Földművek - Fogalmak. Földmunka a föld fejtése, szállítása, beépítése Földmű a kész létesítmény. Földművek funkciói. folyószabályozás, partrendezés,

Átírás

1 1 FÖLDMŰVEK I.

2 Földművek - Fogalmak 2 Földmunka a föld fejtése, szállítása, beépítése Földmű a kész létesítmény Földművek funkciói közlekedési pálya: vízépítési földmű: felszín alatti munkatér: területrendezés: bányászat: hulladéklerakás: út, vasút, repülőtér, gát, csatorna, árok, tározó, folyószabályozás, partrendezés, alapozás, műtárgy, közmű részére terepfeltöltés, tereprendezés, földalatti terek kialakítása, anyagnyerőhely, külfejtés, lerakók, szeméttelepek, meddőhányók

3 Jellemző mintaszelvények 3 útépítés vasútépítés

4 Jellemző mintaszelvények 4 árvízvédelem

5 Útépítés - visszapillantás 5 Ókor Római birodalom

6 Árvédelmi gátak - visszapillantás 6

7 Napjaink néhány jellemző földmű építési feladata 7 Magassági vonalvezetés Helyszínrajzi vonalvezetés Pályaszerkezet Gazdaságos és környezetbarát tervezés Útkorszerűsítések. Vasútkorszerűsítések. Árvédelmi gátak problémái.. Hulladéklerakók problémái.

8 Szabványok, előírások 8 Eurocode 7 és a hozzá kapcsolódó szabványok ÚT : Utak és autópályák létesítésének általános geotechnikai szabályai D11 - Vasúti alépítmény tervezése, építése, karbantartása és felújítása TC Earthworks (folyamatban) MSZ 15290: Vízépítési földművek tömörségi előírásai...

9 9 FÖLDMŰVEK ANYAGAI

10 Földművek építése- földművek anyagai 10 Földművek anyagai A talajok alapvető tulajdonságait az alábbiak határozzák meg: szemcsék mérete és alakja; szemeloszlás folytonossága és jellege, talaj plasztikussága; speciális tulajdonságú talajszemcsék, alkotóelemek jelenléte (pl. térfogatváltozó agyagásványok, szerves tartalmú anyagok); a víztartalom mellett a telítettség értéke is.

11 Földművek építése- földművek anyagai 11 Talajosztályozás A minősítés és osztályzás célja az, hogy az alábbiakat megállapítása: a különböző földmű-részek funkcionális követelményeit milyen talajok elégíthetik ki, az építés helyén és térségében találhatók alkalmasak-e a földmű építésére, milyen beavatkozásokra van szükség a töltésépítés megkezdéséhez, miként minősíthetők a fejtés szempontjából, milyen technológiával kell kitermelni őket, miként minősíthetők a tömörítés szempontjából, s milyen technológiával tömöríthetők, speciális kezelésük szükséges-e, s ha igen, milyen technológiával kezelendők, beépített állapotukra milyen minőségi követelményeket kell előírni, s azokat miként kell ellenőrizni.

12 Földművek építése- földművek anyagai 12 Talajosztályozás A földműanyagok általános osztályozása A talajok (új) szabványos osztályozása A talajok minősítése a fölműanyagként való általános alkalmasság szerint Építéstechnológiai célú minősítések A terep és a feltalaj minősítése A földanyagok fejthetőségének minősítése A földanyagok tömöríthetőségének minősítése Vízmozgásokkal kapcsolatos minősítések A talajok vízvezető-képességének minősítése földművekhez A talajok erózióérzékenységének minősítése földművekhez A fagyveszélyesség minősítése A talajok térfogat-változási hajlamának minősítése Egyéb földműanyagok alkalmasságának megítélése Kohósalakok Újrahasznosítandó építőanyagok Származékanyagok

13 MSZ EN ISO Geotechnikai vizsgálatok Talajok azonosítása és osztályozása 1. rész: Azonosítás és leírás MSZ EN ISO Geotechnikai vizsgálatok Talajok azonosítása és osztályozása 2. rész: Osztályozási alapelvek MSZ Talajmechanikai vizsgálatok Talajok megnevezése talajmechanikai szempontból

14 Talajosztályozás 14 Megnevezés (azonosítás) Állapotminősítés Szervesség értékelése (Szín, szag, egyebek)

15 MSZ : Az osztályozás alapja szemeloszlás alapján, ha S 0,06 40 % és I P 10 % plasztikus index alapján, ha S 0,06 > 40 % és I P > 10 % szemeloszlás és plasztikus index együttes értékelésével, ha S 0,06 és I P ellentmondó

16 MSZ EN MSZ :2006 A szemeloszlási görbe alakja C U C C Lapos > Elnyúló 6 15 < 1 Meredek < 6 < 1 Lépcsős rendszerint nagy akármennyi (rendszerint < 0,5) C C u c d d d d d 10 d d d d

17 Kötött talajok megnevezése 17 Plaszticitási index I p Csoportnév az MSZ EN ISO szerint MSZ EN MSZ :2006 Megnevezés 10%-nál kisebb nem plasztikus (szemeloszlás alapján) 10 és 15% között kissé plasztikus iszap 15 és 20% között sovány agyag közepesen plasztikus 20 és 30% között közepes agyag 30%-nál nagyobb nagyon plasztikus kövér agyag Plasztikus index Ip=w L -w P

18 Képlékenységi diagram 18

19 Szemcsés talajok tömörsége 19 Megnevezés Tömörségi index I D % Nagyon laza 0 15 Laza Közepesen tömör Tömör Nagyon tömör

20 MSZ EN ISO Finom szemcséjű (kötött) talajok állapota Az iszapok és agyagok konzisztenciája Konzisztencia index I C Nagyon puha < 0,25 Puha 0,25 0,50 Gyúrható 0,50 0,75 Merev 0,75 1,00 Kemény > 1,00

21 Szervesség jellemzése 21 Talaj A szervesanyag-tartalom ( 2 mm) száraz tömeg százalékában Kissé szerves 2 6 Közepesen szerves 6 20 Nagyon szerves > 20

22 Földművek építése- földművek anyagai 22 A talajok minősítése a fölműanyagként való általános alkalmasság szerint Az általános alkalmasság minősítése azt jelenti, hogy az anyag felhasználható-e a szokványos technológiák és minőségi követelmények alkalmazásával a földmű valamely részében, ill. ez csak speciális kezeléssel lehetséges-e, T rρ 90 % tömörségű beépítéssel tartósan biztosítja-e a szokásosan elvárt mechanikai és hidraulikai paramétereket.

