Mélyépítési munkák. Mélyépítési munkák

Átírás

1 Mélyépítési munkák Mélyépítési munkák Földmunkák Kőmunkák Téglaszerkezetek Szigetelések Faszerkezetek Acélszerkezetek Beton és vasbeton szerkezetek Csővezetékek Alapozások Útépítés Vasútépítés Hídépítés Vízépítés Alagútépítés Robbantások Búvármunkák 1

2 Műszaki alapismeretek: Számtan mértan Földméréstan Műszaki rajz Fizikai alapfogalmak Statika szilárdságtan Időjárástani alapismeretek Víztani alapismeretek Vízrajzi alapismeretek Talajmechanikai ismeretek Mélyépítő-ipari anyagok: Természetes kövek Ragasztó- és kötőanyagok Mesterségesen készített építőanyagok Növényi építőanyagok Fémek Üveg Festékek Folyékony üzemanyagok Ipari gázok Mélyépítési munkák Gépek, gépi berendezések: Általános ismeretek Hőerőgépek Elektromos gépek Kompresszorok Hőlégfúvók Szivattyúk Vasúti, közúti, terepjáró szállítóeszközök Emelőgépek - daruk Csörlők Szállítógépek - Rakodógépek Betonozó- és kőműves gépek Út- és vasútépítő gépek Cölöp- és szádfal munkák gépi berendezései Légnyomásos alapozás gépi berendezései Szervezési feladatok: Munkaszervezés A technológia fejlesztése Munkavédelem A munkaerővel kapcsolatos tudnivalók Anyaggazdálkodás Gépgazdálkodás Gazdaságossági számítások Organizáció Földmunkák 2

3 Földmű: rendszerint szabályos felületekkel határolt bevágás, illetve a földből épített töltés, gát. A földművek valamilyen további fontosabb cél érdekében készülnek. Földmunka: a földművek készítéséhez szükséges műveletek, amelyek a föld kitermelésével és a földmű építésével együtt járnak. A földmű jellegzetes részei: A földmunkák kiterjedésük szerint lehetnek: - vonalas jellegűek jellemzője, hogy hosszirányú kiterjedése lényegesen nagyobb, mint a keresztirányú mérete. Utak, vasutak, csatornák, árvízvédelmi töltések, közműaknák földmunkái. - területi jellegűek jellemzője, széles földmunkák, kiterjedése hossz- és keresztirányban is számottevő. Repülőterek, ipari területek, parkolók, üzemanyagtöltő állomások - pontszerűek, gödör jellegűek jellemzője, hogy a mélysége jelentős méretű. Alapgödrök, munkagödrök - árok jellegűek pl. a közművek nem túl mély, nem túl széles, de hosszú munkagödrei A földművel szemben támasztott legfontosabb követelmény a megfelelő állékonyság. Állékonyság: sem a terhelésnek, sem a környezeti hatások következtében a létesítményben káros alakváltozás nem következik be. 3

4 A talajok osztályozása földmunkák szempontjából: - fejthetőség - tömöríthetőség - kézi földmunkák hét osztályba sorolhatók, minél nagyobb a talajok kohéziója, annál nehezebb a fejtés - gépi földmunkák a legalkalmasabb gépek kiválasztásának szempontjai: - a földkitermelés célja - a talaj minősége - a földmunka mérete - műszaki és gazdasági lehetőségek - egyéb helyi körülmények - jól tömöríthetők azok a szemcsés talajok, amelyek egyenlőtlenségi mutatója, U > 7 (homokos kavics, iszapos homok) - közepesen tömöríthetők, amelyek egyenlőtlenségi mutatója U = 3 7 (iszap, sovány agyag) - nehezen tömöríthetők, amelyek egyenlőtlenségi mutatója U < 3 (futóhomok) Nem tömöríthető a túlságosan nedves agyag, és a száraz, kövér agyag. - alkalmasság használhatóság: összetételük és állapotuk szerint. A töltés felső 50 cm-es rétegébe jó minőségű, jól tömöríthető talaj kerüljön. Töltésnek tilos használni: szerves talajokat, szikes talajokat, málló kőzeteket, kövér agyagot, fagyott talajokat. A földmunkák kitűzése A kitűzés a földmű jellemző pontjainak olyan megjelölése, amelynek segítségével a földmű a terv szerint elkészíthető. A földmunka jellemző pontjainak kitűzése tengely, határvonalak, körömpontok szelvénykarókkal, ill. szelvényvázakkal. A szelvényezést minden esetben el kell készíteni. Gépi földmunka esetén oly módon kell kitűzni, hogy a gép vezetője a gépről való leszállás nélkül is lássa. 4

