tartószerkezet-rekonstrukciós szakmérnöki tanszék képzés ... · munkatérhatárolások...

KÜLÖNLEGES ALAPOZÁSOK

Földalatti műtárgyak, munkatérhatárolás

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

Vízszintes földnyomás talajokban


anszék



épzés

Földalatti műtárgyak - kivitelezés

Felszíni módszerek

• Talajkiemelés• Szerkezetépítés• Talajvisszatöltés

• Hagyományos szerkezetek

• Vízszigetelés• A környező talaj

jellemzően terhelésként jelentkezik

Alagútépítési módszerek

• A szerkezet építése a környező talaj kiemelése nélkül történik.

• A szerkezetépítés és a vízszigetelés kialakítása az építéstechnológia szerves része.

• A környező talaj együttdolgozik a szerkezettel „annak részévé válik”


anszék



épzés

Munkagödör megtámasztási módszerek

Kialakítás szerint

- Nyitott munkagödör

- Dúcos megtámasztás

- Hátrahorgonyzott szerkezetek

- Szigetszerű kiemelés

- Födémmegtámasztásos (milánói) módszer

- Szakaszos kiemelés


anszék



épzés

Közbenső megtámasztás nélküli földkiemelés

Rézsűs határolás Befogott fal

Nincs külön megtámasztó szerkezet Nincs külön megtámasztó szerkezet

Kis mélység esetén olcsó Kisebb földmunka és helyigény

Nagyobb mélység esetén, jelentős földmunka és területigény

Nagyobb mélységek esetén gazdaságtalanul nagy szerkezeti vastagság

Kis munkagödör-mélység esetén gazdaságos


anszék



épzés

Közbenső megtámasztás nélküli földkiemelés

Ripio de Santigo (www.tunneltalk.com)

BEFOGOTT FAL

RÉZSŰS KIEMELÉS


anszék



épzés

EN 14490 - Execution of special geotechnical works - Soil nailing

1. Földkiemelés

3. Lőttbeton felhordása (homlokfal építés) 4. Földkiemelés

Közbenső megtámasztás nélküli földkiemelés> talajszegezés

2. Szegezés (verés, vibrálás, injektálás)


anszék



épzés


anszék



épzés

www.sze.hu/~szepesr


anszék



épzés

Talajszegezés előnyei

• Kisebb környezeti behatás, mint a hagyományos szerkezeteknél (pl. a talajkiemelés, visszatöltés szükségtelenné tételével)

• Gazdaságosabb és anyagtakarékosabb kialakítás azáltal, hogy a „hátsó” talajtömeg bevonásával.

• Nincs szükség dúcolatokra illetve jelentősebb teherbírású homlokzati elemekre.

• Flexibilis kivitelezhetőség (kis munkaterületen, heterogén talajkörnyezetben is alkalmazható)

• Rövid kivitelezési idő

Forrás: FHWA-SA-96-069


anszék



épzés

Talajszegezés korlátai

• A sűrűn kiosztott talajszögek kivitelezése nehéz lehet sűrűn beépített környezetben (pl. közművek)

• Nagyobb vízszintes elmozdulások

• Nagyobb felszínsüllyedések

• Nem minden esetben alkalmazható

Source: FHWA-SA-96-069


anszék



épzés

Talajszegezés szempontjából kedvező talajviszonyok

• Kedvezőtlen irányultság nélküli reziduális talaj, töredezett kőzet.

• Kemény, (kis plaszticitású) kötött talaj (kúszás szempontjából nem veszélyes)

• Cementálódott vagy tömör szemcsés talajok (homok, kavics)

• Homogén homok (legalább 5 kPa kohézióval). A homlokfelület állékonyságának biztosítása problémát jelenthet ha a talaj kiszárad (kipergés)

• Talajvízszint felett alkalmazható.



anszék



épzés

Talajszegezés szempontjából kedvezőtlen körülmények

• Laza szemcsés talajok

• Egyenletes szemeloszlású szemcsés talajok („folyós homok” Cu<2-3)

• Szerves talajok

• Puha agyagok (drénezetlen nyírószilárdság kisebb, mint 50 kPa

• Erősen fagyérzéken illetve térfogatváltozó talajok

• Erősen töredezett kőzetek (repedést kitöltő talaj nélkül)

• Töredezett kőzetek a munkagödör oldalfala felé irányuló repedésekkel



anszék



épzés

Földmegtámasztás dúcolt munkagödörrel

Deepexcavation.org

1. Talaj kiemelés, első fázis

2. Dúcolat elhelyezése

(előterhelés)

3. 1. és 2. lépések ismétlése a

kívánt mélységig.

4. Alaplemez készítése

5. Alsó dúcsor eltávolítása

6. Födémlemez készítése

7. 5. és 6. lépések ismétlése a

terepszintig.BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés

Földmegtámasztás dúcokkal

Geo-photo album - http://cee.engr.ucdavis.edu/faculty/boulanger/geo_photo_album/GeoPhoto.html


anszék



épzés

Hátrahorgonyzott fal

Deep excavation – Theory and practice

1. Földkiemelés 1. fázis

2. Horgony készítése

3. Horgonyok előfeszítése (a

faldeformáció csökkentése érdekében)

4. Földkiemelés következő fázis

5. Horgonyzás következő fázis

6. 4. és 5. lépés ismétlése a kívánt

mélységig

7. Alaplemez készítése

8. Födémlemezek készítése (hosszú távú

stabilitás)


anszék



épzés



anszék



épzés


ELŐNYÖK

1. Nagy alapterületű munkagödör esetén is

gazdaságosan alkalmazható

2. Összetett alaprajzi formájú munkagödör

esetén is

HÁTRÁNYOK

1. Puha talajok esetén nem alkalmazható

2. Víz alatti szemcsés talajok esetén

óvatosan alkalmazandó

3. Ha a horgony készítése vagy az előfeszítés

nem megfelelő nagy deformációk

alakulhatnak ki.


anszék



épzés

Földkiemelés belső maggal


1. Résfal, cölöpfal készítése

2. A munkagödör központi részének

kiemelése

3. A munkagödör határoló falat

talajrézsű támasztja meg

4. Az épület középső részének építése

5. Talajrézsű eltávolítása, dúcok

(támaszok) elhelyezése


anszék



épzés

Földkiemelés belső maggal

ELŐNYÖK

1. Kevesebb dúc kisebb geometria

méretekkel (olcsóbb)

2. A horgonyzásnál gyorsabban kivitelezhető.

HÁTRÁNYOK

1. A benti, megtámasztó talajrézsű felső

részén a földnyomás kicsi, így nagyobb

alakváltozások alakulhatnak ki.