23 Földművek építése- földművek anyagai 23 A földműanyagként való felhasználás minősítése M-1 Kiváló földműanyagok a durva szemcséjű, S 0,063 5 % jellemzőjű talajok (kavicsok, homokos kavicsok, kavicsos homokok és homokok), ha C u 6 és szemeloszlásuk folytonos. M-2 Jó földműanyagok a durva szemcséjű, S 0,063 5 % jellemzőjű talajok (kavicsok, homokos kavicsok, kavicsos homokok és homokok), ha C u 6 és szemeloszlásuk hiányos, illetve ha 3 C u 6 és szemeloszlásuk folytonos, a vegyes szemcséjű, 5 S 0,063 15% jellemzőjű talajok (iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy homokok), ha szemeloszlásuk folytonos, a mállásra nem hajlamos, folytonos szemeloszlású kőzettörmelékek, ha legnagyobb szemcseméretük nem nagyobb 200 mm-nél. M-3 Megfelelő földműanyagnak minősítendők a durva szemcséjű, S 0,063 5 % jellemzőjű talajok, ha 3 C u 6 és szemeloszlásuk hiányos, a vegyes szemcséjű, 5 S 0,063 15% jellemzőjű talajok (iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy homokok), ha szemeloszlásuk hiányos, a vegyes szemcséjű, 15 S 0, % (és I P 10 %) jellemzőjű talajok (erősen iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy homokok), ha 8 w 18 %, a finom szemcséjű talajok, 10 < I P 25 % jellemzőjű talajok, ha 10 w 20 %, a mállásra nem hajlamos, kissé változó szemeloszlású kőzettörmelékek, ha legnagyobb szemcseméretük nem nagyobb 200 mm-nél.

24 Földművek építése- földművek anyagai 24 M-4 Elfogadható földműanyagnak minősítendők a durva szemcséjű, kissé szerves talajok, ha C u 3, finom szemcséjű a 25 < I P 40 % jellemzőjű talajok, ha 12 w 24 %, a mállásra nem hajlamos, kissé változó szemeloszlású kőzettörmelékek, ha legnagyobb szemcseméretük nem nagyobb 320 mm-nél. M-5 Kezeléssel alkalmassá tehető földműanyagok közé sorolandók a durva szemcséjű talajok, ha C u < 3, a vegyes szemcséjű, 15 S 0, % (és I P 10 %) jellemzőjű talajok (erősen iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy homokok), ha w < 8 %, illetve w 18 % a finom szemcséjű, 10 < I P 25 % jellemzőjű talajok, ha 7 < w < 10 %, illetve 20 < w < 24 %, a finom szemcséjű, 25<I P 40 % jellemzőjű talajok, ha 8 < w < 12 %, illetve 24 < w < 28 %, az aprózódásra és mállásra enyhén hajlamos és/vagy változékony szemeloszlású kőzettörmelékek. M-6 Földműanyagként nem hasznosítható talajnak tekintendők a finom szemcséjű, 10 < I P 25% jellemzőjű talajok, ha w 7 %, illetve w 25 %, a finom szemcséjű, 25 < I P 40% jellemzőjű talajok, ha w 8 %, ill. w 30 %, a finom szemcséjű, I P 40% jellemzőjű talajok, a közepesen és nagyon szerves talajok (izzítási veszteség 6% feletti), a szikes talajok, a mállásra hajlamos talajok vagy kőzetek, azok a talajok, melyeknek a módosított Proctor-vizsgálattal meghatározott legnagyobb száraz térfogatsűrűsége kisebb r dmax < 1,65 g/cm 3.

25 d 10 S 0,063=6% Földművek építése- földművek anyagai 25 A földműanyagként való felhasználás minősítése M-2 Jó földműanyagok a durva szemcséjű, S 0,063 5 % jellemzőjű talajok (kavicsok, homokos kavicsok, kavicsos homokok és homokok), ha C u 6 és szemeloszlásuk hiányos, illetve ha 3 C u 6 és szemeloszlásuk folytonos, a vegyes szemcséjű, 5 S 0,063 15% jellemzőjű talajok (iszapos és/vagy agyagos kavicsok és/vagy homokok), ha szemeloszlásuk folytonos, a mállásra nem hajlamos, folytonos szemeloszlású kőzettörmelékek, ha legnagyobb szemcseméretük nem nagyobb 200 mm-nél. >6,0 d 60 M-2 JÓ FÖLDMŰANYAG

26 Földművek építése- földművek anyagai 26 Építéstechnológiai célú minősítések A terep és a feltalaj minősítése A-1 Kedvező minősítés nagytömegű gumikerekes földmunkagépekkel jól járható a terület, a terep becsült vagy mért teherbírási modulusa E 2 15 MPa, durva szemcséjű talajok alkotják a felső 50 cm-t, olyan finom szemcséjű talajok alkotják a felső 50 cm-t, melyek I C 0,9. A-2 Bizonytalan minősítés a terület csak néhány napos szárazság után járható gumikerekes nagy munkagépekkel, a terep becsült vagy mért teherbírási modulusa 7,5<E 2 15 MPa, olyan finom szemcséjű talajok alkotják a felső 50 cm-t, melyek 0,75< I C 0,9. A-3 Kedvezőtlen minősítés magas talajvíz van, csak kisebb munkagépekkel, terepjárókkal járható a terület, becsült vagy mért teherbírási modulusa 2,5<E 2 7,5 MPa, olyan finom szemcséjű talajok alkotják a felső 50 cm-t, melyek 0,5<I C 0,75, A-4 Gyenge minősítés tartósan belvizes a terület, csak gyalogosan és speciális járművekkel járható, becsült vagy mért teherbírási modulusa E 2 2,5 MPa, olyan finom szemcséjű talajok alkotják a felső 50 cm-t, melyek I C 0,5.