5 Vonalas létesítmény kitűzése Kézi földmunkánál: a földmű határvonalait lécállvánnyal Gépi földmunkánál: kísérő poligont is, amiről az építés közben megsemmisülő pontok helyreállíthatók A bevágás mélységét, a töltés magasságát, építés közben szintezéssel kell ellenőrizni. Terület kitűzése Először egy általában 20 x 20 m-es segédhálót tűznek ki. A háló metszéspontjaiban megadják a magasságot, ehhez viszonyítva végzik a tereprendezést. 5

6 Pontszerű földmunka kitűzése A sarokpontokat és a határvonalakat zsinórállás segítségével tűzzük ki. A zsinórállás két, földbe vert oszlopra szegezett lécből áll. A lécen a műtárgy vonalait zsinórokkal jelölik, a sarokpontokat pedig a zsinórok metszéspontjaiban függővel vetítik lefelé. A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Terület előkészítése: - növényzet irtása - humusz leszedés, deponálás - a belvizek elvezetése - a talaj előlazítása 6

7 A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Terület előkészítése: Növényzet irtására jól alkalmazható a bokorirtó traktor, amely a letarolt növényzetet két oldalra tolja, ahonnan tológéppel tovább szállítható. A farönköket árokásó-rakodó gépre szerelt szerelékkel távolítják el, vagy A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Terület előkészítése: Humusz leszedése deponálása: A felső cm. - később hasznosítható, rézsű burkolására, - a humusz könnyen összenyomható talaj, későbbiekben a töltés megsüllyed. A szállítási távolságtól függően: - tológép m között - földnyeső m között. 7

8 A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Terület előkészítése: Humusz leszedése deponálása: Különleges eset a gyeptéglák kitermelése, amelyeket a rézsűk későbbi lefedésénél használnak. Ezt talajfelszakító gép és tolólemezes nyesőgép végzi. A kivitelezés közben a csapadékvizet és egyéb vizeket vízelvezető árkokkal, rendszeresen és folyamatosan el kell vezetni. Földmunkát csak optimális víztartalom mellett lehet jól végezni. Ha túl nedves a talaj a munkagépek megsüllyednek. A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Terület előkészítése: A talaj előlazítására akkor van szükség, ha a talaj felső része erősen kötött vagy köves. A talajfelszakító gép munkaeszköze az önjáró traktorra felszerelhető felszakító kés. A földmunka nyomvonalába eső kerítések, épületek, stb. bontásából származó anyagokat külön deponálni kell. Az érintett közműveket víz, villany, gáz, posta stb. helyét pontosan fel kell tárni, és jól láthatóan jelölni. 8

9 Talajszakító kés A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Terület előkészítése: A talaj előlazítása Lejtős terepen ha a terephajlása λ < 10% a növényzet eltávolítása után, a lejtőre merőlegesen a talajt felszaggatjuk vagy felszántjuk. A rákerülő töltés a felszaggatott talaj mélyedéseibe kapcsolódva az elcsúszással szemben kellő biztonságot ad. Ha a terephajlás λ = 10-25% között van, a terepet lépcsőzni kell, tológéppel. A lépcsőket (x, y) 3-5% eséssel alakítjuk ki a megfelelő vízelvetetés érdekében. Az utolsó lépcső alatt szivárgót építünk, amely a lefolyó vizet összegyűjti és elvezeti. 9