2. Az épület belső és külső részének

kapcsolata kritikus lehet.


anszék



épzés

Födémmegtámasztásos (milánói) módszer


1. A megtámasztó falak készítése

2. Cölöpök készítése, oszlopok

elhelyezése

3. Földszinti födém készítése

4. Földkiemelés

5. A -1 szint födémjének készítése

6. Földkiemelés - födémkészítés

7. 6. lépcső ismétlése a kívánt

szintig

8. Utolsó földkiemelés

9. Alaplemez készítéseBME Szilárdságtani és T

artószerkezeti Tanszék



épzés

Födémmegtámasztásos (milánói) módszer

ELŐNYÖK

1. A terepszint rövid idő alatt helyreállítható.

2. A felszerkezet és a pinceszint kivitelezési

munkái párhuzamosan mehetnek.

3. A födémlemezek merevsége nagyobb,

mint a dúcoké vagy hátrahorgonyzásé

→ kisebb elmozdulások

HÁTRÁNYOK

1. Költségesebb

2. Kisebb munkaterület a terepszint

alatt

3. Kivitelezés minősége?

4. Hosszabb kivitelezési időtartam

→ nagyobb földnyomások (kúszás)


anszék



épzés

Részleges kiemelés


• A talajkiemelés több ütemben

történik

• Kisebb szélesség esetén az

átboltozódás hatása nagyobb,

ezért a kialakuló alakváltozások

kisebbek.


anszék



épzés

Talajmegtámasztó szerkezetek

Támszerkezetek

Támfal

Befogott falak

Szádfal

Cölöpfal

Berlini dúcolat

Résfal

Vasalt talajtámfal

Hibrid szerkezetek

00

00


anszék



épzés

Berlini dúcolat


1. Az acélprofilok verése / vibrálása /

sajtolása (kemény talajrétegeke

esetén előfúrásra lehet szükség)

2. Földkiemelés és pallók elhelyezése

3. A pallók mögött talajvisszatöltés

4. Dúcok elhelyezése (ha szükséges)

5. Szerkezetépítés

6. „I” acélok visszahúzása


anszék



épzés

Berlini dúcolat


anszék



épzés

Berlini dúcolat

ELŐNYÖK

1. Egyszerű, gyors kivitelezés

2. Alacsony költségek

3. Az „I” acélok visszanyerhetőek a

kivitelezést követően (újrahasznosítás)

4. Az „I” acélok kihúzása kevésbé zavarja

meg a talajkörnyezetet mint pl. a

szádfalaké

Hátrányok

1. Vízszigetelés bonyolult lehet

2. Víztelenítés lehet szükséges

3. Az „I” acélok lejuttatása dinamikus

hatással és zajjal jár

4. Ki kell tölteni a pallók és a földfal közötti

hézagot (ellenkező esetben jelentős

mozgások)

5. Az „I” acélok eltávolítása megzavarja a

talajkörnyezetet (további mozgások)BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés

Berlini dúcolat

www.moretrench.com

Geo-photo album


anszék



épzés

Berlini dúcolat

Dubai


anszék



épzés

Szádfalak


1. Szádfalak talajba juttatása

veréssel vibrálással, sajtolással

2. Földkiemelés (szükség esetén

dúcolatok elhelyezése)

3. Szerkezetépítés

4. Szádpallók kihúzása


anszék



épzés

Szádfalak

ELŐNYÖK

1. „Vízzáró”

2. Újrahasznosítható

3. Merevebb, mint a berlini dúcolat

HÁTRÁNYOK

1. Kevésbé merev, mint a vasbeton

szerkezetek

2. A szádpallók talajba juttatása dinamikus

hatással és zajjal jár

3. Nehezen (vagy egyáltalán nem)

kivitelezhető kemény talajban

4. A visszahúzás megzavarja a

talajkörnyzetet


anszék



épzés

Szádfalak – keresztmetszeti kialakítás


anszék



épzés

Szádfalak

earthwork.us


anszék



épzés

Cölöpfal

www.casefoundation.com

www.rockal.com


anszék



épzés

Cölöpfalak

ELŐNYÖK

1. Kisebb környezeti hatás (dinamikus, zaj)

kivitelezéskor, mint az előző két esetben

2. A mélység a helyszínen változtatható (pl.

kemény talajréteg, változó befogási hossz)

3. Nagyobb merevség

4. Kivitelezhető kemény agyagok vagy tömör

szemcsés talajok esetén is.

HÁTRÁNYOK

1. Ha nincs összefogó gerenda, önálló

elemekként működnek, nincs

átboltozódási hatás

2. Kivitelezés időigényesebb

3. Kisebb merevség, mint a résfalak esetén

4. A kivitelezési pontatlanságok

folytonossági hiányokat

eredményezhetnek


anszék



épzés

Cölöpfalak

a) Hézagos cölöpfal

b) „S” elrendezés

c) Összeérő cölöpfa

d) Összemetsződő cölöpfal

e) Vegyes elrendezés


anszék



épzés

Résfalak


anszék



épzés

Résfalak

ELŐNYÖK

1. Kisebb zaj- illetve dinamikus hatás

2. Mélység (szélesség) a helyszínen

variálható

3. Nagy merevség

4. Vízzáró (jó megbízhatósággal)

5. A végső földmegtámasztó szerkezet része

lehet

6. Alapozási célra is alkalmas

HÁTRÁNYOK

1. Nagy gépigény (felvonulási költségek,

időigény)

2. Drága

3. A csatlakozó géplánc helyigénye (pl.

zagykezelés) jelentős

4. Folyósodásra hajlamos homokban

nehezen (vagy nem) alkalmazható.


anszék



épzés

Határoló falak megtámasztása

Lehetséges támaszok

- Dúc

- Horgony

- Talaj

- Ferde dúc


anszék



épzés

Dúcok


anszék



épzés

Horgonyok



anszék



épzés

Talajmegtámasztás

Deep excavation – Theory and practiceBME Szilárdságtani és T




épzés

Ferde dúcok



anszék



épzés

Munkatérhatárolások statikai tervezése

46


anszék



épzés

M u n k a t é r h a t á r o l á s o k s t a t i k a i t e r v e z é s e

• Az építmények statikai tervezése 2010 végéig döntően még a korábbi MSZ szerint történt

• A munkatérhatárolások, illetve ezek véglegessé váló szerkezeti elemeinek stati-kai méretezése hazánkban már kb. 15 éve az EC 7-1 elvei szerint folyik

• a munkatérhatárolásra vonatkozó – korábbi - MSZ 15003 szabvány nem adottelegendő útmutatást ilyen méretű és típusú szerkezetek méretezéséhez.

• A gyakorlatban az EC 7-1 ENV-változatában megjelenő számítási lehetőségeketkombinálják az MSZ 15000-es sorozat követelményeivel és módszereivel.