27 Földművek építése- földművek anyagai 27 Építéstechnológiai célú minősítések A földanyagok fejthetőségének minősítése I. VII. Talaj neve állapota tőzeg, laza homok tömör mészkő, andezit Térfogatsűrűség kg/m kg/m 3 Kohézió < 2,5 MN/m 2 > 5000 MN/m 2 Kézi fejtés eszköze lapáttal, ásóval csak robbantással

28 Földművek építése- földművek anyagai 28 Építéstechnológiai célú minősítések A földanyagok fejthetőségének minősítése I. VII. F-I-III kategóriák esetén a talajok hagyományos földmunkagépekkel fejthetőek, F-IV kategóriába már a körmök gyorsabb kopásával ajánlott számolni, esetleg bontótüske is szükségessé válhat. F V-VII kategóriákba már inkább kőzetek tartoznak, ahol bontófej, robbantás szükséges.

29 Földművek építése- földművek anyagai 29 Építéstechnológiai célú minősítések A földanyagok tömöríthetőségének minősítése T-1 Jól tömöríthető talajok a durva szemcséjű talajok,c U 15, 6 C U <15 - szemeloszlás folytonos, a vegyes szemcséjű talajok, ha S 0, % és a víztartalom is kedvező. T-2 Közepesen tömöríthető talajok a durva szemcséjű talajok, ha 6 C U <15, a vegyes szemcséjű talajok, ha S 0, % és a víztartalom még elfogadható, a finom szemcséjű talajok, ha I P 25% és a víztartalom kedvező. T-3 Nehezen tömöríthető talajok a durva szemcséjű talajok, ha 3<C U <6, a finom szemcséjű talajok, ha I P 25% és a víztartalmuk még elfogadható. a finom szemcséjű talajok, ha 25 I P 40% és a víztartalmuk kedvező. T-4 Nem tömöríthető talajok a durva szemcséjű talajok, ha C U <3 és kezeléssel nem javítható, a finom szemcséjű talajok, ha víztartalmuk kedvezőtlen és kezeléssel sem javítható, a választott rétegvastagsághoz képest túlzottan nagy méretű szemcséket tartalmazó anyagok.

30 Földművek építése- földművek anyagai 30 A földműanyagok tömöríthetőségének minősítése Cu=2,58<3,0 nem tömöríthető T-4 Nem tömöríthető talajok a durva szemcséjű talajok, ha C U <3 és kezeléssel nem javítható, a finom szemcséjű talajok, ha víztartalmuk kedvezőtlen és kezeléssel sem javítható, a választott rétegvastagsághoz képest túlzottan nagy méretű szemcséket tartalmazó anyagok. d 10 d 60 0,079mm 0,2mm

31 Földművek építése- földművek anyagai 31 Vízmozgásokkal kapcsolatos célú minősítések Az erózió- és vízérzékenység megítélése E-1 Erózióérzékeny a talaj, ha egyidejűleg teljesül: C U 15 és S 0,063 5, S 0,125 S 0,02 50 % S 0,063 S 0,002 2 S 0,002 I P 15 % esetén E-2 Nem erózióérzékeny a talaj, ha durvább szemcsékből áll, kevesebb benne a homok és iszap, mint amit az előbbi definíció megad, finomabb szemcsékből áll a talaj, több benne az agyag, mint amit az előbbi definíció megad.

32 Földművek építése- földművek anyagai 32 Vízmozgásokkal kapcsolatos célú minősítések Az E-1 Erózióérzékeny erózió- és vízérzékenység a talaj, megítélése ha egyidejűleg teljesül: C U 15 és S 0,063 5, S 0,125 S 0,02 50 % S 0,063 S 0,002 2 S 0,002 S 0,125 =100% S 0,063 =88% d 60 Cu=7,8 d 10 S 0,02 =20% S 0,002 =6%

33 Földművek építése- földművek anyagai 33 Vízmozgásokkal kapcsolatos célú minősítések Az erózió- és vízérzékenység megítélése Kritikus talajok alacsony plasztikus indexű talajok homoklisztek, iszapok Védekezés megfelelő tömörség egyenletes lefolyást biztosító rendezett felület ideiglenes takarás pl. fóliával, textíliával gyors füvesítés

34 Földművek építése- földművek anyagai 34 Vízmozgásokkal kapcsolatos célú minősítések A talajok térfogatváltozási hajlamának minősítése D-1 Nem térfogatváltozó a talaj, ha plaszticitási indexe I P 15 %, iszap+agyag-tartalma S 0, %. D-2 Kissé térfogatváltozó a talaj, ha plaszticitási indexe 15 I P 20 %, lineáris zsugorodása l 3 %. D-3 Közepesen térfogatváltozó a talaj, ha plaszticitási indexe 20 I P 30 %, lineáris zsugorodása 3 l 6 % D-4 Nagyon térfogatváltozó a talaj, ha plaszticitási indexe 30 I P 40 % lineáris zsugorodása 6 l 9 %. D-5 Különösen térfogatváltozó a talaj, ha plaszticitási indexe I P 40 %, lineáris zsugorodása l 9 %.

35 Földművek építése- földművek anyagai 35 Vízmozgásokkal kapcsolatos célú minősítések A talajok vízvezető-képességének minősítése V-1 Vízszállító a talaj, ha vízáteresztő-képességi együtthatója k m/s, durva szemcséjű és kavicstartalma S 2,0 80 %. V-2 Jó vízvezető a talaj, ha vízáteresztő-képességi együtthatója k m/s, kavics és/vagy homok alkotja és iszap+agyagtartalma S 0,063 5 %. V-3 Közepesen vízvezető a talaj, ha vízáteresztő-képességi együtthatója 10-9 k m/s, vegyes szemcséjű és 5 S 0, %, továbbá I P 10 %. V-3 Gyengén vízvezető a talaj, ha vízáteresztő-képességi együtthatója k 10-9 m/s, finom szemcséjű és 10 I P 30 %. V-3 Vízzáró a talaj, ha vízáteresztő-képességi együtthatója k m/s, finom szemcséjű és I P 30 %.