10 A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Terület előkészítése: A talaj előlazítása Ha a terephajlása λ > 25%, fogazást alkalmazunk. Földgyaluval alakítjuk ki. A csúszás irányára közel merőleges fogak megakadályozzák, hogy a töltés az altalajon elcsússzon. A fogazást csak kötött talajoknál alkalmazzuk. Az egyes fogak teknőt alkotnak, a vizet tengelyirányú dréncsövekkel gyűjtjük össze, és a mélypontokon keresztirányú szivárgóval vezetjük ki. A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások A töltést úgy kell megépíteni, hogy utólag káros mértékben ne süllyedjen, ill. ne csússzon meg. A töltés utólag akkor süllyed meg, ha: - alatta puha, összenyomható altalaj van, - a töltés nincs megfelelően tömörítve. Ha az összenyomható réteg annyira vastag vagy annyira puha, hogy a süllyedés a megengedett mértéket meghaladja, akkor a töltést alapozni kell. A töltésalapozás módszerei: - talajcsere - ideiglenes töltéstúlterhelés - talpszivárgó telepítése 10

11 A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Teljes talajcserét ha 1,5 m-nél nem vastagabb, puha vagy tőzeges talajok esetében alkalmazhatjuk gazdaságosan. A töltés alól a puha réteget teljes vastagságában kotróval eltávolítjuk. Az eltávolított talaj helyére homokot vagy homokos kavicsot töltünk. Ezek magas talajvíz mellett is jól tömöríthetőek. A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások 11

12 A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Ideiglenes töltéstúlterhelés alkalmazható, ha a puha talaj vastagsága nem jelentős. Ilyenkor a töltést a tervezett magasságánál 2-3 m-rel magasabbra építjük, így az tömegével a puha talajt két oldalra kinyomja. A talajtörés megakadályozására alkalmazhatunk a töltés két oldalán nyomópadkát, más néven fióktöltést. A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások A konszolidáció meggyorsítható a töltéslábaknál elhelyezett talpszivárgók építésével. A talpszivárgók magakadályozzák a puha talaj oldalirányú kinyomódását, és levezetik a puha talajból kiszoruló vizet. 12

13 A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Bármilyen vastag, süllyedésre veszélyes talaj konszolidációja meggyorsítható geotextíliával. A geotextília műanyag szálakból, tűzési eljárással készített, néhány mm vastag, nemezszerű anyag, amelyet több méter széles csíkban, feltekercselve szállítanak. A szálak fátyolszerű elhelyezkedése folytán a geotextília vízáteresztő, minden irányban kellően nagy húzószilárdságú, és jelentősen nyúlásra képes. A puha és vízzel telített talajra helyezett geotextília a terhelés hatására az altalajból kinyomódó vizet átereszti, de a talaj áthatolását megakadályozza. A munkatér előkészítése, töltésalapozási eljárások Alkalmazásának előnyei: - gyorsabb és gazdaságosabb építés - gyorsabb konszolidáció - csökkenti a töltéscsúszás és a talajtörés veszélyét - biztosítja a szállítójárművek és az építőgépek mozgását Alkalmazásának munkafolyamatai: - növényzet eltávolítása - geotextília fektetés - csatlakozó részek összevarrása cm vastag szemcsés anyag elterítése és tömörítése - a töltés építése 13

14 Fejtés A földfejtés célja: - gát, töltés stb. építése - bevágás, árok stb. létesítése - anyag kitermelése pl. kavics, homok stb. Földfejtés módjai: - kézi fejtés - földfejtés robbantással - gépi fejtés 14

15 Kézi fejtés Földkitermelés kézi eszközökkel általánosságban csak szárazban vagy legfeljebb 35 cm vízzel borította területen végezhető. Eszközei: ásó, lapát, ásólapát, csákány, bontórúd, feszítőék, kalapács. A fellazított földet a kubikos legfeljebb 5 m-re tudja elmozdítani karolni. A munkahelyen belüli szállítást talicskával vagy szállítószalaggal lehet megoldani. A szállítószalaggal legfeljebb 22 -ban lehet fölfelé szállítani. Az anyagnyerő gödröket, bevágásokat kézi erővel, 2 m-nél mélyebben fejteni, alávágni tilos! Az árkokat a talajviszonyoknak megfelelően, rézsűsen kell kitermelni. A munkaárkok szélét tilos terhelni! A munkaárok nedvesség hatására könnyen beomolhat. Földfejtés robbantással A robbantási munka veszélyes üzem, csak engedéllyel rendelkező robbanthat. A földművekkel kapcsolatos robbantáshoz a töltetet fúrt lyukban helyezzük el, amelyet lehetőleg a szabad felületre merőleges irányban mélyítünk. A furatokat robbanthatunk külön-külön, vagy sorozatban. Szabadon álló köveket ráhelyezett töltettel robbantanak. Robbantással gazdaságosan oldható meg vastag, tőzeges talaj cseréje. 15