1. Általános elvek 47

■□□□□□□□☺□□□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• A gyakorló tervezők az EC 7 elveit követik – kiegészítve a gyakorlati tapasztalatokkal

• A munkatérhatárolások :

• lövellt betonnal fedett, szegezett talajtámfal – jellemzően a felső 2-3 méteren

• jet-falas talajtámfal a foghíjakon a szomszédos épületek alatt

• hézagos cölöpfal hátrahorgonyozva vagy belülről csőtámokkal megtámasztva (jellemzően agyagos, márgás környezetben)

• résfal hátrahorgonyozva vagy belülről csőtámokkal megtámasztva

• helyenként rézsűs határolás vagy berlini dúcolat, ritkán szádfal

1. Általános elvek

48

■■□□□□□□☺□□□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


1. Általános elvek 49

• szerkezeteinek kialakítását, fő méreteit:

• a talaj-és talajvíz adottságok

• a geometria viszonyok, valamint

• a kivitelező gép kapacatása és „bevált” módszerei határozzák meg.

■■■□□□□□☺□□□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• Fő kérdés jellemzően a munkagödör fenékszintje alatti befogás szükséges mélysége és a horgonysorok (belső támaszok) száma

• A falmélységet legtöbb esetben nem a „statika”, hanem a biztonságos vízzárás határozza meg → fontos ismerni a kötö� fekü réteg minőségét, repedezettségét.

• Statikailag a minimumra törekszünk, nem a „valódi” befogott, hanem csak támaszkodó szerkezetet tervezünk.


50

■■■■□□□□☺□□□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• A horgonyok(sorok) számát a talaj minősége szabja meg, ahova a horgonybeköthető → van amikor nem lehet horgonyozni → ha nem túl nagy a fesztáv(20-25 méter, max. 30 m), akkor belső csőtámasz → ha az sem működik, akkormilánói vagy belső magos módszer

• Sokezer horgony feszítés alapján kellő tapasztalat → 7-8 méternél hosszabbbefogási szakaszt (injektált horgonyoknál) nem érdemes alkalmazni → „normál”viszonyok mellett kb. 10 méteres munkagödör mélységig egy sor horgonyelegendő


51

■■■■■□□□☺□□□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• Meg kell oldani az ideiglenes és végleges víztelenítést is → Budapesten jellem-zően „belátható” mélységen belül van közel vízzáró feküréteg → építés alattmegfelelő befogás esetén elegendő a nyíltvíz-tartás → végleges állapotbanszivárgó kialakítása

• Legtöbb esetben a határoló falak a végleges szerkezetek oldalfalául isszolgálnak→ a földnyomást is tartósan ezek veszik fel. → A rés, vagy cölöpfalnem tökéletesen vízzáró, ha porszárazsági követelmény van, akkor különszigetelés és „eltakaró” szerkezet kell

• Ma egyre inkább kéthéjú szerkezet: résfal+belső bélésfal, legtöbb esetben közteszivárgó lemezzel. Ha szigetelés van, akkor a belső szerkezetet kell víznyomásra(is) méretezni.


52

■■■■■■□□☺□□□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• Tapasztalat alapján egy „modell” szerkezetet állítunk fel → ezt ellenőrizzük →szükség esetén módosítjuk

• A peremfeltételek változása miatt számos (sokszor 6-10) szelvényt is ellenőriznikell, 3-5 építési fázis mellett → ma már számítógépes célprogramok állnakrendelkezésre

• A munkatér-határolások tervezésének az Eurocode 7 szerint a teherbírási és ahasználhatósági határállapotok vizsgálatára kell irányulnia.

2. Megoldandó mére-tezési feladatok,

53

■■■■■■■□☺□□□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• Korábban elsősorban az előbbire koncentrált a tervezés: a szerkezetekgeotechnikai méretezése a falak befogásának, nyomatéki igénybevételeinek, amegtámasztásokra (horgonyokra) jutó erőknek a megállapítását foglaltamagába.

• Ezek mellett idővel egyre nagyobb hangsúlyt kapott a használhatósági határ-állapotok vizsgálata, mert a beépített területeken létesülő egyre mélyebbmunkagödrök mentén bekövetkező mozgásoknak a meglévő létesítményekregyakorolt hatásait értelemszerűen vizsgálni kellett.

• Így egyre inkább olyan tervezési eljárásokra lett szükség, melyek e mozgásokbecslésére is alkalmasak.

2. Megoldandó mére-tezési feladatok,

54

■■■■■■■■☺□□□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés

55


■■■■■■■■☻□□□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• Ez a tervezés alapja → eredményeképpen a falszerkezet igénybevételei(nyomatékok, nyírások), mozgásai, a horgonyokra (belső támaszokra) hárulónyomások-húzóerők és a fenék alatti talajzónára jutó nyomások határozhatókmeg.

• A munkagödrök határolásának tervezésére háromféle módszert használnak:

• a földnyomások, mint terhek előzetes felvételén alapuló eljárást (a),

• a rugalmas ágyazású gerenda elvén alapuló számítást (b),

• és a véges elemes számításokat (c).

2/A. A falszerkezet statikai vizsgálata

56

■■■■■■■■☻■□□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• Alapját Blum (1931) dolgozta ki, abból a feltevésből kiindulva, hogy afalmozgások elegendőek ahhoz, hogy a fal két oldalán a mozgás irányátólfüggően a földnyomások aktív vagy passzív határértékei kialakuljanak.

• Az eljárás szerint az így felvett földnyomásokból számított igénybevételekre kellméretezni a szerkezetet, illetve a megtámasztásokat (horgonyzásokat).

• A Blum-féle eljárást az idők folyamán sok részletben fejlesztették → mára mégiskiszorulóban van → „javított” változatait pedig idehaza valójában aligalkalmazzák.

2/A/a. A földnyomások, mint terhek előzetes felvételén alapuló eljárás 57

■■■■■■■■☻■■□□□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés

• A rugalmas ágyazás elvén alapuló számítások lényege a Winkler-elv:

• a környező talajt vízszintes helyzetűlineáris (állandó rugóállandójú) rugókkalmodellezzük → a falat rugalmas ágyazásúgerendának tekintjük, s olyan földnyomás-eloszlást keresünk, mely kielégíti azegyensúlyi követelményeket és a fal (agerendatartó) és a talaj (a rugók) azonosdeformációs vonalát eredményezik.

• Számítógépes megoldások (időigényes)

• A számítási eredmények realitása arugóállandók, a vízszintes ágyazásitényezők helyes felvételén alapul → ez ageotechnika egyik legnehezebb feladata.

2/A/b. A rugalmas ágyazású gerenda elvén alapuló számítás

58

■■■■■■■■☻■■■□□□□□□☺□□□□□□□□□□



anszék



épzés


• Korábban számos módszer → nagyfejlődésen ment keresztül (elsősorban azágyazási tényező felvételét illetően).

• Sherif (1974) dolgozta ki a mélységgelkülönböző függvények szerint változórugóállandókon alapuló számításokat, sadott ajánlást e függvények felvételére.

• Számos olyan program is van már, mely afeszültségtől függően változtathatórugókarakterisztikával dolgozik, amivelmár a talaj nem-lineáris viselkedése ismodellezhető.