36 Földművek építése- földművek anyagai 36 Vízmozgásokkal kapcsolatos célú minősítések Talajok minősítése fagyveszélyesség szempontjából A fagyveszélyesség minősítése X-1 fagyálló nem fagyveszélyes X-2 fagyérzékeny X-3 fagyveszélyes Megnevezés homokos kavics kavicsos homok homok iszapos kavics iszapos homok A szemeloszlás jellemzői 0,02 mm-nél 0,1 mm-nél kisebb szemcsék tömegszázaléka Plaszticitási index I P, % < 10 < sovány agyag közepes agyag kövér agyag > 30 iszapos kavics > 20 iszapos homok > 15 > 40 finom homok < 10 > 50 iszapos finom homok > iszap Ha egy talaj kétféle besorolást is kaphatna, akkor a kedvezőtlenebbet kell mértékadónak tekinteni.

37 Földművek építése- földművek anyagai 37 Másodlagos nyersanyag, és ipari melléktermékek Inert hulladékok tulajdonságai: nem mennek át jelentős fizikai, kémiai vagy biológiai átalakuláson vízben nem oldódnak nem égnek biológiai úton nem bomlik le környező anyagokkal érintkezve nem reagál károsan az egészségre a felszíni és felszín alatti vizeket (általában) nem veszélyeztetik Ipari melléktermékek kohászati salakok erőművi pernyék

38 Földművek építése- földművek anyagai 38 A kohósalakok általában akkor építhetők be, ha környezetvédelmi szempontból elfogadhatóak, Kohósalak szemeloszlásuk a talajokéhoz hasonló mértékben állandó, szemcséik szilárdak, nem aprózódnak, a 0,125 mm alatti frakció a módosított Proctor-vizsgálat után nem lesz nagyobb, mint a döngölés előtti érték 150 %-a, az izzítási veszteségük legfeljebb 10%, vízfelvétel és -leadás után csak annyira változnak meg, hogy beépíthetőségük még nem lehetetlenül el. Előnyös lehet osztályozó berendezésekkel stabilizálni az összetételüket. Az ilyen osztályozott kohósalakok kiváló töltésképző anyagoknak minősíthetők, melyeket a felső földmű-részekbe célszerű beépíteni. A kohósalakok beépíthetősége, tömöríthetősége hasonló a talajokéhoz, ennek megfelelően lehet beépítési technológiáikat és minősítésüket megtervezni, de ezeket mindig próbabeépítéssel kell véglegesíteni. Minőségellenőrzésük tervezésekor gondolni kell arra, hogy teherbírásuk az idővel a hidraulikus kötés révén javul.

39 Földművek építése- földművek anyagai 39 Kohászati salakok

40 Földművek építése- földművek anyagai 40 Erőművi pernye Osztályozás Két fő alaptípus: -Savanyú pernyék SiO 2 tartalmuk % CaO tartalmuk < 15 %-nál (Mész hozzáadásával aktiválható) -Bázikus pernye: SiO 2 tartalmuk % CaO tartalmuk % (hidraulikus kötőképességgel rendelkeznek)

41 Földművek építése- földművek anyagai 41 Erőművi pernye Hazánkban előforduló pernyék néhány jellemzője Erőmű Halmazsűrűség SiO 2 t/m 3 % CaO % ph Minőség Gyöngyösvisonta 0,54-0, savanyú Tiszaújváros 0,59-0, savanyú Pécs 0,69-0, ,9-7,6 savanyú Kazincbarcika 0,61-0, ,4-8,8 savanyú Bánhida 0,80-0, ,9-12,0 savanyú Oroszlány 0,87-0, ,12,2 savanyú Dorog 0,56-0, ,3 savanyú Inota 0,60-0, ,2 bázikus Ajka 0,58-0, ,4 bázikus Átlag értékek: ~0,70 t/m 3 ;~55% ; ~11% ; savanyú (Bázikus pernye esetén az arány megfordul)

42 Földművek építése- földművek anyagai 42 Erőművi pernye Közvetlen felhasználás lehetőségei pernyetöltések építéséhez adalékanyagok szemeloszlásának javításához stabilizált alaprétegekhez, sovány betonokhoz aszfaltgyártásban töltőanyagként

43 Földművek építése- földművek anyagai 43 Erőművi pernye Közvetlen felhasználás lehetőségei Pernye, mint töltésképző anyag: nagytömegű hasznosíthatósági lehetőség bizonyos átmeneti talajok teherbírását meghaladja víztartalom változásra nem érzékeny (beépítés, olvadási kár) alacsony fajsúly, kisebb terhelés (gépjármű, altalaj) alacsony utólagos tömörödés ÚT :2007 általános szabályai megfelelő szemeloszlás (Cu), tömörödési hajlam környezetre káros anyagot nem tartalmazhat, roskadásra, málásra nem lehet hajlamos

44 44 FÖLDMŰVEK SZERKEZETI ELEMEI

45 Földművek funkciója, követelményei 45 Biztosítsa az út vízszintes és függőleges vonalvezetését. Megfelelően tömör és teherbíró legyen, hogy megakadályozza az út idő előtti leromlását. Lehetőleg a projekt során kitermelt anyagokat használjuk földműépítésre.

46 Töltéstalp kialakítása 46 a terület járhatósága és a töltéstest megépíthetősége a tervezett építési időszakban lehetséges legyen, a töltéstalp anyaga és szerkezete összhangban legyen a tervezett töltésalapozási megoldásokkal, ha azok valamelyike szükséges, a töltéstestet tartósan óvja meg a felszíni és a felszín alatti vizek kedvezőtlen hatásaitól, a töltés ne csúszhasson le a terepen,

47 Töltéstalp kialakítása 47

48 Töltéstalp kialakítása 48 TALAJJAVÍTÁS

49 Töltéstalp kialakítása 49 Tendertevekben megfelelő szakaszolással részletekbe menő tájékoztatás a növényzetről, letermelésének vagy meghagyásának lehetőségeiről, a talajvízről és belvízről, ezek változékonyságáról, gyakoriságáról, a terep lejtéséről, egyenetlenségeiről, a mélyedések, kiemelkedések rendezésének szükségességéről, a felszínközeli talajok állapotáról, teherbírásról ezek változékonyságáról.