16 Gépi fejtés A gépi fejtés végzésére legalkalmasabb gép kiválasztását befolyásoló tényezők: - a földkitermelés célja - a talaj minősége - a földmunka geometriai méretei - a szállítási távolságok - a földmunka mennyisége - a terepviszonyok - az éghajlati és időjárási viszonyok - a műszaki és gazdasági lehetőségek - a kivitelező gépparkja - egyéb helyi körülmények. Egy konkrét esetben az összes befolyásoló tényező és a körülmények gondos mérlegelése alapján lehet csak kiválasztani a legalkalmasabb gépeket. Mivel a földmunka komplex feladat, ezért az egyes gépek teljesítményét egymással összefüggésben kell figyelembe venni. Az útépítési földmunkák során gyakran alkalmazott összeállítás: Fejtőgép (kotró) szállítógépek (dömperek) terítőgépek (dózerek) tömörítő gépek (hengerek). A géplánc vezérgépének (a fejtőgépnek) teljesítménye szabja meg a többi tag darabszámát és teljesítményét. 16

17 Földtermelés tológéppel: Kötött talajok fejésére, kötött és laza talajok és rövid távú mozgatására alkalmas 17

18 18

19 Kotrók csoportosítása: Egy kotróedényes, forgó felsővázas a, hegybontó kotró b, mélyásó kotró c, vonóvedres kotró d, markoló-kotró Szakaszos működésűek 19

20 20

21 21

22 Több munkaedényes kotrók Kereszt-merítékes kotró Hossz-merítékes kotró árokásó Folyamatos működésűek. 22

23 A földkitermelő szállítógépek csoportosítása: tológép dózer földnyeső szkréper földgyalu gréder Szállítás A szállítóeszközöket a gazdaságos szállítási távolság, az elvégzendő munka mennyisége, a rendelkezésre álló szállítóeszközök, és a fejtőgépek fajtája és teljesítménye szerint választjuk ki. 23

24 24

25 25

26 A talaj elterítése A beépítés munkafolyamatai: - elterítés - tömörítés - alakítás és utómunkák A tológép és a földnyeső a beépítés helyére szállított talaj elterítését is elvégzi. Kotrós földmunkánál a szállítójárművek halomba ürítik a földanyagot a talaj szétterítését tológéppel vagy földgyaluval végzik. A töltések anyagát mindig teljes szélességben, egyenletes vastagságú rétegekben kell elteríteni. A terítési vastagságot a talajmechanikai szakvéleményben a talaj fajtájától és az alkalmazott tömörítő eszközöktől függően előírja. A töltések felső 50 cm-es rétegébe csak jó minőségű talajok építhetők be. 26

27 A talaj tömörítése Az alátámasztó földművel szemben támasztott legfontosabb követelmény: a tömörség. A földművek tömörítéséhez meg kell oldani: -a földmű rendeltetésének megfelelően a szükséges tömörséget laboratóriumi kísérletekkel meg kell határozni. -a kellő tömörség elérése érdekében a legalkalmasabb tömörítő eszközt és módszert kell kiválasztani. -az előírt tömörséget a kivitelezés folyamán a helyszínen folyamatosan ellenőrizni kell. Általános irányelv: - kötött talajokat gyúró - szemcsés talajokat vibrációs - köves talajokat döngölő tömörítéssel ajánlatos tömöríteni. Tömörítő eszközök statikus Fogas juhláb henger Sima henger Gumiabroncsos henger 27

