Geomőanyagok útépítési alkalmazásainak tervezése

Átírás

1 A Közlekedési és Vízügyi Minisztérium Útfenntartási és fejlesztési célelıirányzat költségébıl a 2001 évi Mérés-vizsgálati és mőszaki-fejlesztési program keretében Zárójelentés 3. kötet 4 5. melléklet Brit és német talajerısítési elıírások Megrendelı Vállalkozó Széchenyi István Egyetem /2001 szerzıdés szám Szirbek Zsuzsa Témafelelıs dr. Szepesházi Róbert dr. Boromissza Tibor szakmai konzulens július 30. A dokumentáció szakmai hivatkozásként történı felhasználásakor forrásként a fenti adatok mindegyikét meg kell jelölni.

2 4. melléklet A brit talajerısítési szabvány BS 8006:1995 Strengthened/reinforced soils and other fills (Erısített talajok és más töltésanyagok) Kiadta: British Standard Institut Technical Committee B/526 Fordította: dr. Varga László ny. fıiskolai tanár Széchenyi István Egyetem Lektorálta, szerkesztette: dr. Szepesházi Róbert fıiskolai docens Széchenyi István Egyetem Gyır 2003 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 1

3 Tartalomjegyzék Elıszó Általános elvek Érvényességi kör Hivatkozások Fogalom-meghatározások Jelölések ELVEK, ALAPFOGALMAK Általános elvek A határállapotok elve A parciális tényezık A terhek tervezési értéke Az ellenállások tervezési értéke Alapvetı mechanizmusok A talajerısítési mechanizmusok rézsőkben és támfalakban A talajerısítési mechanizmusok a töltésalapozásban A talaj és az erısítés kölcsönhatása A figyelembe veendı talajtulajdonságok Erısítési alakzatok Az erısítés bekötése A hajlékony erısítés tengelyirányú merevségének hatása a terhekre A hajlékony erısítés húzási viselkedését befolyásoló tényezık ANYAGOK Talajok és töltésanyagok Erısítı anyagok Homlokzatok Az erısítı és a homlokzati elemek összekötése A vonatkozó szabályzatokban nem szereplı anyagok és összetevık vizsgálata TERVEZÉSI VIZSGÁLATOK Általános szempontok A töltésanyag és aza altalaj Az erısítıanyagok A homlokzati elemek Kísérleti szerkezetek a kivitelezhetıség értékelésére A TERVEZÉS ALAPELVEI A tervezés alapjai A használati élettartam A biztonság tényezıi Összekötı elemek és kapcsolatok Használhatóság A tervezéshez szükséges információk TÁMFALAK ÉS HÍDFİK TERVEZÉSE Általános szempontok A fejezetben használatos parciális tényezık A tervezés kiindulási szempontjai A szerkezet méretei Külsı állékonyság Belsı állékonyság Homlokzatok Kapcsolatok Talajszegezés falak készítéséhez...75 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 2

4 7. ERİSÍTETT RÉZSŐK TERVEZÉSE Általános szempontok Az erısített rézsők tervezése során alkalmazandó parciális tényezık Alkalmazási területek Töltésanyagok erısítése Helyi talaj erısítése Burkolatok GYENGE TALAJON ÉPÜLİM TÖLTÉSEK ALAPERİSÍTÉSÉNEK TERVEZÉSE Általános szempontok A gyenge altalajon épülı töltések alaperısítésének tervezésének parciális tényezıi Erısített töltések puha és nagyon puha altalajon Erısítés felszínsüllydésre hajlamos területen ÉPÍTÉS ÉS FENNTARTÁS Általános szempontok Falak és hídfık Rézsők Alaperısítés Mozgatás, tárolás, fektetés FÜGGELÉKEK A Az erısítı anyagok parciális tényezıinek felvétele.153 B Mikrobiológiai aktívitás index-vizsgálata 158 C Földmőanyagok hatékony feszültségekhez tartozó belsı súrlódási szögének (ϕ ) és kohéziójának (c ) meghatározása 160 D Helyszíni rongálási vizsgálat E Az erısített vagy horgonyzott talajszerkezetek erısítı- vagy horgony-elemei, illetve a töltésanyag közti kapcsolat súrlódási és adhéziós együtthatójának meghatározása. 164 F Kísérleti építés. 165 G Támaszerık. 165 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 3

5 ELİSZÓ Ezt a brit szabványt a "szilárdított/erısített talajok és más feltöltések B/526/4 albizottsága készítette. Hatálytalanítja a visszavont PD 6517: 1988 elıírást. A legutóbbi évtizedben növekvı mértékben alkalmazták Nagy-Britanniában a talajok erısítését a függıleges támfalaktól és hídfıktıl kezdve az erısített rézsőkig és alapozásokig. Az ilyen megoldások alkalmazásának elterjedését kb. 25 évvel ezelıtt indította el a függıleges vagy közelítıen függıleges földfelületekre kidolgozott gyakorlat, amely általában fém anyagú erısítést és beton homlokfalelemeket használt erre. A polimer anyagú geotextíliáknak a mérnöki gyakorlatban való felhasználásának fejlıdése kibıvült a rézsők és az alapozások talajerısítéses kialakításának elterjedésével. A talajerısítéseket újabban elterjedten alkalmazzák különbözı élettartamra és használati követelményekre, alkalmazásuk még fejlıdési szakaszban van, különösen ami a polimer anyagok használatát illeti, és érezhetıvé vált, hogy az erre vonatkozó szabályzat hiánya már gátolja a további fejlıdést. A jelen szabályzat anyaga egyrészt tájékoztatás és irányelv a mérnökök számára, másrészt ajánlásokat ad a helyes gyakorlathoz. Józan mérnöki mérlegelésre van szükség, hogy mikor célszerő követni ezeket az ajánlásokat és mikor nem. Ez a szabályzat felöleli a mérnökök e sajátos mővek tervezése és kivitelezése során eredményesnek bizonyult tapasztalatait. Arra szánták, hogy olyan mérnökök használják fel ilyen mővek tervezésének alapjául, akik már rendelkeznek e téren ismeretekkel. A jelen szabályzat anyaga egyrészt tájékoztatás és irányelv a mérnökök számára, másrészt ajánlásokat ad a helyes gyakorlathoz. Józan mérnöki mérlegelésre van szükség, hogy mikor célszerő követni ezeket az ajánlásokat és mikor nem. Ez a szabályzat felöleli a mérnökök e sajátos mővek tervezése és kivitelezése során eredményesnek bizonyult tapasztalatait. Arra szánták, hogy olyan mérnökök használják fel ilyen mővek tervezésének alapjául, akik már rendelkeznek e téren ismeretekkel. Egy szabályzat az írása idején korszerő, helyes gyakorlatot reprezentálja, és a mőszaki fejlıdés elkerülhetetlenül rámutat majd az idıvel elavuló részeire. A tervezéssel és kivitelezéssel foglalkozó mérnök felelıssége, hogy kapcsolatban maradjon azzal a gyakorlatban mutatkozó fejlıdéssel, amely a szabályzat közreadása után következik be. A jelen Brit Szabvány megfogalmazása során feltételezték, hogy rendelkezéseinek végrehajtásával kielégítıen tanult és jártas személyek lesznek megbízva. E Brit Szabvány szabályzatként irányelvekként és ajánlásokként értelmezendık. Nem volna helyes szigorú elıírásként kezelni, és különösen ügyelni kell arra, hogy nehogy éppen az ezzel való aprólékos egyeztetés megkövetelése vezessen téves megoldásokra. A brit szabvánnyal való megegyezıség önmagában még nem ruház fel a törvényes kötelezettségekkel szembeni sérthetetlenséggel. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 4