50 Töltéstalp kialakítása 50 A terep és a feltalaj minősítésétől függően : a kedvező minősítés esetén a szokásos módszerekkel tömöríthető a felszín olyan mértékig, hogy rajta a töltés első rétege megépíthető, a bizonytalan terep járhatóságáról és a tömöríthetőségről célszerű próbajáratok és próbabeépítés nyomán döntést hozni vagy talajerősítést, esetleg részleges talajcserét kell alkalmazni, kedvezőtlen terepen csak georácsos (esetleg szőtt geotextíliás) talajerősítéssel biztosítható a járhatóság és a töltés tömöríthetősége, gyenge terepen speciális intézkedések szükségesek, melyeket az ilyen esetekben már bizonyosan felmerülő töltésalapozási megoldásokkal együtt kell megtervezni.

51 Töltéstalp kialakítása 51 A tendertervekben a pusztán csak a járhatóságot biztosító megoldásokat nem kell kötelezően előírni. Elfogadható, hogy a vállalkozó az ajánlat műszaki tervében határozza meg, hogy viszonylag kevés erősítést előirányozva kedvezőbb árral nagyobb eséllyel pályázik, viszont ezzel vállalja annak kockázatát, hogy néha nem tud dolgozni, vagy saját költségére mégis több erősítést alkalmaz, viszonylag sok talajerősítést előirányozva biztosítja a folyamatos járhatóságot, ám ezzel magasabb árat kínálva kockáztatja a munka elnyerését.

52 Töltéstalp kialakítása 52 A töltés alatti felületen (a terepen vagy a föléje épített szemcsés talajerősítésen) általában célszerű T rr 85% tömörségi fokot és E 2 20 MPa teherbírási modulust elérni, de ezeket a paramétereket általában nem kell minősítési, illetve továbbépítési feltételként előírni. Ilyen feltételként elegendő azt megszabni, hogy a tömörített felszínen vagy az erősített rétegen a töltés első rétege a kívánt tömörségre beépíthető legyen. Ha viszont kritikus esetben el akarják kerülni, hogy a töltésépítést a tömörítés nehézkessége és/vagy az első töltésréteg minőségének elégtelensége miatt sok helyen újra kelljen kezdeni, akkor az előbbi követelmények rendszeres ellenőrzése célszerű lehet.

53 Töltéstalp kialakítása 53 Biztosítsa a terep és töltés kapcsolatát (pl.:lépcsőzés) 5%-nál kisebb terephajlás esetén speciális intézkedés nem szükséges, 5%-10% terephajlás esetén a lehumuszolt felszín érdesítése elegendő, 10%-25% hajlású terep esetén 0,2-0,5 m magas, 5% oldalesésű lépcsőzés, 25% hajlás felett lejtőirányban eső, megfelelően víztelenített fogazás, 10%-25% hajlású terep 25% hajlás feletti terep

54 Töltéstest kialakítása 54 Áthidalja a magasságkülönbséget a terep és út szintje között.

55 Töltéstest kialakítása 55 Ne legyen erózió kár.

56 Töltéstest kialakítása 56 Egyéb követelmény híján a töltéstestekre a következő tömörségi értékeket kell előírni: autópályák, autóutak és főutak esetében T rr 90 %, egyéb utak esetében T rr 88%, alárendelt jelentőségű utak esetében T rr 86 %, a megadott értékek 2 %-os növelése szükséges, ha homok talaj esetén 1,75 < r dmax < 1,85 g/cm3, vagy ha a 20 < I P < 30% jellemzőjű kötött talaj esetén a levegőtérfogat (l) a tömörítés után l < 12%. a megadottak értékek 4 %-os növelése szükséges, ha homok talaj esetén r dmax < 1,75 g/cm 3, vagy ha a 30 < I P < 40% jellemzőjű kötött talaj esetén a levegőtérfogat (l) a tömörítés után l < 12%.

57 Bevágások kialakítása 57 A tervezés alapja geológiai és hidrológia viszonyok megismerése, geotechnikai paraméterek meghatározása: Talajrétegződés, Rétegek dőlésiránya, Talaj anyaga, geotechnikai paraméterei, Vetők, más geológiai formációk, Felszíni és felszín alatti vizek.

58 Bevágások kialakítása 58 Alkalmazott rézsűgeometria: 0-6m mélység: 1:1,5; 1:2, 1:2,5; 6 m-nél mélyebb: min. 3 m széles osztópadka; Számítógépes tervezés.

59 Bevágások kialakítása 59 Rézsűvédelem tervezése és kivitelezése elengedhetetlen!

60 Védőréteg kialakítása 60 A pályaszerkezet alatt, a bevágások alján és a töltések tetején készülő cm vastag zónát, az ún. védőréteget, amit (teherbírás)javító- vagy fagyvédőrétegnek is szokás nevezni. Funkciója: a pályaszerkezet számára tartósan (a tavaszi olvadások után is) megfelelő alátámasztást, kellő teherbírást biztosítson, anyaga és tömörsége olyan legyen, hogy a forgalom alatti utántömörödés, a vízfelvétel okozta duzzadás és a fagyhatás ne okozzanak olyan deformációkat, melyek károsíthatják a burkolatot, a beépítéskori kedvező állapot és teherbírás az eltakarásig csak minimálisan romolhasson le. Anyaga: Kiváló földműanyag, Stabilizált anyag, Általánosságban min. 60% durvaszemcsés (kő, kavics) kőváz létrehozásához+folytonos szemeloszlás

61 Töltés felső részének kialakítása 61 Egyéb követelmény híján a töltéstestekre a következő tömörségi értékeket kell előírni: a töltést tetején és a bevágás termett talaján (védőréteg alatt) T rρ 93 % a tükörszinten (a védőréteg tetején) T rρ 96 % a megadott értékek 2 %-os növelése szükséges, ha a szemcsés talaj esetén 1,75 < r dmax < 1,85 g/cm 3, vagy ha a 20 < I P < 30% jellemzőjű kötött talaj esetén a levegőtérfogat (l) a tömörítés után l < 12%