59

■■■■■■■■☻■■■■□□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• Itthon Czap Zoltán „Résfal” programja vagy a GEO4-GEO5 programok használatosak

• Ezek egy-egy rétegre konstans rugóállandót alkalmaznak, de a velük számítottföldnyomásokat az aktív és a passzív földnyomási határértékkel korlátozzák →ez a Blum-féle és a rugalmas ágyazáson alapuló eljárás egyfajta kombinációjá-nak is tekinthető, s egy lineárisan rugalmas-tökéletesen képlékeny anyagmo-dellnek felel meg.

• Fontos, hogy a vele megállapított mozgások megbízhatósága azonban továbbrais általában a rugóállandó helyességétől függ (ez a legnehezebb feladat).


60

■■■■■■■■☻■■■■■□□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• A személyi számítógépeken futtatható programoknak köszönhetően a geo-technika sok területén elterjedőben van ez a módszer, s közülük éppen amunkatérhatárolások vizsgálata tekinthető olyannak, ahol ezekre a legnagyobba szükség, és ahol egyben a legtöbb haszonnal járhat.

• Egyre inkább képesek arra, hogy modellezzék a tényleges talajrétegződést, atalajok valóságos mechanikai viselkedését, a munkatérhatároló szerkezeteket ésaz építési folyamatokat, sőt a környező építményeket is.

• Eredményül, a szerkezetek igénybevételei mellett, a munkatér menténbekövetkező vízszintes és függőleges irányú mozgásokat is szolgáltatják.

2/A/c. Véges elemes számítások 61

■■■■■■■■☻■■■■■■□□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• Itthon leggyakrabban a PLAXIS-programmal vizsgálják a munkagödröket.

• A PLAXIS-program által felkínált felkeményedő talajmodellt (Hardening SoilModel) alkalmazva reálisabb mozgásokat lehet számítani, mint a megszokottlineárisan rugalmas és tökéletesen képlékeny, a Coulomb-féle törési feltételtalkalmazó talajmodellel.

• A PLAXIS-program fejlesztői újabban e modell egy további javításán dolgoznak,a kis alakváltozások esetén érvényes nagyobb talajmerevség beépítésén, amiújabb esélyt kínálhat az ilyen számítások pontosítására.


■■■■■■■■☻■■■■■■■□□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• A program ma lehetővé teszi a különböző építési fázisok modellezését,drénezett és drénezetlen terhelések, illetve a konszolidáció lekövetését,komplex talajvízrendszer és vízmozgások figyelembevételét, szerkezeti elemek,geoműanyagok, horgonyok, illetve ezen elemek és a talaj kölcsönhatásánakmodellezését.

• Hasonló lehetőségeket nyújtanak a következő, itthon még kevéssé ismertprogramok is: a GEO-SLOPE, a SAGE-CRISP, a COSMOS és a Z-Soil programok.


■■■■■■■■☻■■■■■■■■□☺□□□□□□□□□□


anszék



épzés



• A számításokat az EC 7-1 nemzeti mellékletével összhangban a DA-2* tervezésimódszernek megfelelően a talajparaméterek karakterisztikus értékeivel kellelvégezni.

• Az így kiadódó igénybevételeket ezért a DA-2 módszerben az állandó terhekhezrendelt γG = 1,35 parciális tényezőkkel növelve kell a következő számításokbabevinni, mivel ezeket nagyrészt a földnyomás okozza.

• Minthogy a hasznos terhek parciális tényezője γQ = 1,50, ezért azokat a számításkezdetén γQ / γG = 1,50 / 1,35 ≈ 1,10 értékkel növelve kell bevinni.

• E finomítás azonban gyakran csak elvi jelentőségű, mivel a munkagödrök mentiépületek terheit csak becsülni tudjuk.

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻□□□□□□□□□□


anszék



épzés


• A következő feladat: a falak vasalásának megtervezése:

• γG = 1,35-tel felszorzott nyomatékokra, nyíróerőkre.

• A szerkezet ellenállásában meg kell lennie a betonszabvány szerinti biztonságnak.

• A munkának ki kell terjednie a réstáblákat összefogó és a horgonyerőket elosztófejgerendák, vagy a közbenső támok és a fal közé kerülő heveder (mell-gerendák) vasbetonszerkezeti méretezésére is.

2/B. A falak vasalásának ellenőrzése

65

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻■□□□□□□□□□


anszék



épzés


• γG = 1,35-tel felszorzott horgonyerőkre

• a horgonytávolságnak, valamint a szükséges szabad és befogott horgony-hossznak, illetve a horgonyoknak, mint acélszerkezeti elemeknek a méretezése

• Ha a horgonyok helyett belső támok, általában acélcsövek vannak, akkor azokatis eszerint kell tervezni.

(Horgonyokról részletesen a következő órán)

2/C. Horgonyok (csőtámok) tervezése

66

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻■■□□□□□□□□


anszék



épzés


• A falról idejutó (közel) vízszintes nyomások passzív földnyomáshoz való viszonyítását jelenti.

• Rugalmas ágyazú módszereknél:

• a programot a fal előtti nyírószilárdság vagy a passzív földellenálás megfelelőcsökkentésével futtatjuk le → ha nem omlik össze a szerkezet, akkormegfelelő

• Véges-elemes módszereknél:

• Az előbb vázolt módszer vagy egyben az általános állékonyság ellenőrzésével (lásd E pont).

2/D. A fenék alatti talaj-zóna, mint „alsó támasz” vizsgálata

67

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻■■■□□□□□□□


anszék



épzés


• Az általános állékonyság ellenőrzése az EC 7-1 szerint annak igazolását jelenti,hogy a megtámasztó rendszer, illetve a kapcsolódó talajtömegek és szerkezetekegyensúlya egy, a szerkezeteken kívül haladó vagy azokat átmetsző csúszólapmentén bekövetkező elmozdulással szemben kellő biztonságú-e.

• GEO5 program vagy más állékonyságvizsgáló program → kör vagy összetettcsúszólapokat is vizsgálnak.

• Alkalmazható a véges elemes programok ún. φ-c redukciós számítása is → ezt ahazai vizsgálat eddig külső stabilitásvizsgálatnak nevezte → megkülönböztetvea szabad horgonyhossz megállapítására szolgáló belső stabilitásvizsgálattól →azonban, ha az általános állékonyságot minden lehetséges csúszólapramegfelelőnek találjuk, akkor az a szabad horgonyhossz megfelelőségét isbiztosítja.

2/E. Az általános állékonyság ellenőrzése

68

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻■■■■□□□□□□


anszék



épzés


• Az eddigi gyakorlat a külső stabilitást illetően a nyírószilárdsági paraméterekkarakterisztikus értékére vonatkozóan γj = γc = 1,50 globális biztonságotteljesített.

• Az EC 7-1 nemzeti melléklete szerint ezt a vizsgálatot a DA-3 tervezési módszerszerint kell végezni, ami a nyírószilárdsági paraméterekben értelmezettbiztonságot jelenti, és erre γj = γc = 1,35 az előírt parciális tényező.