28 Tömörítő eszközök dinamikus döngölőbéka vibrolap vibrohenger 28

29 Földművek rézsűi A földmunkák kialakításakor a rézsűt meredeken vagy függőlegesen nem lehet kiképezni, mert leszakad. Ezért olyan hajlásszöget kell adni, amellyel az időjárás és a forgalomból eredő behatások esetében is maradandóan meg tud állni. Minden rézsűt egy törtszám jellemez. Pl. 6/4 rézsű azt jelenti, hogy ha a magasság 4 egység, akkor a rézsű lába vízszintes távolsága 6 egység. Vízépítésben a rézsűhajlást az 1 hez viszonyítva fejezik ki úgy, hogy az egységnyi magassághoz hány egységnyi vízszintes távolság tartozik. Pl. 6/4 es rézsű a vízépítésben 1 : 1,5. Az alépítmény rézsűinek hajlása a földmű magassági méretétől, a talajfajtától, a töltés lábánál érintkező esetleges árvíz hullámverésétől függ. Azonos körülmények között a bevágás rézsűje általában meredekebb, mint a töltésé, mert a termett talaj állékonysága nagyobb, mint a töltésé. A kész földművek rézsűit füvesíteni vagy gyeptéglázni kell a csapadékvíz lemosó hatása miatt. 29

30 Földművek rézsűi Nagyobb töltésmagasságnál, ill. bevágás-mélységeknél kétféle rézsűből összetett törtvonalú rézsűhajlás alkalmazása szokásos, ill. a padkázás a rézsűk vízszintes síkkal való megszakítása. Földművek rézsűi rézsűhámlás Rézsűhámlás: Ha a töltés vagy bevágás rézsűjét nem a talajnem szerinti rézsűhajlásnak megfelelően készítik, hanem annál meredekebben, akkor a rézsű oldaláról lencse alakú, kb cm vastag rétegek hámlanak le. Az ilyen rézsűt át kell építeni megfelelő hajlásra. Ha a természetes rézsű kialakítására nem áll rendelkezésre elegendő szélesség, akkor a töltés esetében támfalat, bevágásnál bélésfalat kell építeni. 30

31 Földművek rézsűi töltés csúszás Töltésrézsű csúszás, szakadás: ha a töltés vagy bevágás nagyobb kagyló alakú tömegekben válik le. Töltések rézsűszakadása akkor is bekövetkezik, ha a nagylejtésű terepen a töltés nem egyformán ülepedik és a völgy felöli nagyobb magasságú rész elszakad a hegy felöli résztől. Helyreállítása: a leszakadt részt cm magas lépcsőkkel belépcsőzik és 25 cm vastag rétegekben visszatöltik és ledöngölik. Rézsű szakadás helyreállítás 31

32 Földművek rézsűi töltés csúszás Töltés csúszás: A meredek lejtőre épített töltés teljes egészében megcsúszhat, ha azt nem megfelelően alapozzák. Helyreállítás Bevágás rézsű csúszás Földművek rézsűi Helyreállítás 32

33 Rézsű védelme Humusz terítés Gyeptéglázás Beton lapburkolat Rézsű védelme 33

34 Támfalak és bélésfalak A töltéseket megtámasztó falakat támfalaknak, a bevágásokat megtámasztó falakat bélésfalaknak nevezzük. A megtámasztott földanyag súlyánál fogva kifelé és lefelé igyekszik elmozdulni, ezt az elmozdulást kell a támfalnak megakadályoznia. Ez kétféle módon érhető el: - a támfal a saját súlyával áll ellen az eltolásnak súlytámfal - a támfalat úgy alakítják ki, hogy annak alsó vízszintes része a megtámasztandó földtömeg alá nyúljon szögtámfal Támfalak alapozása A támfalat a tervezésnél három szempont szerint vizsgálják: -nem csúszik-e el a talajon n az előírt biztonsági tényező 1,5-2,0 Ntgφ n = T -nem fordul-e ki a külső éle körül a földnyomás hatására Gg n = Ee φ súrlódási szög a támfal és a talaj között -nem terheljük-e túl a talajt, nem következik-e be talajtörés a támfal alatt. CLR n = Gg + G1g1 C kohézió L csúszólap hossza 34