62 1.4. A tervezett D.11. Utasítás 1. A D.11. UTASÍTÁS VASÚTI ALÉPÍTMÉNY TERVEZÉSE, ÉPÍTÉSE, KARBANTARTÁSA ÉS FELÚJÍTÁSA Az I. kötet fő fejezetei 1. Az utasítás hatálya 2. Alapfogalmak 3. Általános tervezési irányelvek 4. Geotechnikai tevékenységek Tevékenységek köre A geotechnikai szolgáltatások szakmai alapkövetelményei A geotechnikai vizsgálatok vasúti alépítményhez kapcsolódó speciális követelményei 5. Hatások és ellenállások 6. Teherbírás és használati alkalmasság 7. Az alépítményi földmű kialakítása 8. Az alépítményi földmű kiegészítő rétege 9. A földmű és a műtárgy közötti átmeneti szakasz kialakítása 10. Földrézsűk 11. Sziklarézsűk 12. Rézsűvédelem, biológiai biztosítási intézkedések 13. Beépített és kiegészítő létesítmények 14. Földművek alapozása 15. Támszerkezetek és intézkedések 16. Víztelenítő berendezések

63 2. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE

64 A VASÚTI FÖLDMŰ 64 A töltéstestbe csak megfelelő fajta és minőségű anyagok építhetők be. Az alkalmasság megítélésekor a következőket kell figyelembe venni: - kielégítő nyírószilárdság és merevség, - kielégítő szemcseszilárdság, - tartós térfogatállóság, - megfelelő tömöríthetőség, - külső behatásokkal szembeni érzéketlenség, - környezetre gyakorolt hatás. A földművek anyagainak előírásakor a következő szempontokra kell gondolni: talajfajta: szemeloszlás, szervesanyag-tartalom, plaszticitás, vegyi agresszivitás, környezetszennyező hatások, áteresztőképesség, a beépítés utáni cementálódás (pl. kohósalak esetén). romlási hajlam: mállási ellenállás, ellenállás aprózódással szemben, oldhatóság, érzékenység alacsony hőmérsékletre és fagyásra, térfogatváltozási hajlam (duzzadó és roskadó anyagok), technológiai jellemzők: tömöríthetőség, beleértve az épül földmű alatt levő talaj szilárdságát is, a kitermelés, szállítás és beépítés hatásai a beépítendő anyagra.

65 2. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE 2.6. Kiegészítő réteg szemcsés anyagból A kiegészítő szemcsés rétegeknek az alábbi általános követelményeket kell teljesíteniük: - a zúzottkőágyazattal szemben megfelelő szűrési stabilitással kell rendelkezniük, ami azt jelenti, hogy a szemcseátmérőre igaz, hogy d85 10 mm, - fagy- és térfogatállóak legyenek, - a dinamikus hatásokból származó mechanikai igénybevételekkel szemben ellenállóak legyenek, - környezetbarát anyagúak legyenek. A kiegészítő szemcsés réteg anyagának előírt tulajdonságait már az előállítás helyszínén (pl. bányában) kell létrehozni és garantálni. A tulajdonságok az építési helyszínen már nem módosíthatók. Az építési helyszínre szállítás, a tárolás során a szétosztályozódást meg kell gátolni. A csak védőréteg szerepet ellátó kiegészítő szemcsés réteg minimális vastagsága 20 cm lehet. Az erősítő réteg méretezett vastagságát mindig meg kell növelni 10 cm-rel, ami biztonságot ad a rostálás esetén esetleg bekövetkező letermelés (a szükséges vastagság csökkenése) ellen.

66 2. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Szemcsés anyagú kiegészítő rétegek V 120 km/h sebességű vágányokban Amennyiben a lehető legkisebb vízáteresztő-képességű (kvázi-vízzáró) kiegészítő réteg kialakítása a cél (vízre érzékeny alépítmény esetén), akkor SZK1 (KG1) jelű szemcsés keverékanyagot kell - előírt értékre tömörítve - beépíteni. Az SZK1 keverék relatíve magas finomrész tartalommal bír. Ezáltal közel vízzárónak mondható az anyag, amely ugyanakkor nagyon érzékeny az optimális építési víztartalom túllépésére. Az SZK1 keverékkel szemben támasztott követelmények: - a szemeloszlási görbének adott szemeloszlási határgörbék közé kell esnie, - egyenlőtlenségi együtthatója U 15 legyen, ezzel kellően stabil módon viselkedik a dinamikus igénybevételekkel szemben, - a legnagyobb szemcseátmérő legalább 32 mm legyen, de a 63 mm-t nem lépheti át, - a törtbeton adalék tömegszázaléka max. 30%, frakciója pedig 0/16 lehet, - vízáteresztő-képességi együtthatója k 1x10-6 m/s legyen (T rr = 100% tömörítési foknál), - a fagyállósági feltétel akkor teljesül, ha U 15 értéknél a d 0,02 mm-es finomrész tartalom legfeljebb 3 tömegszázalék értékű.

67 2. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Az SZK1 (KG1) jelű szemcsés keverék határgörbéi

68 2. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Amennyiben nincsen különösebb vízáteresztő-képességet korlátozó követelmény, akkor SZK2 jelű, kisebb finomrész tartalmú keverék épüljön be. A vízáteresztő SZK2 keveréktől az SZK1 keverékkel megegyező teherbírási tulajdonságok várhatók. Ott alkalmazható, ahol az alépítmény maga is vízáteresztő anyagból épült, amelybe a felszíni vizek beszivárgása megengedhető. Az SZK2 keverékkel szemben támasztott követelmények: - a szemeloszlási görbének adott szemeloszlási határgörbék közé kell esnie, - egyenlőtlenségi együtthatója U 15 legyen, ezzel kellően stabil módon viselkedik a dinamikus igénybevételekkel szemben, - a legnagyobb szemcseátmérő legalább 45 mm legyen, de a 63 mm-t nem lépheti át, vízáteresztő-képességi együtthatója k 5x10-5 m/s legyen T rr = 100% tömörítési foknál, - a fagyállósági feltétel akkor teljesül, ha a d 0,063 mm-es finomrész tartalom legfeljebb 5 tömegszázalék értékű.