• Az EC 7-1 eredetileg 1,25-öt ajánlott, ezt emelték 1,35-re, közelítve az eddigi1,50-et → a nyírószilárdsági paraméterek karakterisztikus értékeiben nagyobb abizonytalanság

2/E. Az általános állékonyság ellenőrzése

69

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻■■■■■□□□□□


anszék



épzés


• A tervezés egyik legkritikusabb része.

• A rugalmas ágyazással megállapított vízszintes mozgások kisebb gödörmélység és óvatosan felve� ágyazási tényező esetén reálisak lehetnek → de inkább ezek másfélszeresével szoktak számolni.

• Mélyebb munkagödrök esetében már olyan járulékos hatások is megjelennek, melyeket külön kell számítani, vagy át kell térni a gödör tágabb környezetét is modellező véges elemes számításokra.

• A mozgásokat jellemzően a hasonló talajadottságú, geometriájú és támszerkezetű munkagödrök mentén mért mozgások tükrében veszik fel.

• a nyírószilárdsági paraméterek karakterisztikus értékeiben nagyobb a bizonytalanság

2/F. A határoló szerkezet mentén bekövetkező mozgások vizsgálata

70

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻■■■■■■□□□□


anszék



épzés


• Az érem másik oldala: Mit bír az épület?

• ugyanolyan bizonytalan→ legtöbb esetben a szomszédos, jellemzően régi épületek állaga, szerkezete nehezen tisztázható


71

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻■■■■■■■□□□


anszék



épzés


• A tervezésnek még további kérdésekre is ki kell terjednie, de a tapasztalatszerint a hazai projektek esetében a tételes vizsgálat elhagyható:

• - a vízmozgások kedvezőtlen hatásait

• - a hidraulikus talajtörést

• - a gödörfenék felszakadását

• - a szemcsék kimosódását

Általában konstrukciós megoldásokkal, a rés-falak kellő befogásával, ill. a hézagoscölöpfalak közötti drénlemezekkel,geotextíliákkal kerülhetjük el.


72

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻■■■■■■■■□□


anszék



épzés


• Leggyakoribb a rugalmas ágyazás elvén alapuló tervezés.

• Az ágyazási tényező helyes felvétele a számítás kulcsa

• Winkler-féle rugómodell → csak az aktív vagy passzív határállapotig fogadjuk el→ azokig a földnyomás lineárisan változik → azokon túl határértékeknek meg-felelően állandósul

• Ezeket jelképezik a párhuzamosan kapcsolt rugók és csúszkák

73

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻■■■■■■■■■□


anszék



épzés


• Általában a mozgások nem olyan nagyok,hogy a mellettük lévő talaj valamelyikhatárállapotba jutna.

• Az ágyazási tényezőt az összenyomódásimodulusokból kellene becsülni, de egykülföldi diagramot használ a hazai gyakorlatis → ellentmondásosnak tűnik, mert anyírószilárdsági paraméterek alapján kell azágyazási együtthatót felvenni → a szilárdabbtalaj deformációs paraméterei és ágyazásitényezője is nagyobb → a mérésekvisszaigazolják a megfelelőségét.

74

■■■■■■■■☻■■■■■■■■■☻■■■■■■■■■■


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

75

TALAJHORGONYZÁS

tervezésépítésellenőrzés

Meszlényi Zsolt

Strabag-MML Kft.


anszék



épzés

Talajhorgonyzás (Meszlényi Zs.) 76

Talajhorgonyok - fogalmak

Talajhorgony : olyan szerkezet , amely reakció erőt visz át a gyámolított szerkezetről a talajra vagy kőzetre

_____________________________________

Horgonyfej : erőátadás a szerkezetre (átvezetés , feszíthetőség , rögzítés)

Szabad szakasz : rugalmas erőátviteli hossz (elmozdulást biztosít , nincs erőátadás)

Befogott szakasz : erőátadás a talajra(szakadólapon kívül , stabilitás !)

_____________________________________

Magas kockázatú szerkezet ! Tönkremenetele okozhat progresszív törést , stabilitás vesztést (hasonlóan az oszlopokhoz)


anszék



épzés


Horgonyok felhasználási lehetőségei

• Támszerkezetek reakcióerőinek felvétele

• Alagútfalazat és külső kőzettömeg együttdolgoztatásaBME Szilárdságtani és T




épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

78

Példa támszerkezet kihorgonyzásra – vb. résfal


anszék



épzés



• Hídfők ferde húzóerőinek felvétele (függesztett és hárfahidak)

• Felúszni akaró szerkezet lehorgonyzása


anszék



épzés


Példa lehorgonyzásra - vízalatti alaplemez építés

Körbezárás szádfallal , ideiglenes munkaszint , horgonyzás ,vízalatti betonozás , horgony rögzítéseBME Szilárdságtani és T




épzés



• Magas súlypontú szerkezet alapozásának rögzítése (torony , kémény stabilizálása felborulás ellen)

• Stabilizálás vízáramlás okozta erők ellen


anszék



épzés



• Rézsű felszín stabilizálás (pl. sziklarézsűk bevágásban)• Kikötői partfalak hátrahorgonyzásaBME Szilárdságtani és T




épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

83

Talajhorgonyok osztályozása , típusai

Élettartama szerint : - ideiglenes , T 2 év (pl. ducolás)

- tartós , mint a szerkezet (pl. hídfő)

korrózió ! (környezet + élettartam)

Befogás módja : - injektált szakasszal (köpenymenti nyírás)

- mechanikus szerkezettel (pl. „esernyős”)

- expandált testtel

Teherviselő elem : - acél feszítőkábeles (általános , nagy erőre)

- acél magrúd (csavarbordás , kisebb erőre)

- üveg ill. szénszálas rúd (FRP , korrózió)

Szerkezet készítése : - gyártmány üzemben készítve

- helyszíni szerelés (csak ideiglenes !)BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés


Injektált szakasszal befogott horgonyok• Befogás az injektált

szakaszon a talajba „befeszítve”

• Erőátadás a talaj és a befogási rész közti nyírás által

• Kedvezően alkalmaz-ható tömör szemcsés talajokban (e 0,6) és kemény agyagokban (Ic > 1,0)

• Magyarországon ez a legelterjedtebb módszerBME Szilárdságtani és T




épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

85

Mechanikus befogású horgonyok

• Befogás mechanikus szerkezettel .• Veréssel lehajtva , majd feszítéssel meg-húzva . A szárnyak kihúzódás közben kinyílnak .• Befogás a passzív földellenállás mobili-zálásával .• Nagy feszítési hossz (speciális sajtó) , kis erőkre , ideiglenes


anszék



épzés


Expandált befogású horgony - kialakítás

• Befogás a lehajtott horgony fejének „felfújásával” .

• Erőátadás a passzív földellenállás mobilizálásával .