6 1. Fejezet. Általános elvek 1.1 Érvényességi kör Ez a brit szabvány a helyszínen levı talajokból, valamint az egyéb anyagokból készített feltöltések erısítésének megoldásaira ad irányelveket és ajánlásokat. E szabványt a határállapotokra való tervezésre készült, irányelveket ad a különbözı alkalmazások és tervezési élettartamok esetében teljesítendı biztonság mértékére az anyagokhoz és a terhekhez elıírt parciális tényezıkre vonatkozó ajánlásokkal. A szabályzatnak kilenc fejezete van. Az 1. pontosítja az alkalmazási területét és a jelöléseket. A 2. fejezet leírja az erısített talajokra vonatkozó fogalmakat és alapelveket. A 3. fejezet adja meg az azon anyagokra vonatkozó ajánlásokat, amelyekre léteznek szabványok. A 4. ad ajánlásokat azon anyagok vizsgálatára és elfogadására, amelyekrıl nem intézkednek érvényes szabványok, vagy amelyek jól ismertek ugyan, de alkalmazásukról nincs szabvány. Az 5-9. fejezetek a támfalak és hídfık, a rézsők, valamint az alapozások tervezésére, kivitelezésére és fenntartására vonatkoznak. Felölelik a felhasználandó talajok jellemzésére szolgáló sajátos ajánlásokat, valamint a szerkezetek tervezésére és várható viselkedéseire vonatkozó egyéb tényezıket. Hangsúlyosan szerepel a minıségellenırzés egyrészt a töltés-, másrészt az erısítı anyag tulajdonságainak alkalmasságát, másrészt az anyagok építéshelyi kezelését illetıen. A jelenlegi gyakorlat az erısített talajok esetében többnyire a határegyensúlyra való tervezés módszereit használja, amelyek egyetlen általános biztonsági tényezıt tartalmaznak. Megtartva a határállapotra vonatkozó tervezés alapelveit, kielégítı szerkezeti méretek és anyagmennyiségek érhetık el a jelenlegi gyakorlattal, ha azt a jelen szabályzat szerinti határállapotra vonatkozó tervezési összefüggésekben szereplı parciális tényezıkkel kalibrálják. Az ilyen megközelítés eltér attól, amit más konkurens szabályzatok, pl. a BS 8002 : 1994 elfogadnak, amelyek a "reálisan várható legkedvezıtlenebb" paraméterek használatával teremtik meg a kielégítı biztonsági tartalékot. A cikkelyeket terjedelmes hivatkozások egészítik ki, amelyek lehetıvé teszik a felhasználónak, hogy az eljárás használatába mélyebb bepillantása legyen. 1.2 Hivatkozások Rendelkezı hivatkozások A jelen BS-ben vannak keltezett vagy keltezetlen hivatkozások, utalások más közleményekre. E hivatkozásokra a szöveg megfelelı helyei utalnak, a hivatkozott publikációk jegyzéke pedig a 156. oldalon kezdıdik. A keltezett hivatkozások esetében csak a megjelölt kiadás alkalmazható; ennek bármely átdolgozott vagy helyesbített változata csak akkor használható ehhez a BS-hez, ha ennek hivatkozási jegyzékét is helyesbítik, illetve átdolgozzák. Keltezetlen hivatkozások esetében az idézett publikáció legutolsó megjelenése az érvényes az összes helyesbítéseivel együtt Tájékoztató hivatkozások Ez a BS egyéb közleményekre is utal, amelyek információkat vagy irányelveket tartalmaznak. Ezeknek a jelen szabvány kibocsátásának idején ismert változata szerepel a 158. oldaltól kezdıdıen, de célszerő a legutolsó kiadási idıpontra hivatkozni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 5

7 1.3. Fogalom-meghatározások A jelen BS céljaihoz a következı fogalmak alkalmazandók Horgonyzott talaj (anchored earth) Az erısített talaj egyik változata, amelynél horgonyokat ágyaznak a talajtömegbe, hogy ennek állékonyságáról gondoskodjanak. A kihúzási ellenállást a horgonyszár vagy hurokelem köpenye mentén ébredı passzív súrlódási hatás adja Kohézióval is bíró szemcsés töltésanyag (cohesive frictional fill) Az a töltésanyag, amelynek anyagából - a BS 410-zel összhangban - legalább 15% hullik át a 63 µm-es szitán. Megjegyzés: az Útépítési Munkák [1] Elıírásában 7C és 7D csoportba tartozó töltésanyagként van leírva Töltésanyag Az erısített talaj szerkezetben lévı azon anyag, amely közvetlenül érintkezik az erısítés elemeivel, a kapcsolatokkal és homlokfal elemekkel, ide értve a kiválasztott töltésanyagokat és bármely egyéb anyagot Szemcsés töltésanyag (frictional fill) Az a töltésanyag, amelynek anyagából - a BS 410-zel összhangban - 15%-nál kevesebb hullik át a 63 µm-es szitán. Megjegyzés: az Útépítési Munkák Elıírásában [1] 6I és 6J csoportba tartozó töltésanyagként van leírva Georács [geogrid] Geotechnikai és építımérnöki célokra alkalmazott, polimer anyagú, sík-jellegő szerkezet, amelynek összeköttetésben lévı húzott elemei nyílt hálót alkotnak Geotextília [geotextile] Geotechnikai és építımérnöki célokra alkalmazott, áteresztı tulajdonságú, polimer anyag, amely lehet szıtt, nem-szıtt vagy hurkolt Parciális szorzók [partial factors] Sajátos tervezési mennyiségek a bizonytalanság számításába vételére Polimer erısítés [polymeric reinforcement] Általános kifejezés, amely felöleli a geotechnikai mérnöki használatban lévı geoszintetikus anyagokat, úgy mint a geotextíliákat és georácsokat Erısített talaj [reinforced soil] Általános kifejezés, amely vonatkozhat a beépített vagy helyben lévı talajra vagy más anyagra, melyben húzott erısítı elem mőködik az érintkezésnél fellépı súrlódás által, nyomás révén vagy egyéb módon az állékonyság növelése végett Az erısítés ellenállásának karakterisztikus értéke [reinforcement base strength] Az erısítés szorzó tényezık nélküli ellenállása a kijelölt tervezési élettartama végén Az erısítés ellenállásának tervezési értéke [reinforcement design strength] Az erısítés szorzótényezıvel módosított ellenállása a kijelölt tervezési élettartama végén. Egyenlı az ellenállás karakterisztikus értékének a helyzethez illı parciális tényezıvel osztott értékével Erısítés tengelyirányban hajlékony erısítés [axially flexible reinforcement] Az az erısítés, amely kizárólag húzóerıt képes felvenni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 6

8 tengelyirányban merev erısítés [axially stiff reinforcement] Az az erısítés, amely képes felvenni húzó-, nyíró- és hajlítóigénybevételeket nyúlékony erısítés [extensible reinforcement] Az az erısítés, amely 1%-ánál nagyobb fajlagos alakváltozásokkal veszi fel a tervezési terhet nem-nyúlékony erısítés [inextensible reinforcement] Az az erısítés, amely 1%-ánál kisebb fajlagos alakváltozásokkal veszi fel a tervezési terhet megtámasztott háttöltés [retained backfill] Töltésanyag, amelyet az erısített tömeg és a termett talaj közé építenek be szegezett talaj [soil nailing] Az erısített talaj egyik változata, melyet úgy alakítanak ki, hogy in-situ helyezik be az erısítı elemeket az egyébként zavartalan talajtömegbe Jelölések a cölöpfej mérete vagy átmérıje a c kapcsolatok vagy kapcsolati elemek keresztmetszetének területe a eb a kapcsolati elemek teherviselésre igénybevett keresztmetszeti területe a q nyírásra igénybevett kapcsolati elem nyírt keresztmetszetének területe b a szerkezeti elemre merılegesen értelmezett terhelı sáv szélessége; alaptest szélessége b' a 37. ábrán értelmezett mennyiség b i az i-edik lamella szélessége állékonyságvizsgálatokban c' a talaj hatékony feszültségekhez tartozó kohéziója c u drénezetlen nyírószilárdság d alá nem támasztott erısítés legnagyobb függıleges behajlása; sávterhelés távolsága a támfal homlokfalától d' a 37. ábrán értelmezett hosszúság d c kapcsolat összekötı elemének átmérıje d e burkolat- vagy töltésfelszín függıleges elmozdulása az alatta bekövetkezı süppedés miatt e terhelı erı külpontossága; vonalas függıleges terhelésnek a szerkezet vele érintkezı felszínének középvonalához viszonyított külpontosság e j a j-edik szinten mőködı függıleges eredı külpontossága az erısítés középvonalához képest h a feltöltés átlagos magassága az erısítés fölött h j a feltöltés magassága az erısítések j-edik rétege fölött h p támelem magassága a szerkezet talpa fölött h t a feltöltés magassága a szerkezet talpa fölött k b a ben elıforduló változó k r a ban elıforduló változó l a 37. ábrán definiált hosszúság n a nyíróhatásnak ellenálló nyírt felületek száma a szerint; a függıleges lamellák száma a nyomatéki állékonyság számításában; töltés rézsőhajlása p' c cölöpfejre ható függıleges feszültség ph vizes oldat savasságának mérıszáma terhelı talpfeszültség q r ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 7