69 2. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Az SZK2 (KG2) jelű szemcsés keverék határgörbéi

70 2. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Szemcsés anyagú kiegészítő rétegek V 120 km/h sebességű vágányokban V 120 km/h sebességű vágányokban lehetséges, de nem szükséges az SZK1 illetve az SZK2 keverék használata. A zúzottkő ágyazat alá kis vízáteresztőképességű kiegészítő szemcsés réteg beépítése szükséges akkor, ha a felszíni vizek beszivárgását, és ezzel együtt a dinamikusan igénybevett altalaj átázását meg kell akadályozni. Ezt a kis áteresztőképességű kiegészítő réteget geotextíliával kell elválasztani az alépítménytől. Bizonyítottan jó vízáteresztő-képességű alépítmény esetén vízáteresztő kiegészítő szemcsés réteg beépítése ajánlott annak érdekében, hogy víztelenítési költségeket csökkenteni lehessen. Zúzottköves felépítmény esetén a kiegészítő szemcsés rétegnek minimálisan 30 cm vastagnak kell lennie, de 20 cm-nél kisebb semmilyen esetben nem lehet. A fagyállósági vagy a teherbíró-képességi megfelelőségi okból adódhat 30 cm-nél nagyobb vastagság is, s ilyenkor az alépítmény koronát a felszíni vizek behatolása ellen is védeni kell. Durvaszemcsés talajokat csak abban az esetben szabad kiegészítő szemcsés rétegként felhasználni, ha az alkalmasságukat a mindenkori beépítési esetre igazolták és az anyagok szállítását is ellenőrizték. 44/24

71 2. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE Kiegészítő szemcsés réteg anyagának szemeloszlási határgörbéi V 120 km/h sebességű vágányokhoz 100 Mk Kavics Homok Iszap Agyag Átesett tömegszázalék S [%] ,1 0,01 0,002 0,001 Szemcseátmérő D [mm] Forrás: MÁVTI KFT. 44/25

72 2. AZ ALÉPÍTMÉNYI FÖLDMŰ KIEGÉSZÍTŐ RÉTEGE A szemcsés anyagú kiegészítő réteg elhagyhatósága Üzemi- és rendező pályaudvarok új építésű vágányainál, illetve meglévő vágányok olyan fenntartási munkáinál, amelyeknél vonalsebességet nem emelnek, el lehet tekinteni a kiegészítő réteg beépítésétől az alábbi esetekben: - az alépítmény teherbírása a koronán megfelelően nagy és egyenletes, - az alépítményi korona alatt a fagyhatáron belül nincs fagyérzékeny talaj, - zúzottkő ágyazatos vágánynál az ágyazat és az alépítmény között szűrési és rétegelválasztási gondok nem alakultak ki, - zúzottkő ágyazatos vágánynál az alépítményi zárórétegben nem található vízérzékeny talaj, - az alépítményt a beszivárgó szennyeződésektől nem kell védeni. 44/26

73 A VASÚTI FÖLDMŰ 73 Tömörség A földmű előírt tömörségi értékei (tervezet): - a kiegészítő rétegben T rr = 98%, - a földmű felső 50 cm vastag rétegében T rr = 96%, - a műtárgyak háttöltésében teljes mélységben T rr = 100%, - minden egyéb helyen (töltés fő tömege is) T rr 91%. Tűrés minden esetben -2%. A tömörség megállapítása Proctor görbe T r r rd r d max 100

74 A VASÚTI FÖLDMŰ 74 Teherbírás A vasúti teherviselő rétegrendszer Az E 2 stat és E d modulus megkövetelt értékei Sebesség (km/h) Teherbírás Modulus V Kiegészítő rétegen E 2 stat (MPa) Földművön Kiegészítő rétegen E din Földművön (MPa)

75 TALAJKEZELÉS 75

76 Földművek építése- talajkezelés 76 Talajkezelés Földműépítésre alkalmatlan vagy korlátozottan alkalmas anyagok TALAJKEZELÉS Földműépítésre alkalmas anyagok Talajkezelés lehetőségének időben való felismerése Talajkezelési mód megtervezése-előkészítése Tervezhető ütemezés - Pénz megtakarítás Környezetvédelem

77 Földművek építése- talajkezelés 77 TALAJKEZELÉS TALAJJAVÍTÁS Az építés előtt vagy alatt elhatározott A talaj azonnali tulajdonságjavulása (apríthatóság, tömöríthetőség, teherbírás) A hatások hosszú távon nem garantáltak Talajjavítást végezhetünk a talajstabilizálás előkészítésére is. Laboratóriumi vizsgálatok vagy próbabeépítés TALAJSTABILIZÁCIÓ Javasolt az építés előtt elhatározni A talaj azonnali tulajdonságjavulása (apríthatóság, tömöríthetőség, teherbírás) A hatások hosszú távon garantáltak (teherbírás, térfogatváltozás, vízzel- és faggyal szembeni ellenállás, plaszticitás) Laboratóriumi vizsgálatokkal való igazolás

78 Földművek építése- talajkezelés 78 TALAJKEZELÉS TALAJJAVÍTÁS kiszárítás nedvesítés locsolással meszes kezelés speciális (pl. szintetikus) anyagokkal való kezelés TALAJSTABILIZÁCIÓ keverés szemcsés anyaggal (mechanikai stabilizáció) aprítás törőgéppel meszes kezelés cementes stabilizáció pernyés stabilizálás speciális (pl. szintetikus) anyagokkal való kezelés

79 Földművek építése- talajkezelés 79 Kiszárítás Elázott, átázott talajok esetén alkalmazzuk, hogy az előírt tömörség és teherbírás biztosítható legyen. Általában szemcsés talajok esetén működik. ELŐNYÖK Nincs speciális gépigény Nincs szükség semmilyen más anyagra (csak szél és nap) Talajjavítás HÁTRÁNYOK Hatékonyság függ a víztartalom többlettől Hatékonyság függ az időjárástól Döntően szemcsés talajok Eredményesség nehezen tervezhető Szárításra előkészített talaj megázhat