• Kedvező puha agyagokban


anszék



épzés


Expandált befogású horgony – építési fázisok

• Fúrás , horgonytest beépítése furatba

• Befogási szakasz kiinjektálása cement-habarccsal

• Horgonyfej felszerelés , korrozióvédelem

• Feszítés , ellenőrzés , lehorgonyzás


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

88

Expandált befogású horgony – acél befogótest

Befogási szakasz (expandált test) különböző állapotaiban


anszék



épzés


Expandált befogású horgony – teherbírási adatok

Tájékoztató értékek az alkalmazandó befogási testre (méret és típus) , annak injektálási paramétereire és a várható teherbírásra


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

90

Injektált rúdhorgony kialakítása - gyártmány• Ideiglenes és állandó is lehet

• Furatba , cement-habarcsba beépítve

• Szabad szakaszon PVC cső a rúdon (csú-szik a habarcsban)

• Állandónál a befogás is PVC bordáscsővel védve (korrozió) , és belül is feltöltve ha-barccsal


anszék



épzés


Injektált rúdhorgony kialakítása - gyártmány

Főbb szerkezeti részek :

• Acél magrúd , menetes

• Fej : alátét + anya

• Bevezető csúcs

• Bordás PVC cső (befogás)

• Sima PVC cső (szabad szakaszon)

• Külső és belső injektáló csövek + mandzsetták

• Távtartók


anszék



épzés


Injektált rúdhorgony kialakítása - gyártmány

• Külső injektálócsövek és mandzsetták kialakítása

• Fej részei : alátét elem és önzáró lehorgonyzó anyaBME Szilárdságtani és T




épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

93

Injektált kábelhorgony kialakítása - gyártmány• Ideiglenes és állandó is

• Furatba , cementhabarcs-ba beépítve a szerkezetet

• Ideiglenes : kábel szabad szakaszon PVC borítással

• Állandó : PVC csőben az egész , belül is feltöltve a befogás cementhabarccsal

• Injektálócső PVC , szele-pekkel , külső-belső

• Fej : alátétlemez , lehor-gonyzó elem (ékes)


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

94

Injektált kábelhorgony kialakítása - helyszínen szerelt

• Injektáló acélcső szelepekkel , csúccsal

• Kábelek távtartókkal , bilincsekkel (ferde vezetés befeszül a talajba)

• PVC cső szabad szakaszon (csúszik)

• Fej : átvezetés , acélék , lehorg. elem


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

95

Különleges talajhorgonyok

• Visszabontható horgonyok . Gyengített keresztmetszet , kábelek egyenként „kitéphetők” a befogási szakaszból

• Elektromosan szigetelt horgonyok (kóboráram korrózió)

• Nem fémes horgonyok (FRP szálas rudakkal)


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

96

Talajhorgonyokra vonatkozó főbb szabványok

• Eurocode 0 (MSZ EN 1990) – A tervezés alapjai Méretezés elvi alapjai , biztonsági szintek , kielégítendő kritériumok stb.

• Eurocode 7 (MSZ EN 1997-1) – Geotechnikai tervezés 8. fejezet : Horgonyzás (9. fejezet : Támszerkezetek) Tervezés elvei , méretezés módja , parciális (biztonsági) tényezők , minőségellenőrzés és fenntartás követelményei

• MSZ EN 1537 – Speciális geotechnikai munkák kivitelezése . Talajhorgonyok . Részletes szabályok a horgony építésére , minőségellenőrzésére , próbaterhelésére

• ISO DIS 22477-5 – Geotechnical investigation and testing . Testing of anchorages . A próbaterhelések végrehajtása és kiértékelésének lehetőségei


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

97

TALAJHORGONYOK TERVEZÉSE

• alapelvek

• igénybevételszámítás

• teherbírásszámítás

• feszítési adatok

• stabilitásvizsgálatBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

98

Horgonyok tervezése - alapelvek

• A megfelelő megbízhatóság biztosítandó (EC0 alapelvek) :

- Megelőzéssel (pl. korrózióvédelem)

- Parciális tényezők alkalmazásával a számításban

- Minőségbiztosítással az építéskor

- Megfelelő fenntartással a kész szerkezetnél

• Teljesítendő alapelvek (EC0) :

- Megfelelő teherbírás (Ed Rd , törés , talajtönkremenetel)

- Tartósság (pl. kúszás)

- Használhatóság (pl. túlzott elmozdulás)

- Tűzállóság (általában nem probléma)

- Katasztrófáknál ne károsodjon túlzottan (életmentési idő !)BME Szilárdságtani és T




épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

99

Horgonyok tervezése – méretezés állapotai

Tervezési állapotok (helyzetek)

Tartós (normál)

Ideiglenes (pl. építési)

Rendkívüli (pl. túlfeszítés)

Szeizmikus (földrengés)

Határállapotok (tönkremenetelek)

Teherbírási

EQ stabilitásvesztés

UPL felúszás (szerkezetre !)

STR fej vagy szár törés

fej torzulás (erővesztés)

kihúzódás befogási részből

GEO kihúzódás talajból

FAT kúszás (erővesztés)

Használhatósági

túlzott elmozdulás (szerkezettel kölcsönhatásban !)

Minden tervezési

állapotban feleljen meg

az összes határállapotra

Igazolás módja :

EQ , UPL Edstb Estb (+ Rd)

STR , GEO Ed(M,N,T,V) Rd(M,N,T,V)

FAT Dd 1,0

Használhat. yser y adm


anszék



épzés


Talajhorgony – felderítés , geometria közelítő

felvétele• Fej lehetőleg talajvíz felett !

• Hajlás lehetőleg 15-30 között

• Befogás jó teherbíró talajba , szakadólap mögé (aktív lap + nyíróerő nullponttól 45)

• Belső stabilitás ! (földék egyen-súlya , előreborulásra)

• Befogás hossza fajlagos teher-bírás alapján (tapasztalat) , álta-lában 6,o-8,o m

Felderítés kellő sűrűséggel és mélységig (térbeli változás) , támszerkezeten kívül is ! (telekhatár ?!)


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

101

Horgonyok kiosztása , elrendezése

• Befogások nem eshetnek túl közel egymáshoz ! (1,5-2,o m) Széthúzás : több sor , kilegyezés , változó horgonyhossz

• Kiosztás tapasztalatból , utána erőtani ellenőrzés - módosítás

Pozitív sarok! (egymásra fedő keresztező hor-gonyok)

Külön vizsgá-landó , ha lehet elkerülendő (pl. acéltám)


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

102

Horgonyok kiosztása , elrendezése - példa

Két horgonysoros résfal-szerkezet horgonyosztása (Bp. V. Vörösmarty tér 1.)


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

103

Horgony igénybevételszámítás - módszerek

• Mindig a teljes szerkezettel együttes modellben ! Számítás alapértékekkel , utána növelve parciális tényezőkkel (így reális elmozdulást kaphatunk) .

• Síkbeli modellel (2D) + korrekció térbeli hatásokra

- Determinisztikus módszerek – egyszerű esetekre , közelítő számításhoz , bonyolult szerkezet „kézi ellenőrzés”-hez

- Rugalmasan ágyazott rúdmodellel – talaj = Winkler rugó Igénybevételre pontosabb , elmozdulásra pontatlan

- Tárcsamodell síkban – FEM , 2D . Síkbeli állapotnál jól számítható az elmozdulás is , igénybevétel is.