9 q ult r u s t a t d t t u u i w s z z a z c z o z s B B a B s C c D D m D s E F B F d F k F L F p H H t K K a K o K p L L aj L b L e L ej L j L p L s M az altalaj törıfeszültsége a támfal alatt pórusvíznyomási viszonyszám cölöpök közötti távolság horgonyfej tartós magassága tervezett élettartam vizsgálat idıtartama pórusvíznyomás az i-edik lamella talpán mőködı átlagos pórusvíznyomás az állékonyságvizsgálatokban egyenletesen megoszló teher a szerkezet tetején támfal vagy rézső tetejétıl számított mélység az 1 vonal mélysége az összefogott-tömeg módszer esetében az alap alatti megcsúszó tömb kritikus mélysége 6 m kritikus mélység a vízszintes nyírás eloszlásának mélysége erısítı elem szélessége; a Meyerhof-féle nyomásszétterjedés hossza horgonyfej tartós szélessége horgonyszár vagy hurok tartós vízszintes irányú területe átboltozódási együttható burkolat vagy töltés alatt kialakult üreg átmérıje erısített támfalak vagy hídfık ágyazási mélysége burkolat- vagy töltésfelszín süppedés okozta deformációjának átmérıje rugalmassági modulus a ben elıforduló függvény a teher (felszorzott) tervezési értéke a teher (felszorzatlan) karakterisztikus értéke b szélességő sáv érintkezési felületén mőködı vízszintes nyírás a szerkezet 1 folyóméterére vonatkoztatva cölöpellenállás erısített szerkezet vagy feltöltés összmagassága, szerkezet erıtani magassága összmagasság földnyomási szorzó az aktív földnyomás szorzója a nyugalmi földnyomás szorzója a passzív földnyomás szorzója erısítési elem vagy horgony hossza; az erısítési elemek legalsó rétegének hossza a szerkezet homlokfalára merıleges irányban; kapcsolatok végsı összekötı elemének közepe közötti távolság erısítés j-edik rétegének a potenciális törési felületen belüli hossza szélsı cölöpsor mentén szükséges erısítıhossz cölöpalapozású töltés esetén erısítés hatékony hossza erısítés j-edik rétegének a potenciális törési felületen túlnyúló hossza alaperısítésnek a körcsúszólapon belüli hossza a cölöpfej külsı éle és a feltöltés lábpontja közötti vízszintes távolság töltésrézső vízszintes mérete kötıelemben keletkezı legnagyobb nyomaték ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 8

10 M B alaperısítés nyomatéki ellenállása M d kapcsolati elem nyomatéki ellenállása M D terhelı nyomaték körcsúszólapos vagy log-spirális állékonyságvizsgálatban M j a j-edik talajszegben keletkezı legnagyobb nyomaték M o M o =M D -M R nyomatéki egyensúlyhiány M R stabilizáló nyomaték körcsúszólapos állékonyságvizsgálatban M RP töltés alatti cölöpök stabilizáló nyomatéka M RR erısítés stabilizáló nyomatéka M RS a talaj saját szilárdságából származó stabilizáló nyomaték M RT talajszegekben ébredı húzóerıbıl származó stabilizáló nyomaték M RV talajszegekben ébredı nyíróerıbıl származó stabilizáló nyomaték M X az X-X tengelyre vonatkozó nyomaték M Y az Y-Y tengelyre vonatkozó nyomaték N a potenciális törési felületre ható normál-erı P aj támfal j-edik szintjén levı horgony ellenállása P j a j-edik erısítıréteg alsó és felsı felületének össz-szélessége a szerkezet egy folyóméterére vonatkoztatva; georácsos erısítés esetében a j-edik réteg egy szerkezet-folyóméterre vetített szélessége; talajszegek esetében az egyes szegek kerületét jelenti P h az erısített talajtömb hátoldalát terhelı nyomóerı vízszintes összetevıje P L vízszintes támaszerı P sj támfal szemcsés feltöltésének j-edik szintjén levı horgony kihúzási ellenállása P uj j-edik szinten levı horgony kihúzási ellenállásának felsı határa a falnál P v az erısített talajtömb hátoldalát terhelı nyomóerı függıleges összetevıje Q sávteher alatti talpnyomás; a blokkok határán mőködı erı a kétblokkos állékonyságvizsgálat vizsgálatban Q m átlagos nyomás Q p cölöpteherbírás R ellenálló erı R d körcsúszólap sugara forgás jellegő törés esetében R di i-edik lamellához tartorzó sugár log-spirális módszer esetén R dj j-edik talajszeg és a csúszólap metszéspontjához tartozó sugár log-spirális módszer esetén R h vízszintes terhelı erı felszorzott értéke R i az i-edik lamellánál mőködı reakcióerı log-spirális módszer esetén R v függıleges eredı erı felszorzott értéke S L a szerkezet tetején b szélességő sávon folyóméterenként ható függıleges erı S Ll az S L sávteher hossza S v erısítés függıleges térköze S vj a j-edik erısítési réteg függıleges térköze T az erısített földék hátrahorgonyzásához az erısítés által biztosított teljes húzási ellenállás egy folyóméterre vonatkoztatva T avj támfal vagy rézső j-edik szintjén levı erısítésben mőködı húzóerı átlagos értéke T B az erısítés ellenállásának karakterisztikus értéke T C kapcsolatra ható legnagyobb húzóerı T cj erısített talajtámfal j-edik szintjén a kohézióból származó húzóerı az erısítés kúszási ellenállásának a tervezett élettartam végére extrapolált értéke T CR ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 9

11 T CS T ds T D T fj T j T r T R T rf T o T rp T rs T sj T pj T u V c V j W W i W l W T X X d X i X k Y Y j Z Z x Z y α α' α bc ' α i β β' β s γ δ' δ h δ v ε ε max θ θ i a terhelı erınek a kúszási alakváltozás alapján a tervezett élettartam végére extrapolált értéke töltés oldalnyomásából az erısítésben keletkezı húzóerı erısítés húzási ellenállásának tervezési értéke a szerkezet tetején ható vízszintes nyíróerıbıl a j-edik erısítırétegben keletkezı húzóerı a j-edik erısítıréteg által viselt húzóerık összegének legnagyobb összes értéke az alaperısítésben keletkezı legnagyobb húzóerı az alaperısítésben fellépı általános húzóerı az alaperısítésben az alapsíkon mőködı nyírófeszültségek miatt keletkezı húzóerı az alaperısítésben a forgásjellegő törés ellensúlyozása folytán keletkezı húzóerı cölöpalapozású töltés alaperısítésében a függıleges terhekbıl származó húzóerı az alaperısítésben üreg áthidalása folytán keletkezı húzóerı szerkezet tetején ható külsı S L teherbıl származó húzóerı külsı teher által keltett húzóerı fémanyagú erısítés húzási ellenállásának végértéke egy kapcsolati elemre háruló teher legnagyobb értéke rézső j-edik talajszegében keltett legnagyobb nyíróerı talajszerkezet folyóméterenkénti összsúlya az i-edik lamella súlya állékonyságvizsgálatban a Coulomb-féle földék súlya két szomszédos cölöp közötti alaperısítésre ható függıleges megoszló teher vízszintes nyomatéki kar forgásjellegő törés esetén talajparaméter tervezési értéke az i-edik lamellához tartozó vízszintes nyomatéki kar forgásjellegő törés esetén talajparaméter karakterisztikus értéke függıleges nyomatéki kar forgásjellegő törés esetén rézső vagy támfal j-edik erısítırétegének függıleges nyomatéki karja keresztmetszeti modulus az X-X tengelyre vonatkozó keresztmetszeti modulus az Y-Y tengelyre vonatkozó keresztmetszeti modulus erısített talaj szerkezet által megtámasztott rézső hajlása a talaj és az erısítés közti kapcsolatnak a súrlódási szögre vonatkozó súrlódási együtthatója a talaj és az erısítés közti kapcsolatnak a kohézióra vonatkozó adhéziós együtthatója az i-edik talajlamella talpának hajlásszöge erısített talajtömböt terhelı rı hajlásszöge a potenciális törési felület hajlása a függıleges síkhoz képest Rézsőhajlás a talaj térfogatsúlya a talaj és az erısítés kapcsolatát jellemzı, a hatékony feszültségekhez tartozó súrlódási szög a talaj terhelés hatására keletkezı oldalirányú fajlagos alakváltozása teher hatására keletkezı tengelyirányú összenyomódás az erısítés fajlagos alakváltozása az erısítés megengedett legnagyobb alakváltozása húzás irányszöge töltésben az i-edik lamellához mutató sugár vízszintessel bezárt szöge log-spirális vizsgálatban ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 10