35 A háttöltés víztelenítése A víz kivezetésének legegyszerűbb módja vascsövek beépítése 10 cm átmérőjű, 2-3 m ként. Helyesebb elrendezés a támfal mögött végigmenő szivárgó beépítése. Fagyhatás elleni védekezés Különleges földmunkák - hídfő mögötti háttöltés - töltésszélesítés - szivárgó építés - árok és csatorna visszatöltés - tereprendezés 35

36 Különleges földmunkák hídfő mögötti háttöltés A háttöltést gondosan kell tömöríteni mert az utólagos süllyedések miatt a hídfő és a töltés között lépcső keletkezik. Lásd támfalnál A vízelvezetést úgy kell megoldani, hogy a háttöltés elnedvesedését megakadályozzuk. A víznyomás többletterhet jelent. Különleges földmunkák töltésszélesítés A melléépítés vastagsága olyan legyen, hogy az optimálisan tömöríthető legyen. A vízelvezetés érdekében a rétegek min. 3% -os (5%) oldaleséssel lejtsenek a töltés széle felé. 36

37 Különleges földmunkák szivárgó építés A felszín alatti vizeket véglegesen, gravitációs úton, szivárgókkal vezetjük le. Jó vízelvezető képességű szemcsés anyagból készül. A szivárgó alján összegyűjtött vizet a legrövidebb úton ki kell vezetni a felszínre, majd onnan a természetes, vagy mesterséges befogadóba. A szivárgó építésénél arra kell ügyelni, hogy a szivárgó alja leérjen a vízzáró rétegig. Az árok építése folyásiránnyal szemben történik, hogy a vízelvezetés az építés alatt is biztosítható legyen. Építés alatt ügyelni kell arra, hogy a szűrőréteg a környező talajjal ne keveredjen ne tömődjön, ne szennyeződjön el. A mélyebb szivárgók oldalfalát az építés idejére dúcolni kell. Hagyományos szivárgó - burkolt árok alatt - támfal háttöltésénél 37

38 Különleges földmunkák szivárgó építés A szivárgóval szemben támasztott követelmények: - minél nagyobb áteresztő képességű legyen - a környező talajból a finom szemcséket ne mossa ki - felszíni vizek ne jussanak bele - az áramló víz a szivárgón belül ne okozzon kimosódást - ne rakódjanak le hulladékszemcsék, eltömíthetik - a szivárgóban levő víz a leghamarabb távozzon 38

39 Különleges földmunkák árok- és csatorna visszatöltés A keskeny munkaárok miatt jelentenek különleges feladatot, mivel így csak kisebb tömörítő eszközök alkalmazhatók. A vízvezetékek és szennyvízcsatornák érzékenyek a törésre, ezért a legalsó rétegeket szemcsés talajból kell megépíteni. Ezek a talajok kevés tömörítő munkával a kívánt értékre tömöríthetők. Kb. 50 cm takarás elérése után már alkalmazhatunk nehezebb, vagy vibrációs tömörítést. Az ágyazat anyaga homokos kavics (gyári előírás hiányában d max = 20 mm), homok, vagy a munkaárokból kiemelt tömöríthető föld, melynek iszaptartalma 10%-nál kisebb legyen. Az ágyazat legalább 10 cm + 0,1 D i,nom vastagságú és legalább 90% tömörségi fokú legyen, ahol D i,nom a cső belső átmérője. A csővezeték záradéka fölött 30 cm magasságig a visszatöltött föld tömörségi foka legalább 85% legyen. 39

40 Különleges földmunkák tereprendezés Az építkezés befejezése után a munkahely és a környezet eredeti állapotának visszaállításakor kerül sor a tereprendezésre. Az építésre használt anyagnyerő helyeket pl. mezőgazdasági termelésre alkalmassá kell tenni. Ilyenkor a terepegyenetlenségeket földgyaluval vagy földnyesővel meg kell szüntetni, a kitermelés előtt eltávolított és tárolt humuszt egyenletesen vissza kell szállítani, majd elteríteni. 40