• Térbeli modell (FEM, 3D) , nem kell korrigálni , bonyolult szerkezetek , áthatások esetén BME Szilárdságtani és T




épzés


Horgony igénybevételszámítás - módszerek

Determinisztikus módszerek• Szerkezet = rúdszerkezet

• Földnyomást felvesszük mind-két oldalon – elmozdulás függő (pl. Rankine szerint) . Aktív és nyugalmi közti ill. nyugalmi és passzív közti !

• Víznyomás szokásosan (h∙v)

• Horgony = támasz , reakcióerő számításból adódik az erőBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés


Horgony igénybevételszámítás - módszerekRugalmasan ágyazott rúdként• Szerkezet = rúdszerkezet (EJ)

• Földnyomás = Winkler rugó reakciója , elmozdulás függő . Alulról az aktív , felülről a passzív földnyomás a korlátja.(ha ex=0 x = o) Iteráció !

• Víznyomás szokásosan (h∙v)

• Horgony = rugó merevséggel + előfeszítő erővel . Horgonyerő elmozdulásfüggő !

• Kb. 8-10 m gödörmélységig jó .


anszék



épzés


Horgony igénybevételszámítás - módszerekSíkbeli tárcsamodell (FEM 2D)• Szerkezet = rúdszerkezet (EJ) és kontaktelemek talajhoz (surlódás)

• Földnyomás FEM analízis . Különböző talajmodellek (Mohr-Coulomb : lineárisan rugalmas , Hardening Soil : felkeményedő)

• Víznyomás : drénezett vagy drénezetlen állapot , konszolidá-ció figy.-be vétele .

• Horgony = húzómerevséggel (EA) + előfeszítő erővel . Horgonyerő elmozdulásfüggő !


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

107

Horgony igénybevétel (erő) tervezési értéke

• Minden tervezési állapotban számítandó , egymásra szuperponált elmozdulási állapotokkal , megfelelő modellel .

• Számítási modellben az erők reprezentatív (karakterisztikus) értékkel , talajjellemzők karakterisztikus értékkel , geometria nominális értékkel szerepelnek az így kapott karakterisztikus értékű igénybevétel utána növelve parciális tényezővel (EC7)

Ed = E∙ E(Frep,Xk,anom) , E G = 1,35 , Q = 1,5

• A fenti érték igaz RC2 megbízhatósági és 2. geotechnikai kategó-riánál . Ha nem az , korrekció kell (pl. KFI tényező)

• Nem tiszta síkbeli állapotnál is korrekció (pl. alaprajzi saroknál vízszintes átboltozódás , csökkenő földnyomás és horgonyerő)


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

108

Horgony teherbírása – acélszerkezet (STR)• Fej tönkremenetele – törés vagy kihúzódás . Acélék (hegesztett szerkezet) , alátét elem (acél) , lehorgonyzó elem (anya vagy kúpos ék) méretezése , ellenőrzése . Gyártmányok , ellenőrzés a gyártónál (minősített , próbaterhelt termékek)

• Fej torzulása (pl. összenyomódása) ! Előfeszítő erő csökkenhet

• Horgonytest (acélszerkezet) szakadása . Megfelelő keresztmet-szetű magrúd vagy feszítőkábel darabszám meghatározása .

Rt,d = As∙fyd > Pd As meghatározása

• Kihúzódás a befogási szakaszból (lehorgonyzási hossz ?)

• Acél korrózióvédelem ! (környezet , élettartam függően)

• Horgonyfej átszúródása a szerkezeten – általában nem mérték-adó , vékony szerkezet + nagy horgonyerőnél veszélyes !


anszék



épzés


Horgony teherbírása – horgonyfej kialakítás

• Átvezető acélcső homlok-lemezzel

• Acélék (merőleges teheráta-dáshoz) – átszúródás ellen elég nagy és merev , lecsúszás ellen homlokle-mezhez hegesztve !

• Esetleg erőmérő cella

• Lehorgonyzó szerelvény –acél alaplap (kábel átvezet-ve) + kúpos ékek

Méretezés acélszerkezetként ! (hegesztett acélszerkezetek és gyári termékek)


anszék



épzés


Horgony teherbírása – talajellenállás (GEO)• Talajból való kihúzódás és kúszás

• Teherbírás a tervezéskor tapaszta-lati diagrammok alapján felvéve (esetleg tal.fiz. jellemzőből számítva)

• Talajtipustól, hossztól , átmérőtől és injektáló nyomástól függ

• Kivitelezéskor ellenőrzés , tényle-ges teherbírás próbaterhelésekből !

Teherbírás Ra1, Ra2 …Kúszásra krit. erő Pc1, Pc2 …

… Rak= min! (Ra,átl/1, Ra,min/2)Rsd = Rak / a > Pd ! ( a = 1,1)és Pc1, Pc2 …> Pd !


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

111

Horgony előfeszítési adatok meghatározása• Minden horgonyhoz ! Cél az ellenőrzés (próbaterhelés) és az előfeszítő erő bevitele (elmozdulás csökkentése)

• Ellenőrző erő (Pp) - átvételi vagy alkalmassági vizsgálathoz ideiglenesre Pp 1,15 Pd , állandóra Pp 1,25 Pd

• Szükséges maradó előfeszítő erő (Pef) – számítással ill. eltűrhe-tő elmozdulásokkal összhangban . Általában 70-90 %-a a számított horgonyerő alapértékének (karakterisztikus értékének)

• Relaxációs veszteség (Prel) – táblázatból . Kb. 3-10%-a a számí-tott horgonyerő alapértéknek

• Ékcsúszási veszteség (Pé) – kábelesnél . Tapasztalatból , é =3-8 mm közti érték , Pé = é ∙ EA (Lsz + Le)

• Blokkoló erő (Pb) - rögzítéshezPb = Pef + Prel + Pé


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

112

Horgony stabilitás ellenőrzéseHagyományos módon

• Támszerkezetnél földék egyen-súlya lehetséges horgonyerő (PL) összehasonlítani a számí-tottal (Pk) PL/Pk E !

• Lehorgonyzásnál egy horgony-ra eső talajtömb súlya és a számí-tott horgonyerő összehasonlítása ,G / Pk E !

Komplex szerkezet vizsgálata

• „ - c redukció” módszerrel (teljes stabilitást vizsgál , nem egy adott tönkremenetelt)


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

113

HORGONYZOTT TÁMSZERKEZETEK ÉS A KÖRNYEZET (ÉPÜLETEK) MOZGÁSAI

• kis mélységű gödröknél

• nagy mélységű gödröknélBME Szilárdságtani és T




épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

114

Mozgások nagyságának becslése - alapelvek

• A vízszintes elmozdulás a talajban lazulást , az felszinsüllye-dést okoz korlátozni kell ! (épületkár stb.)

