichardta
R = 3000 .s. k
Kde s – snížení hladiny v nejnepříznivějším místě (pod středem jámy)
[m]; k - součinitel filtrace [m/s]
Odvodnění v soudržné zemině
Odvodnění v nesoudržné zemině
Odvodnění v jemném písku
A – jílová těsnící stěna
A
Betonová zídka na skalním podkladu
Odvodňovací drén
Obrácený filtr v patě svahu
(obvykle pro násypy)
• Drenáže a rýhy
– odvodnění řadami drenážních trubek ve
vzdálenostech 5 až 10 m, min podélný sklon 2%
• Studny
– mimo půdorysu objektu, skruže o průměru 1,0 až
1,5 m nebo pažené šachty 2,0 x 2,0 m.
– Min vzdálenost pod sacím košem čerpadla ode
dna studny 0,5 m; nejnižší hladina vody
překrývající sací koš o 0,3 až 0,5 m
• Návrh čerpadla ovlivňuje:
– množství čerpané vody
– manometrická výška
– výkon motoru
• Čerpané množství vody je třeba regulovat v
závislosti na hydrogeologických podmínkách. Ve
štěrkovitých zeminách by nemělo být větší než 0,5 m
za den při sníženích do 3 m, resp. 0,25 m za den při
sníženích od 3 do 6 m.
• Při větším snížení HPV je třeba prokázat, že rychlost
snižování neohrozí hydrodynamickou stabilitu zemin
• Další možnosti povrchového odvodnění
– Stavební jáma je ve svahu  gravitační odvodňování
– Pod nepropustným dnem je nezvodněná propustná hornina 
vsakovací vrty
• Stavební jámu je možno odvodnit dvěma postupy,
které lze vzájemně kombinovat
• Snížení je větší než 2-3 m a jáma je dokonalá (až na
nepropustnou vrstvu). Zeminu odtěžujeme v
označeném pořadí, voda se odvádí podélnými rigoly.
• Depresní křivka se postupně oddaluje
• Snížení je do 2-3 m, jáma je nedokonalá.
Odstraníme zeminu po HPV. Vykopeme
odvodňovací rýhy, které opatříme štěrkovým nebo
trubkovým drénem.
• Dojde ke snížení HPV, další zemní práce v suchém
prostředí
• Hlubinné odvodňování – nákladnější než povrchové. Provádí se
pomocí:
– studen
– čerpacích jehel
• Čerpací jehly mohou být
– gravitační – voda se stahuje k jehle pomocí gravitačního spádu
– vakuové – vytvoření podtlaku
– Na principu elektroosmózy – elektrickým proudem usměrníme
proudění vody  urychlíme si přítok k čerpacímu vrtu
• Sběrná studna musí být izolovaná, přitéká voda z povrchu.
Provádějí se obvykle kruhové o průměru okolo 1 – 1,5 m nebo
čtvercové o hraně okolo 2 m. Postačí jedna na 50 – 100 bm
• Hydraulicky dokonalá studna – čerpací studny sahjí až
na nepropustné podloží
• Hloubkové odvodňování stavební jámy hydraulicky
dokonalými studnami:
• Hydraulicky nedokonalá studna – nesahá až na nepropustné
podloží. Nastává při větší tloušťce propustné vrstvy. Zapouští se
asi do hloubky rovnající se trojnásobku snížení hladiny
• Hloubkové odvodnění stavební jámy hydraulicky nedokonalými
studnami:
• Odvodní potrubí – sklon 0,5 – 2%
• Čerpadla – Výkony se stanovují podle sací a výtlačné
výšky a čerpaného množství. Obvykle je potřeba
nepřetržitý provoz  musíme mít rezervní čerpadlo.
• Rychlost snižování ve vztahu na porušení stability
– Máme plně nasycenou zeminu (pod HPV) => Sr = 1. Voda
nadlehčuje zrna zeminy (funguje vztlak).
– Jakmile snížíme hladinu (klesne stupeň nasycení Sr), zrna
původně nadnášená začnou zvyšovat efektivní napětí  celý
systém bude přitížen  vznik deformací
• Bezpečná rychlost je 0,5 m/den pokud děláme snížení
hladiny do 3 m, 0,25 m/den do 6 m
• Většinou se umisťují mimo stavební jámu, provádí se v
předstihu před otevřením stavební jámy  v okamžiku hloubení
jámy už je prostor odvodněn
• Studny jsou umístěny tak, aby pokryly přítoky
• Průměr vrtů 15 – 80 cm, sací koš včetně potrubí ve vrtu je
chráněn obsypem
• Stažení HPV pod dno jámy by pro studny mělo být sledováno
(vodu nemáme trvale pod kontrolou). Depresní křivka také
nesmí procházet boky jámy.
• Čerpadla se umisťují do každé vrtané studny nebo spojujeme
několik studní potrubím.
• Ve štěrkovitých zeminách je možné odvodňovat pomocí
horizontálních studní
• Lze snížit HPV asi o 3m
• S jednoduchou koncovkou nebo s dvojitou koncovkou
(délka koncovky 0,8-1,6 m), celková délka jehly 6-8 m
• Používají se ocelové trubky o průměru 4-5 cm
• Vpravení jehel do základové půdy– tlakovou vodou rozvolníme
zeminu pod špičkou jehly, tlakem jehlu usadíme – nepoužívají
se vrtné soustavy!!!
• Jímací a čerpací kapacita je omezena průměrem trubky – jehel
je potřeba udělat i stovky na jednu jámu
• Umísťujeme je k okraji stavební jámy a sobě sama (tj. co
nejblíže HPV), abychom nesnižovali jejich výkon, obvykle na
lavici. Optimální vzdálenost je kolem 80 cm.
• Sběrné potrubí Ø 125-250 mm v mírném stoupání (vyloučení
zavzdušnění)
• V případě jednoduchých koncovek je třeba posoudit, zda
hladina neklesla pod perforovanou část.
• Pokud propustnost vodonosného
kolektoru klesne na hodnoty 10-5-
10-7 m/s
• Pokud se při povrchu terénu
nenachází přirozená vrstva
jemnozrnných zemin, okolí
vplachovaných jehel se do
hloubky 0,5-1,0 m od povrchu
utěsní jílem tak, aby vzniklo těleso
o průměru asi 1 m.
• Dosáhne se tak podtlaku, který
umožní odčerpávání.
• Výškový rozdíl mezi sběrným
potrubím a sníženou hladinou je
max. 6 m
• Čerpaná (přebytečná) voda
– Po vyřešení odvodnění problémy se získanou
vodou.
– V extravilánu:
• odvedení do vodoteče
• vsakovací vrty
– V intravilánu:
• existující kanalizace (poplatky za stočné)
• snížení HPV negativní dopad na okolní zástavbu, proto
těsněné stavební jámy
ČERPÁNÍ Z ODVODŇOVACÍCH
SYSTÉMŮ MŮŽE BÝT ZASTAVENO
AŽ V DOBĚ, KDY PŘITÍŽENÍ
STAVBOU JE VĚTŠÍ NEŽ VZTLAK
PODZEMNÍ VODY A OBNOVENÍ
PŮVODNÍ HLADINY NEOHROZÍ
STABILITU STAVBY