80 Földművek építése- talajkezelés 80 Nedvesítés locsolással ELŐNYÖK Nincs speciális gépigény Olcsó anyagigény (víz) Talajjavítás Túlzottan kiszáradt talajok esetén az előírt tömörség és teherbírás biztosítható legyen. Talajkezelés során fontos utókezelés Általában szemcsés talajok esetén működik. HÁTRÁNYOK Túllocsolás veszélye

81 Földművek építése- talajkezelés 81 Talajstabilizálás Keverés szemcsés anyaggal (mechanikai stabilizáció) Szemeloszlás megváltoztatása. Durva vagy finomszemcsés anyag hozzáadása a tömöríthetőség vagy a teherbírás javítása érdekében. Megfelelőségét laboratóriumi vizsgálattal vagy próbabeépítéssel kell igazolni. ELŐNYÖK Nincs speciális gépigény Talajcseréhez képest kis anyagfelhasználás Tervezhető eredményesség HÁTRÁNYOK Meszes, cementes stabilizációhoz képest nagy anyagfelhasználás Kis mennyiségű kő esetén azok csak úsznak a puha talajban Remix géppel Piskótázás

82 Földművek építése- talajkezelés 82 Talajstabilizálás Keverés szemcsés anyaggal (mechanikai stabilizáció)

83 Földművek építése- talajkezelés 83 Aprítás törőgéppel Kőzettörmelék és származékanyagok javítására alkalmas. Aprítási próbával és laboratóriumi vizsgálatokkal tervezhető. Talajstabilizálás ELŐNYÖK Nincs speciális gépigény (törő) Nincsen anyagfelhasználás Tervezhető eredményesség HÁTRÁNYOK Nincs említhető

84 Földművek építése- talajkezelés 84 Talajjavítás és talajstabilizáció Meszes talajkezelés Elázott, átázott talajok szárítása a kívánt tömörség és teherbírás eléréséhez. Szemcsés anyagokkal egyenértékű teherbírás. Talajstabilizáció esetén, vízzel és fagyhatásokkal szemben tartós ellenállás. Térfogatváltozási hajlam megszűntetése. Talajjavítás bármilyen típusú talaj esetén. Talajstabilizáció iszapok, agyagok vagy agyagos, iszapos homok és kavics talajok esetén. Őrölt égetett mész 2-6% arányban keverése. ELŐNYÖK Nincs speciális gépigény (remix) Kis mennyiségű anyagszükséglet HÁTRÁNYOK Nem említhető Biztos elméleti és gyakorlati háttér Jól tervezhető és ütemezhető

85 Földművek építése- talajkezelés 85 Talajjavítás és talajstabilizáció Meszes talajkezelés

86 Földművek építése- talajkezelés 86 Talajstabilizáció Cementes talajstabilizáció Célja a talajok teherbírásának növelése. Fagyhatással szembeni védelem. Munkaközi felületvédelem. Általában szemcsés anyagok, esetleg átmeneti talajok esetében. Cement 2-10% arányban keverése. HÁTRÁNYOK Túlzott cementfelhasználás esetén merev, rideg réteg, markáns repedések. ELŐNYÖK Nincs speciális gépigény (remix) Kis mennyiségű anyagszükséglet Biztos elméleti és gyakorlati háttér Jól tervezhető és ütemezhető

87 Földművek építése- talajkezelés 87 Talajstabilizáció Pernyés talajstabilizáció Bármely talaj esetén, ha a laboratóriumi vizsgálatok igazolják az eredményességet. Hidraulikus kötőanyagként működik. Hatékonyan alkalmazható meszes stabilizálásnál az agyagfrakció helyettesítésére. ELŐNYÖK Nincs speciális gépigény (remix) Kis mennyiségű anyagszükséglet Biztos elméleti és gyakorlati háttér HÁTRÁNYOK Heterogén összetétel. Környezetre gyakorolt hatást vizsgálni kell. Jól tervezhető és ütemezhető

88 Földművek építése- talajkezelés 88 Talajstabilizáció Speciális (szintetikus) anyagokkal való kezelés Bármely talaj esetén, ha a laboratóriumi vizsgálatok igazolják az eredményességet. Általában egy-egy típusú talajra vannak a szerek kidolgozva. Kémiai kötéseken alapul. ELŐNYÖK Nincs speciális gépigény (remix) Kis mennyiségű anyagszükséglet HÁTRÁNYOK Vízbevitel szükséges. Nem kellő referenciájú anyagok is vannak a piacon.

89 Feladatok 89

90 Problem Kavics Homok Iszap Agyag 100 A talaj tömegszázalék S % B talaj határgörbe I. határgörbe II ,2 0,063 0,01 0,002 0,0002 szemcseátmérő D mm 1 : n

91 Problem Kavics Homok Iszap Agyag 100 tömegszázalék S % A talaj B talaj határgörbe I. határgörbe II. keverék 1: ,2 0,063 0,01 0,002 0,0002 szemcseátmérő D mm

92 Problem Kavics Homok Iszap Agyag 100 A talaj tömegszázalék S % B talaj határgörbe I. határgörbe II ,2 0,063 0,01 0,002 0,0002 szemcseátmérő D mm 1 : n

93 Problem Kavics Homok Iszap Agyag 100 tömegszázalék S % A talaj B talaj határgörbe I. határgörbe II. keverék 1:0, ,2 0,063 0,01 0,002 0,0002 szemcseátmérő D mm

94 Problem Kavics Homok Iszap Agyag 100 tömegszázalék S % A talaj B talaj fagyvédő ,2 0,063 0,01 0,002 0,0002 szemcseátmérő D mm 1 : n

95 Problem 3 95

96 Problem 3 96 Kavics Homok Iszap Agyag 100 A talaj tömegszázalék S % B talaj fagyvédő keverék 1:0, ,2 0,063 0,01 0,002 0,0002 szemcseátmérő D mm