• Horgonyzott szerkezet nagyobb vízszintes elmozdulást ad , mint merev kitámasztású (pl. acéltámos)

• Alapvetően különbözik a kismélységű (H8-10 m) és a nagy-mélységű gödör esetén az alakváltozás !

• Kismélységű gödörnél : a teljes vízszintes mozgás kb. azonos a szerkezet rugalmas elmozdulásával (számításhoz elég a rugalmas rúdmodell is) , tárcsahatás elhanyagolható .

• Nagymélységű gödörnél : a szerkezet mögötti talajtárcsa belső mozgásai többletként hozzáadódnak a rugalmas alakváltozás-hoz ! Ez a gödörmélységgel hatványozottan nő – alakváltozás nagy részét ez adja . Számítás tapasztalati képletekkel vagy FEM módszerekkel (talajtárcsa figyelembe vétele)


anszék



épzés


Süllyedésbecslés kis gödörmélységnél• Vízszintes elmozdulásáb-

ra rugalmas rúdmodell számításból területe arányos a lazulással

• Süllyedésábra alakja para-bola vagy kör , kihatási tá-volsága kb. kétszeres gö-dörmélység , területe ará-nyos a vízszintes elmozdu-láséval

• Fentiekből a süllyedésábra becsülhető , épületekre gyakorolt hatás számítható


anszék



épzés


Vízszintes elmozdulás becslése mély gödörnél

• Egyes hatások szu-perponálva (tapasz-talati képletek)

• Meghatározó : gö-dörmélység , hor-gonyhossz (hatvá-nyozott hatású)

• Konszolidáció és térbeliség (pl. sarok közelség) figyelem-bevétel korrekció

• Fentiek alapján víz-szintes elmozdulás-ábra

H


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

117

Süllyedések becslése mély gödörnél

• Vízszintes elmozdulásábrából süllyedési horpa görbéje

• Ábra alakja szerint : „P” görbe vagy „P1” görbe alkalmazva

• Süllyedési görbe jellemzők + vízszintes elmozdulások mit okoznak az épületben ? (támaszmozgás , nyúlás stb.)

P P1


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

118

TALAJHORGONYOK ÉPÍTÉSE

• acélszerkezet készítése

• fúrás , ágyazás

• beépítés

• injektálás

• feszítés BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

119

Horgonyátvezető szerelvény beépítése


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

120

Kábeles horgony acéltest helyszíni szerelése


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

121

Talajhorgonyok fúrása

• Tűrése ±75 mm és ±2

• Túlfúrás ! Alul törmelék rakódhat le , csökkenti a hasznos hosszat

• Szemcsés talajban (tömör)

Talajvíz felett : görgős fúrófej , béléscső nincs , fúróiszap öblítés (furat állékonyság + anyag kiszállítás)

Talajvíz alatt : görgős fúrófej , béléscsövezés végig vagy kötött rétegig (furat állékonyság) , szerszám haladhat előtte vagy benne , fúróiszap öblítés csövön át , vízelzárás felül (talajkimosodás ellen)

• Fúróiszap : bentonit zagy , esetleg cementtel , talajfüggő sűrűség


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

122

Talajhorgonyok fúrása

• Kötött vagy átmeneti talajban :

Kemény , állékony : spirál vagy kalapácsos fúrófej , béléscső nincs , légöblítéssel (nem szabad eláztatni az agyagot !)

Puhább talaj : béléscső is kellhet , légöblítés fontos !


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

123

Horgony fúrógép (flexibilis lafetta)


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

124

Béléscsöves fúrógép sematikus rajza


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

125

Horgony fúrása fúróiszappal (talajvíz felett)


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

126

Horgony fúrása fúróiszappal (talajvíz felett)


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

127

Talajvíz alatti horgony


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

128

Talajhorgony ágyazása - cementhabarccsal

• Szerepe : korrózióvédelem + erőátadás talaj és acéltest közt . Injektálás benyomja a talajba → nem lehet kis szilárdságú !

• Bejuttatás : fúrószáron át lecserélve a fúróiszapot , vagy gyárt-mányoknál a horgonytestre szerelt külső csövön át (első injektálás)

• Talajvíz alatt : ne mosódjon ki , ellenőrzés ! (vízelzárás kellhet)

• Víz/cement = 0,55-0,80 , esetleg 2-3% bentonit (stabil szusz-penzió) és plasztifikátor , keverés kényszerkeverővel vagy hidro-ciklonnal

• Szilárdulás min. 5 napig injektálás előtt (lehet kötésgyorsítót is használni)BME Szilárdságtani és T




épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

129

Talajhorgony injektálása - cementhabarccsal• Szerepe : növeli a radiális feszültséget → nyírószilárdság is nő a talaj és a horgonybefogás közt kb. 3-7-szeresre ! (ld. dr. Mecsi J.)

• Injektáló cső : központi cső vagy külső cső horgonytest körül , acél vagy műanyag , 0,5-0,7 m-enként mandzsettával (csak kifelé)

• Víz/cement= 0,6-0,8 , esetleg 2-3% bentonit , keverés mint ágy.h.

• Szemcsés talajban : egyszerre az egész hosszat , 1-3 alkalommal (közte 2-3 nap!) , összesen 30-100 lit/fm , zárónyomás 10-30 bar

• Kötött talajban : szakaszosan ! (elmehet az anyag egy helyen) → inj.dugattyú (pakker) 1-2 mandzsettánként vagy több külső inj.cső szakaszosan , 2-3 alkalom , össz. 30-70 lit/fm , zárónyom.30 bar

• Regisztrálás , dokumentálás : mennyiség és nyomások


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

130

Talajvíz alatti horgony – pakker , vízelzárás


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

131

Talajvíz alatti horgony


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

132

Horgony behelyezése a kész furatba


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

133

Talajhorgony injektálása


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

134



anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

135



anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

136

Talajhorgony feszítése

• Célja : előfeszítő erő bevitele , horgony teherbírásának ellenőr-zése (határerő , kúszási tulajdonságok , rugalmas hossz)

• Tapasztalt irányító és dolgozók kellenek ! Veszélyes munka . Pontos dokumentálás (feszítési jkv.)

• Mérés : erő – elmozdulás ill. időbeli változása , ebből lehet szár-maztatni a teherbírási jellemzőket

• Méréspontosság fontos ! 6 havonta sajtót kallibrálni kell !

• Injektálóhabarcs min. 7 napos legyen (agyagban konszolidáció miatt több is!?) . Horgonyok sorrendje lehet lényeges (pl. sarok-nál) . Egész kábelköteget egyben kell feszíteni !BME Szilárdságtani és T




épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

137

Horgony ellenőrző feszítése


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

138

Horgony ellenőrző feszítése


anszék



épzés

Tala

jho

rgo

nyz

ás (

Mes

zlén

yi Z

s.)

139

Elkészült feszített blokkolt horgony


anszék



épzés

tartószerkezet-rekonstrukciós szakmérnöki tanszék képzés ... · munkatérhatárolások...

Documents