12 θ j a j-edik talajszeg és a csúszólap metszésponthoz mutató sugár vízszintessel bezárt szöge log-spirális vizsgálatban θ p az utolsó cölöp külsı széle és a töltésváll közötti egyenes függılegessel bezárt szöge λ teherátadási tényezı µ a töltésanyag és az erısítés közötti súrlódási tényezı, µ=tanδ'; eredmények statisztikai átlaga µ' látszólagos súrlódási tényezı ρ a drénezetlen nyírószilárdság mélységgel való növekedését kifejezı arányszám σ normál feszültség; mérési eredmények statisztikai szórása σ b kapcsolati elemek között ható nyomás legnagyobb értéke σ bc kapcsolati elem nyomószilárdsága σ c kapcsolatokban keletkezı húzófeszültség σ ec hajlított keresztmetszet szélsı szálában keletkezı nyomófeszültség σ et hajlított keresztmetszet szélsı szálában keletkezı húzófeszültség σ h talaj-elemre ható húzófeszültség σ q kapcsolati elemek nyírószilárdsága σ' rj rézső j-edik talajszegére ható hatékony befogási normálfeszültség σ t kapcsolati elemek húzószilárdsága σ v talajelemre ható függıleges feszültség σ vj támfal j-edik szintjén mőködı függıleges feszültség σ' v hatékony függıleges feszültség σ 1 a legnagyobb hatékony fıfeszültség σ 3 a legkisebb hatékony fıfeszültség τ nyírófeszültség τ c átlagos nyírófeszültség ϕ a Mohr-Coulomb-féle súrlódási szög ϕ u a talaj teljes feszültségekhez tartozó belsı súrlódási szöge ϕ' a talaj hatékony feszültségekhez tartozó belsı súrlódási szöge ϕ' cv a hatékony feszültségekhez tartozó belsı súrlódási szög térfogatállandóság melletti nyírásra ϕ' p a hatékony feszültségekhez tartozó belsı súrlódási szög csúcsértéke χ nyomatéki korrekciós tényezı ω j rézső j-edik talajszegének vízszintessel bezárt szöge f f külsı állandó teherhez elıírt parciális tényezı f fs a talaj súlyához elıírt parciális tényezı f m az erısítés anyagához elıírt parciális tényezı f m1 az erısítés anyagának tulajdonságaihoz elıírt parciális tényezı f m2 az erısítés készítésének körülményeitıl és a tőrésektıl függı parciális tényezı f ms a talajparaméterekhez elıírt parciális tényezı f n a törés következményeitıl függı parciális tényezı f q a külsı mozgó teherhez elıírt parciális tényezı f p az erısítés kihúzódási ellenállásához elıírt parciális tényezı az erısítést vagy a talajt elnyíró töréshez elıírt parciális tényezı f s ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 11

13 2. Fejezet. ELVEK, ALAPFOGALMAK 2.1 Általános elvek Erısítés beépíthetı készülı töltésbe, vagy bejuttatható a termett talajba, akár azért hogy meredekebb lehessen egy rézső, mint egyébként lehetne, akár azért, hogy teherbírás-növekedést érjenek el. Használható arra is, hogy javítsák valamely gyenge talaj viselkedését, és így azon épülhessenek töltések vagy más szerkezetek. Ezeket az alkalmazási körülményeket az 1. ábra szemlélteti. Az erısítések körébe a következı módszereket sorolhatjuk: fém anyagú szalagok, rácsok vagy hálók; polimer anyagú szalagok, lemezek, rácsok vagy hálók; horgonyok vagy többszörös horgonyok (de a talajhorgonyok nem); talajszegek és in-situ erısítés. 2.2 A határállapotok alapelvei A határállapotok elveit alkalmazzák az erısített talajfalak, rézsők, töltésalapok vagy hasonló hajlékony szerkezetek tervezésére. A tervezés során két határállapotot, a teherbírási és a használhatósági határállapotot kell vizsgálni. A teherbírási határállapotában a szerkezet összeomlik, ledıl vagy hasonló módon megy tönkre. Ilyen állapotba akkor kerül a szerkezet, ha a törés kialakuló formájának megfelelıen a károsodást okozó erık egyenlık vagy túllépik a tervezett állapot fenntartását szolgáló erıket. A károsodás határától való távolmaradást szolgálja a biztonsági többlet, amelyet az anyaghoz és a teherhez elıírt parciális tényezık teremtenek meg. E tényezık értéke egy vagy egynél nagyobb lehet. A kedvezıtlen erıket növelni kell a terhek elıírt parciális tényezıivel való szorzással, hogy a terhek tervezési értékéhez jussunk. Az ellenállást szolgáltató erık esetében az anyag elıírt parciális tényezıivel való osztás eredményezi az ellenállás tervezési értékét. Ha ily módon az ellenállás tervezési értéke egyenlı vagy nagyobb a teher tervezési értékénél, akkor várható, hogy kielégítı biztonsági tartalék van a teherbírási határállapot megközelítése ellen. A használhatósági határállapot akkor következik be, ha a szerkezet tervezett élettartamán belül akkora deformációk fordulnak elı, amelyek meghaladnak elıírt határokat, vagy ha a szerkezet egyéb módon alkalmatlanná válik. Az építési tőrésekre külön határok vonatkoznak és használhatósági határállapottól elkülönítetten kezelendık. A megfelelı állapot határával egybeesı deformációk, alakváltozások megállapításához végzett számításokhoz a terheket a törési határállapot esetében használandó parciális tényezıktıl különbözı értékekkel kell szorozni, és ezeket rendszerint egységnyi értékőre veszik fel. A teljes süllyedés vagy a süllyedéskülönbségek becsléséhez valamennyi parciális szorzót egységnyinek veszik, kivéve az erısítésekre vonatkozókat. 2.3 A parciális tényezık Az erısített talajok határállapotra való méretezéséhez négy alapvetı parciális tényezı használatos, melyek mindegyike egy vagy ennél nagyobb szám. Az f f (és az f s ) az önsúlyokból származó terhekre vonatkozik, f q pedig az mozgó (változó) terhekre. Az anyagokhoz rendelt parciális tényezık az f m (és f ms ). A negyedik parciális tényezı f n, a tönkremenetel gazdasági következményeit veszi számításba. Ez az anyagokhoz rendelt parciális tényezık alkalmazásának kiegészítéseként az ellenállás tervezési értékének csökkentését eredményezi. Nem lehetséges a teherhez vagy anyagokhoz elıírt parciális tényezıkre egyetlen értékeket megszabni. Ezekre értéktartományokat írnak elı, hogy figyelembe lehessen venni a szerkezet típusát, a terhelés módját és a kijelölt élettartamot. Ilyenek vannak a 6., a 7. és 8. fejezetekben a támfalak, a rézsők és töltésalapozások esetére. Egy adott esetben az önsúlyra és a mozgó teherre vonatkozó tényezık a tehercsoportosítástól függıen is változhatnak arra való tekintettel, hogy bizonyos körülmények között a mozgó terhek szorzóját zérusnak szabad felvenni, ha ez adja a legkedvezıtlenebb teherkombinációt. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 12

14 Hasonló módon adják meg a nyírószilárdsághoz rendelt parciális tényezıket. Egy adott alkalmazás és tervezett élettartam esetében a talajerısítéshez rendelt parciális tényezı legyen egy elıírt minimális érték, amely tükrözi a kiválasztott tervezési élettartamot és a használt erısítés milyenségét. A teherre vonatkozókkal ellentétben az erısítés anyagára vonatkozó tényezık maguk is szorzatok, amelyek különbözı tényezıkbıl állnak össze, és az altényezık egyedileg veszik figyelembe az erısítés erısségét. Minden egyes tényezınek vagy altényezınek definíciószerően egy vagy egynél nagyobb a számértéke, de ezek a különbözı erısítésekre eltérıek lehetnek. Irányelvek vannak ezen anyagtényezık megállapításának mikéntjére. A parciális szorzókat következetesen arra használják, hogy minimalizálják a határállapot bekövetkezésének kockázatát. A teherbírási határállapot esetében a lehetséges törési mechanizmus az egyik felhasználási mód esetében különbözni fog a másiktól, például az erısített talajfal esete nem olyan, mint az erısített rézső vagy az erısített alapozás. A figyelembe veendı lehetséges törési mechanizmusokat a jelen szabályzat egyes fejezetei ott írják le, ahol a támfalak, a rézsők és alapok tervezésével foglalkoznak. Miközben a lehetséges törési mechanizmus esetrıl esetre változhat, a teherbírási vagy a használhatósági határállapotot minden erısített talajszerkezet esetében kétféleképpen, külsı és belsı instabilitás formájában helyes vizsgálni. A külsı stabilitásvesztés felmérésekor az erısített talaj egész tömegének állékonyságát vesszük alapul. Egy erısített talajfal esetében például ez felöleli a lehetséges törési módozatok becslését, például hogy a támfal az alapsíkján elıre csúszik-e. Minden egyes feltételezett törési mód esetében az elıírt parciális tényezıket kell a megfelelı módon használni a külsı kedvezıtlen és kedvezı erıkre, azt biztosítandó, hogy a tényezıkkel számított kedvezı erık összege egyenlı vagy nagyobb a felszorzott kedvezıtlen erıkénél. Az erısített talajtömeg belsı stabilitását a talaj és az erısítés közötti kölcsönhatás szabja meg. A kölcsönhatás súrlódás vagy adhézió által jön létre. Ahol a belsı stabilitás az erısítés és a talaj közötti teherátadástól függ, ott egy illı mértékő biztonsági ráhagyás szükséges, amelyet az itt ható erı megnövelésével lehet elérni. Ehhez elıírt nagyságú parciális tényezıt használnak, illetve csökkentik a súrlódási vagy adhéziós paramétereket (szabályozandó a talaj és az erısítés közötti kölcsönhatást) az anyaghoz rendelt elıírt mértékő parciális tényezıvel. A talaj és az erısítés közötti kölcsönhatás a talajról az erısítésre való teherátadást is tartalmazza. Azon túl, hogy ez függ az önsúlytól és a mozgó terhektıl, az erısítés jellemzıi is befolyásolják, különösen ennek tengelyirányú húzási és hajlítási merevsége. A biztonságot úgy érik el, hogy az átadandó erıt növelik a teherhez rendelt elıírt mértékő parciális tényezıvel, az erısítés ellenállását pedig csökkentik az anyaghoz elıírt parciális tényezıvel. Az erısítés erısségét megszabhatja a törési határállapot vagy a használhatósági határállapot. 2.4 A terhek tervezési értéke A terhek lehetnek önsúly- és mozgó terhek és ezeket parciális tényezık nélkül számítják. Ha tehát a teher csupán a talaj önsúlyából származik, akkor ezt a talaj térfogatsúlyának karakterisztikus értékével, felszorzás nélkül kell számítani, hiszen a karakterisztikus érték a lehetı legkedvezıtlenebb. A kedvezıtlen erık mint például a földnyomások többféle hatás befolyásolja, ide értve a pórusvíznyomásokat és a talaj nyírószilárdságát. A kedvezıtlen terhek és erık számítása során a talaj szilárdsági paramétereit és a pórusvíznyomást felszorzás nélkül használják. A kedvezıtlen terhek karakterisztikus értékét amelyet vagy a hatékony vagy a teljes feszültségek alapján határoztak meg növelik a teherhez elıírt parciális tényezıvel, amelynek számértéke egy vagy ennél nagyobb. Az ilyen felszorzás végeredménye a teher tervezési értéke. Az erısítı elemre átadódó terhek tervezési értékének nagysága a jellemzı önsúly- és mozgó terhek függvénye. Viszont az erısítési elem által felvett terhek nagyságát és jellegét az erısítési elem fizikai tulajdonságai is befolyásolják. 2.5 Az ellenállások tervezési értéke A határállapotra való tervezés lényeges elve, hogy a tervezett ellenállás legyen egyenlı a teher tervezési értékénél, vagy legyen nagyobb nála. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 13

15 A külsı állékonyság esetében a teher tervezési értékét a talajban keletkezı erık ellensúlyozzák. Az ellenálló erık különféle változók függvényei, köztük a pórusvíznyomásé és a talaj nyírószilárdságáé, ezek karakterisztikus értékeit óvatos becsléssel kell meghatározni, mint olyanokat, amelyek befolyásolják a határállapot bekövetkezését. Ezeket redukálni kell egy elıírt értékő anyagszorzóval, hogy a szilárdság tervezési értékét kapjuk. Mint bármely más geotechnikai feladat esetében is, illik számítani a szilárdságnak az elıirányzott élettartamon belüli idıbeli változásaira. A belsı állékonyság esetében a tervezési terhet a talajban és az erısítésben létrehívott erık ellensúlyozzák. Az erısítésben keletkezı erıket az A melléklet szerint statisztikai alapon határozták meg és az anyaghoz rendelt parciális tényezıvel redukálják az ellenállás tervezési értékének számításához. Az erısítı elemek úgymint szalagok, lemezek vagy rácsok többségének vastagsága csekély a többi méretükhöz viszonyítva. Ezért ezek az elemek hajlékonyak, és kicsiny nyomatéki merevségük folytán kizárólag tengelyirányú húzóerık felvételére alkalmasak. Az ilyen, tömörített töltésekben levı erısítı elemek által felvett terhek nagyságát az elem tengelyirányú húzási merevsége befolyásolja. Ha a tervezési terhet 1%-os vagy ennél kisebb tengelyirányú fajlagos nyúlással lehet ellensúlyozni, akkor az erısítést nem-nyúlékonynak lehet minısíteni, s a teher tervezési értékébıl nagyobb erık adódnak a támfalra vagy rézsőre amint ez a 6. és 7. fejezetekbıl kitőnik. Ha a tervezési teher 1%-nál nagyobb fajlagos tengelyirányú nyúlással egyensúlyozható, akkor az erısítés nyúlékonynak minısül. Ha nyúlékony erısítéső talaj teherbírási határállapotát vizsgálják, az ellenállás tervezési értékét úgy lehet meghatározni, hogy az erısítés ellenállásának karakterisztikus értékét elosztják az anyaghoz rendelt f m parciális tényezıvel. Egyébként az ellenállás tervezési értékét inkább a használhatósági határállapot figyelembe vétele szabja meg, mint a teherbírási határállapoté. Ha a tönkremenetelnek súlyos gazdasági következményei lennének, akkor az ellenállás már kiszámított tervezési értékét tovább lehet/szabad csökkenteni az f n parciális tényezı általi osztással, hogy e következmények is számításba legyenek véve. Következésképpen: ha az erısítés ellenállásának tervezési értékét a teherbírási határállapot szabja meg, akkor azt az erısítés ellenállásának karakterisztikus értékét az f m x f n szorzattal való osztásával határozzák meg. 2.6 Alapvetı mechanizmusok A talaj húzószilárdsága jellemzıen csekély, viszont nyomószilárdsága jellemzıen nagy, aminek a benne keltett nyírófeszültségekkel szembeni ellenállás képessége szab határt. A talajerısítı elemek beépítésének az a célja, hogy ezek húzóerıket vagy nyírófeszültségeket vegyenek fel és ezáltal mérsékeljék azokat a terheket, amelyek egyébként talajtörést okozhatnának elnyíródás vagy igen nagy alakváltozás formájában. Van némi hasonlatosság a vasbeton alapgondolatával, hiszen az erısített tömeg összetett anyagnak tekinthetı, amelynek húzással és nyírással szembeni tulajdonságai fel vannak javítva ahhoz képest, amivel a talaj vagy beton önmagában is rendelkezik. Noha a talaj csak nyomás felvételére képes, azért a talajtömegekben is kifejlıdhetnek húzás által keltett fajlagos alakváltozások. Ezt szemlélteti a 2. ábra egyszerő modellje, amely egy száraz homok mintát mutat. Ezt a kívülrıl mőködtetett σ 3 nyomófeszültség tartja összenyomva és a σ 1 nyomó feszültség terheli, ahol σ 1 > σ 3. Ilyen terhelési körülmények között a vasalatlan minta δ v tengelyirányú összenyomódást és δ h oldalirányú tágulást szenved (lásd a 2a ábrán). Nyilvánvaló, hogy az oldalirányú tágulás a talajtömegen belüli oldalirányú fajlagos húzási alakváltozással társul. Ha a talajba a 2b. ábra szerint néhány vízszintes erısítési réteget építenek be, és ugyanazokat a külsı terheket mőködtetik, akkor az így kiváltott eredı alakváltozások: δ vr és δ hr /2, ahol δ vr < δ v és δ hr < δ h.. Az alakváltozások nagyságának ilyen mérséklıdése közvetlenül a σ 3 befogási feszültségtöbblet eredménye, amelyet a talaj és az erısítés közötti belsı kölcsönhatás hoz létre. Az ebben a kölcsönhatásban megnyilvánuló tényezık jelentik a talajerısítés alapvetı elveit. Ha az erısített talajra a 2b. ábra szerinti tengelyirányú terhet mőködtetik, ez tengelyirányú nyomási alakváltozást okoz, és oldalirányú húzási alakváltozást is kelt. Ha az erısítés saját tengelyirányú ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 14

16 húzási merevsége nagyobb a talajénál, akkor a talaj oldalirányú mozgása csak akkor következik be, ha a talaj az erısítéshez képest elmozdulhat. Ha az erısítés felszíne eléggé érdes, akkor a hozzá viszonyított talajmozgás nyírófeszültségeket ébreszt a talaj és az erısítı elem érintkezési felületén. Ezek a nyírófeszültségek húzási terhelést keltenek az erısítésben, melyek ellentettje visszaadódik a talajra a σ 3 belsı befogási feszültség formájában, amely hozzáadódik bármely kívülrıl mőködtetett σ 3 befogási feszültséghez. E belsı kölcsönhatás eredı külsı hatásaként mind a tengelyirányú, mind az oldalirányú alakváltozások mérséklıdnek az erısítés nélküli esethez képest. A bemutatott szemléltetés esetében az erısített és az erısítés nélküli mintákat ugyanakkora külsı tehernek vetették alá és az erısítés járulékos hatása volt az erısítés nélküli esethez viszonyított alakváltozások csökkenése. Az erısítés a talaj szilárdságát is növeli. Ha az erısítés nélküli talajt állandó σ 3 feszültség támasztja és σ 1 nagyságát fokozatosan növelik, akkor a talaj fokozatosan növekvı, (σ 1 - σ 3 )/2 nagyságú nyírófeszültség hatása alá kerül. Az erısítés nélküli talaj nyírási törése akkor következik be, midın az így mőködtetett nyírófeszültség eléri a talaj nyírószilárdságát. Haz erısített a talaj, akkor nagyobb σ 1 érték szükséges a törés kialakításához. Azért van ez így, mert σ 1 maga σ 3 növekményt hoz létre, ami viszont mérsékeli a mőködı nyírófeszültség növekedését, lévén ekkor ez [ σ 1 ( σ 3 + σ 3 )] / 2. Az erısített talaj "erısségének" gyakorlatilag az szab határt, ha az erısítés maga húzási törést szenved, vagy ha a talaj és az erısítés érintkezési felületén csúszás folytán "kötési törés" következik be. 2.7 Talajerısítési mechanizmusok támfalakban és rézsőkben A 3. ábra egy száraz, kohézió nélküli talaj meredek rézsőjét mutatja, melynek felülete β s szöget zár be a vízszintessel, és β s nagyobb, mint a talaj belsı súrlódási szöge. A talajerısítés kedvezı hatása nélkül ez a rézső leomlanék, ám a megfelelı erısítés beépítésével a rézső állékonnyá tehetı. Az erısítési mechanizmus alapjaira irányuló kutatás kimutatta, hogy a rézső talaja két világosan különálló zónát tartalmaz. Ezek a 3. ábrán "aktív" és "passzív" zónaként vannak feltüntetve. Az erısítés nélkül az aktív zóna instabil és a passzív zónához képest kifelé/lefelé mozdul(-na) el. Ha az aktív és a passzív zónákbaz erısítést helyeznek, akkor ezzel stabilizálható az aktív zóna. A 3. ábra egyetlen erısítési réteget szemléltet, amelynek L aj az aktív zónában levı befogási hossza és L ej van a passzív zónában. Egy gyakorlati esetben több erısítési réteget építenek ki, ámbár a 3. ábrán látható egyetlen réteg is kielégítıen szemlélteti a belıle következı alapvetı mechanizmust. A pontos erısítési mechanizmust befolyásolják az erısítı elem tulajdonságai. Az alakváltozásra képes erısítés azáltal nyújt stabilitást az erısített talajtömegnek, hogy az aktív zónából az ellenálló zónába viszi át az állékonyságot rontó erıhatásokat, amelyek azután ott biztonságosan "elnyeletnek". Ebben a folyamatban kizárólag tengelyirányú húzóerık kötıdnek le, vagy "szivárognak el", a nyúlékony erısítı elem által. Ha az erısítésen megfelelı kapcsolat jön létre és kielégítı a húzási merevsége, akkor képes lesz felvenni az aktív zónában ébredı húzási alakváltozásokat. Ezek a talajról adódnak át az erısítésre a talaj és az erısítés közötti kapcsolat révén. Az aktív zónában levı erısítésben kifejlıdı nyúlások ennek megfelelı húzóerıt keltenek. Ha az erısítés teljes hossza a 3. ábrán látható L aj mértékre volna korlátozva, akkor a talajról az erısítésre átadott erı nem akadályozhatná meg az aktív zóna leomlását. A stabilitás azzal érhetı el, hogy az erısítés hosszát a passzív zónába nyúló L ej hosszal megnövelik. Ha az erısítésnek kielégítı a húzási ellenállása ahhoz, hogy az aktív zónában befogadott húzóerıket elviselje, akkor ezeket a passzív zónába adja le. Az aktív zónához hasonlóan a talaj és az erısítés közötti kapcsolat által jut vissza az erı az erısítésbıl a talajra. Az erısítésben mőködı húzóerı nem állandó, a teljes L ej szakasz szabad vége felé, a rézső felszínétıl távolodva a teher a talajba kerül. Az ellenálló szakasz szabad végénél már nincs húzóerı az erısítésben. A nyúlékony erısítı elemeket töltésekbe azok kivitelezése során építik be. Következésképpen az erısítés rétegei vízszintesek. Nyúlékony erısítés (talajszegek formájában) bevágásokban is bejuttatható a talajba azok kiemelése közben, közel vízszintes helyzetben. A hajlás akkor elınyös, ha egybeesik az aktív zóna talajában kialakuló húzási alakváltozások irányával. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 15

17 2.8 A talajerısítés mechanizmusa a töltésalapozásban Akárcsak a támfalak és rézsők erısítésekor, a talajerısítés arra is használható, hogy hajlékony szerkezetek például töltések altalajának viselkedését javítsák. Ha a talajerısítést arra használják, hogy áthidalják az altalaj gyenge zónáit [lásd 1. ábra, III és IV], akkor az erısítés a függıhidak teherhordó kábeleihez hasonlóan deformálódik, így válik húzott szerkezeti elemmé, amely alátámasztja a ráhelyezett függıleges terhet. Más alapozási esetekben a talajerısítés rövid és közepes idıtartamú biztonsági tartalékot nyújt. A legismertebb példa erre a gyenge kohéziós talajra épülı töltések alapozása. (lásd 1c. ábra, I és II eset). Egy töltés tervezett méreteivel hosszú távon állékony lehetne, ha az alatta levı talaj már konszolidálódott a töltés súlya alatt, de ugyanezen méretek mellett rövid és közepes idıtartamon belül instabilitás állhat elı az altalaj konszolidációjának befejezıdése elıtt. Közvetlenül a töltés alatt az altalajban keletkezı húzó fıfeszültség vízszintes irányú. Erısítés nélküli talaj esetében ez a töltés és az altalaj oldalkitérésének veszélyét hordozza. A törés ilyen módja megelızhetı, ha vízszintes erısítési réteget vagy geocellát építenek a töltés alá. Így ezt a talajerısítési módszert gyakran alaperısítésként említik. Az oldalkitérés jellegő törések megelızhetık, ha a töltés anyaga és az altalaj érintkezési felületei közé beiktatott vízszintes helyzető erısítés elegendıen érdes, van kellı húzószilárdsága és tengelyirányú húzási merevsége, így a feltöltött anyag alján keletkezı nyírófeszültségek áttevıdnek az erısítésre a talaj és az erısítés közötti súrlódás révén, és így megterhelik húzóerıvel az erısítı elemet. Ennek az erıátadásnak két hatása van. Egyrészt korlátozza a töltésanyag alján a nyúlásokat, s ezáltal oldalirányú megtámasztásként mőködik. Másrészt az erısítés mérsékli azokat a nyírófeszültségeket, amelyek egyébként közvetlenül a gyenge altalajra adódnának át. Ezáltal mérséklıdik a gyenge altalaj oldalkitérése, megmarad az altalaj teherbírása, mely egyébként csökkenne az áthárított nyírófeszültségek következtében. Ahol a gyenge altalaj csak korlátozott mélységig terjed, s alatta megfelelı réteg fekszik, ott az altalaj oldalkitérése a fenyegetı törési mód. Ahol viszont az altalaj nagy mélységig terjed jellemzıen mélyebbre, mint a töltés végsı magasságának egyharmada ott ezen túl mélyrehatoló forgás jellegő törésre is kell számítani, amely a töltésre és az altalajra egyaránt kiterjed. Az alapsíkra fektetett geocellával a szerezett tapasztalatok szerint befolyásolható a törési felület alakja, mert mélyebbre kényszeríti és így megnöveli forgási felületet és az azon mőködı nyírási ellenállást. A mélyre hatoló forgás jellegő törés esetében ugyanolyan mechanizmusok keltenek az alaperısítésben húzóerıket, mint a támfal vagy rézső esetében. Noha az alaperısítésben keltett tengelyirányú húzóerı vízszintes, ez mégis képes kedvezı nyomatékot adni a vizsgálandó körcsúszólapok középpontjára. Ennek hatására csökken a kedvezıtlen nyomaték, emiatt pedig azok a nagy nyírófeszültségek is, amelyek különben nyírási törést okoznának a töltésanyagban vagy az altalajban. Ha azután az altalaj konszolidálódik és ezzel nyírószilárdsága is nı akkor már képes lesz ellenállni a mőködı nagy nyírófeszültségeknek az erısítés kedvezı hatásai nélkül is. Amint bekövetkezik a konszolidációnak ez a mértéke, akkor az alaperısítés fölöslegessé válik. Ezért elegendı, ha az erısítés élettartamát csupán annyira tervezik, amíg az altalaj eléri a konszolidáció szükséges fokát. Az erısítés ellenállásának tervezési értéke egyrészt attól függ, hogy mekkora húzás szükséges a töltésanyag és az altalaj oldalirányú stabilitásának megteremtéséhez, másrészt hogy mekkora húzóerı kell a töltés és az altalaj együttes elforgása ellen. 2.9 A talaj és az erısítés együttmőködése Az erısítés hatékonyságához az szükséges, hogy kölcsönhatásban legyen a talajjal, és ezzel felvegyen feszültségeket, valamint fajlagos alakváltozásokat, amelyek egyébként törést okoznának az erısítés nélküli talajban. Ezen együttmőködés pontos mechanizmusát befolyásolják egyrészt a talaj akár termett talaj, akár töltésanyag jellemzıi, az erısítés tulajdonságai, valamint e két elem viszonya egymáshoz. Ez a szabályzat két ismertetıjellel definiálja károsodást. Az egyik a 2.2-ben leírt teherbírási határállapot elérése, ami összeomlást jelent. A talaj és az erısítés kapcsolatának fogalomkörében ezt az ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 16

18 állapotot vonhatja maga után az erısítés elszakadása, ill. a talaj és az erısítés közötti kapcsolat elnyíródása. A másik eset a használhatósági határállapot elérése, amikor az erısített tömeg használata közben annak alakváltozásai vagy az erısítés kialakuló nyúlásai túllépik a megengedett határokat. Noha az erısítés jellemzıi attól függıen változhatnak, hogy miként mőködik együtt a talajjal, vannak bizonyos alapvetı tulajdonságai. Mivel a talajról relatív elmozdulás viszi át a terheket az erısítésre, lényeges, hogy az erısítés tengelyirányban merev a talajhoz képest. A teherátvitelt a talajról az erısítésre, ill. az erısítésrıl a talajra a talaj és az erısítés közötti kapcsolat teszi lehetıvé. Ha a talajnak nincs kohéziója, akkor a kapcsolat súrlódásjellegő, és mint ilyen függ a talajtól, az erısítéstıl és ennek feszíni érdességétıl. Ha viszont kötött a talaj, akkor a kapcsolat adhéziós jellegő. Kölcsönös összekapcsolódás jöhet létre a talaj szemcséi és az erısítéshez használt georács nyílásai között. Ilyen esetekben már a talaj és az erısítés érintkezési felületétıl csekély távolságra is a talajszemcsék közötti ellenállás jellemzi a kapcsolatot. A kapcsolatban fellépı feszültség mértékét a talaj és az erısítés egymáshoz viszonyított tulajdonságai szabják meg, vagyis a talaj nyírószilárdsága és az erısítés érdessége, [3], [4]. Ha az erısítés eléggé merev és érdes, akkor használhatósági határállapot elérése nélkül veszi át a terhelést a talajról. Ha átvette, szükséges, hogy tartsa is meg a megjelölt tervezési élettartama, szakadás nélkül, ami teherbírási határállapotot jelentene, illetve idıben növekvı deformációk elszenvedése nélkül, amely a használhatósági határállapot elérését jelenthetné. Bizonyos alkalmazások esetében ilyenek a támfalak és a meredek rézsők a teher az aktív zóna talajában a támfal vagy a rézső felületének közelében adódik át az erısítésre. Az erısített talajzóna belsı stabilitásához az kell, hogy ez a teher, részben vagy egészben, az aktív zóna mögötti állékony talajzónába háríttassék át az erısítés által (lásd a 3. ábrát) Ezen erıátadás hatékonysága végett megint csak szükség van az erısítés megfelelı tengelyirányú merevségére és érdességére. A hajlékony erısítési elemektıl nem várják el, hogy hajlítási igénybevételükkel, vagy keresztmetszetük nyírási ellenállásával erısítsék a talajt. A hajlékony elemek kizárólag a tengelyirányú húzás révén dolgoznak együtt a talajjal. A kivitelezés körülményeihez alkalmazkodva, és hogy húzási teherbírásuk maximális lehessen, vízszintesen építik be a hajlékony erısítéseket a támfalakba, a rézsőkbe és a töltések alá, hogy így irányuk egybe essék az erısítés nélküli talaj fajlagos fınyúlásának irányával. A hajlékony erısítés által felvett tengelyirányú erık statikailag határozottak. Következésképpen a belsı stabilitást illetı tervezési feladat támfal, rézső és töltés alaperısítésénél azon tengelyirányú húzóerık meghatározására redukálódik, amelyeket az aktív zónában kell az erısítésnek átvennie, illetve ezeknek a passzív zónában való eloszlását kell vizsgálni, hogy a teherbírási határállapot és a használhatósági határállapot által megszabott kereteken belül maradjanak. A belsı állékonyságra való tekintettel a tengelyirányban merev erısítés tervezésének elsıdleges célja az, hogy megoldja a feszültségek és fajlagos alakváltozások biztonságos áthárítását az aktív zónából a passzív zónába. Ez tengelyirányú húzóerıket von maga után, de járulékosan kihasználhatók az erısítésben keletkezı nyomatéki és nyírási hatások is. Az ilyen esetekben az erık analízise inkább a nyomaték, mint a tengelyirányú erık vizsgálata lehet A figyelembe veendı talajtulajdonságok Egy erısített talajtömeg teljesítıképessége függ a talaj jellemzıitıl és attól, hogy ezeket miként befolyásolják a belsı körülmények, például a pórusvíznyomások, illetve a külsı tényezık például a terhek. Ezeket és a további ilyen tényezıket összegzi az 1. táblázat. A talajt számos tényezı jellemzi, amelyeket a 3. fejezet mutat be, továbbá a 6., a 7. és a 8. fejezetekben kerülnek elı a támfalak, rézsők és töltésalapozások tervezésével kapcsolatban. Két alapvetı jellemzı-csoportot kell figyelembe venni, azokat, amelyek a terhekkel állnak összefüggésben és azokat, amelyek az erısítés tartósságát befolyásolják. A talajról erısítésre való teherátvitelt közvetlenül befolyásolja a talaj nyírószilárdsága. Ezt általában a hatékony feszültségekhez tartozó c' és ϕ' nyírószilárdsági paraméterekkel, vagy a teljes feszültségekhez tartozó c u drénezetlen nyírószilárdsággal definiálják. A c' kohéziót csak túlkonszolidált agyagokban nyitott, talajszegezéssel erısítet bevágási rézsőknél veszik figyelembe. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 17

19 A túlkonszolidált agyagok hatékony feszültségekhez tartozó kohéziója idıvel csökkenhet és a tervezéshez használt érték a kiválasztott élettartam végére jellemzı mennyiség legyen. Csak kis, állandónak vehetı értékő c' kohéziót szabad felhasználni bizonyos töltésanyagokban, amelyek ipari hulladékokból származnak, és amelyek figyelembe veendı értékeit majd a 3. fejezet állapítja meg. 1. táblázat A teljesítıképességet befolyásoló tényezık Erısítés Talaj Kivitelezés Összetétel Tartósság Alak A szemcsék mérete és alakja Szemeloszlás Index tulajdonságok Az építés módja Tömörítés Kezelés Felületi tulajdonságok Méretek Szilárdság Merevség Ásványi összetétel Tartósság Az erısítés elosztása A talaj állapota A szerkezet Elhelyezés Térközök Irányok Tömörség Kényszerek Feszültségi állapot Telítettség Vízelvezetés Méretei Végsı rendeltetés Alapozási körülmények Az elıbbiekben felsoroltak kivételével a többréteges erısítéső (lásd 1a. és 1b. ábra) töltésanyag vagy talaj fıként tisztán súrlódó tulajdonságúnak tekintendı. Minthogy a támfalak és rézsők többrétegő erısítésében keletkezı fajlagos alakváltozások kicsik, a súrlódás eredető nyírószilárdságot a hatékony feszültségekhez tartozó belsı súrlódási szög ϕ' p csúcsértéke reprezentálja. Alaperısítés esetén is a töltésanyag nyírószilárdságát tisztán súrlódó jellegőnek tekintik. Bizonyos típusú szerkezetek esetében viszont olykor szükség lehet arra, hogy nagyobb fajlagos alakváltozásokat engedjenek meg a tervezésben. Erre lehet példa az olyan töltés, amely alatt egyenlıtlenek a süllyedések. Ilyen esetben a belsı súrlódási szöget a nagy fajlagos alakváltozásokhoz rendelik. Szemcsés talajok esetében ez a ϕ cv, az az érték, amelyet a talaj állandó térfogat mellett kialakuló nyírásánál mérnek. Nagy fajlagos alakváltozások ébredhetnek az alaperısítésben is, ekkor a töltésanyag súrlódási szöge ϕ' cv. Ezt a mennyiséget használják a rövid, közepes és hosszú idıtartamok vizsgálatához a pórusvíznyomások kötelezı figyelembevétele mellett. Ha a töltés normálisan konszolidált agyagok puha üledékére épül, melyeknek kicsi-közepes az öszszenyomhatósága a rövid idıtartamú tervezési állapotok vizsgálatakor az altalaj c u drénezetlen nyírószilárdságán alapuljanak. Ha az altalaj nem teljesen telített, vagy kiszáradás folytán repedezett, akkor lehet úgy tekinteni, hogy ϕ u 0. Ebben az esetben a c u drénezetlen nyírószilárdság értékét helyes arányosnak venni a töltés alatt érvényesülı teljes feszültségek nagyságával Egy másik változat: a rövid idıtartam analízise alapulhat ϕ' p használatán, kellı figyelemmel a rövid idıtartamú pórusvíznyomások fellépésére. A közepes és hosszú idıtartamok számításai ugyancsak alapulhatnak ϕ p -n, figyelemmel a jellemzı pórusvíznyomási viszonyokra. A hosszú idıtartamú esetekben a pórusvíznyomás-többlet lecsengése után az alaperısítés szerepe megszőnik. Támfalak és rézsők esetében az erısítésre jutó terhek növekedni fognak, ha kifejlıdhetnek pozitív pórusvíznyomások. Az erısített töltésanyagú támfalakban és rézsőkben a káros pórusvíznyomások kialakulása megelızhetı megfelelı vízelvezetés kiépítésével. Természetes rézsőkben vagy víz melletti szerkezetek esetében viszont nem kerülhetı el a pórusvíznyomás kifejlıdése. Ilyen esetekben lényeges, hogy megfelelı mértékben megnövelt erısítı erıket kell számításba venni és gondolni kell ezek ingadozási tartományára, akár évszaktól, akár a dagálytól függ a pórusvíznyomás. A talaj és erısítés közötti fizikai kölcsönhatáson felül a talaj és az erısítés közötti kapcsolatban lehetnek kémiai és elektrokémiai vagy termális kölcsönhatások is. Az erısítés tervezési élettartama alatt a feltöltött környezet kedvezıtlenül befolyásolhatja annak tartósságát és ezáltal a mechanikai teljesítıképességet. Különbözı feltöltött környezetek hatásai az erısítés anyagától függıen külön- ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 18

20 bözık lehetnek. Adott talajerısítési feladat esetében a tervezéshez tartozik azon agresszív töltésanyagok kimutatása is, amelyeket használhatatlannak kell minısíteni. Figyelemmel kell lenni az agresszív talajvízre vagy a szerkezetbe a felszínrıl bekerülı vízre is Erısítési alakzatok Egy talajtömeg erısítésének viselkedését befolyásolják az erısítés jellemzıi és az, hogy ezekre milyen befolyást gyakorol a belsı környezet, például a rájuk hárított erık, a vegyi és hımérsékleti hatások, valamint az éghajlati adottságok. Ezeket és még más tényezıket összegzi az 1. táblázat. A talajerısítés változatos formákat ölthet, közülük néhányat a 4. ábra szemléltet. A rácsok, hálók és szalagok lehetnek fém vagy polimer anyagúak, a lemez-jellegőek pedig polimer geotextíliák. A hátrahorgonyzott töltésben többsoros elrendezéső rugalmas acél rudakat vagy polimer anyagokat alkalmaznak, amelyek úgy vannak kialakítva, hogy a faltól távoli végükön hurkot képezzenek. A talajszegként használt acél rudaknak egyszerő kör keresztmetszetük van. A lemezeket és a polimer rácsokat általában a teljes szélességben építik be, vagyis a homlokfal minden egyes méterére 1 m szélességő erısítés jut, és ezért egy többrétegő rendszerben az erısítés által kifejtett összes stabilizáló erı az erısítési rétegek számának, illetve a köztük levı függıleges térközöknek függvénye. A szalag alakú erısítések ideértve a fémszalagokat és a polimer georácsokat nem fogják át a szerkezet teljes hosszát. Következıleg: az ilyen erısítés által kifejtett stabilizáló erı egyrészt az erısítı elemek számától, másrészt a köztük levı vízszintes és függıleges távolságoktól függ. Minden egyes erısítı elem hossza befolyásolja az erısített tömeg általános geometriai jellemzıit, ami viszont hatással lesz a külsı stabilitásra. Például, egy erısített töltésbıl alkotott támfal esetében a fal alján elhelyezett elemek megszabják a támfal egészének szélességét és ezért hatással vannak az erısített tömeg egészének viselkedésére, így az alapsíkon való elırecsúszásra, a talajtörési ellenállásra, a billenésre, a süllyedésre és az általános stabilitásra Az erısítés bekötése Különbséget kell tenni az aktív zónába esı és a passzív zónába átnyúló erısítı szakaszok között. Ezen hosszak és bekötésük szabják meg, hogy mekkora terheket képesek viselni. A passzív zónába kerülı hossz a lekötési vagy befogási hossz, ez befolyásolja az erıátvitelt az aktív zónából a passzív zónára. Nyúlékony erısítés esetében, ahol a terhelés tengelyirányú húzás, a befogási hossznak elégnek kell lennie a passzív zónából való kihúzódás megakadályozására. A kapcsolódás teljesítıképességét azon túl, hogy függ a befogás hosszától befolyásolja a talaj nyírószilárdsága, talajbeli pórusvíznyomások, valamint az erısítés saját jellemzıi. Ha az erısítés befogási teherbírása nagyobb, mint a húzószilárdsága, akkor a teherbírási határállapotot a húzás okozta elszakadása szabja meg. Ha viszont az erısítésben ébredı húzóerı nagyobb, mint a befogási ellenállása, akkor a teherbírás határát a befogás kimerülése fogja megszabni, lásd a 2.9. alfejezetet. A nyírófeszültségek nem egyenletesen mobilizálódnak a beágyazási hossz mentén, s ez többek között az erısítés tengelyirányú nyúlékonyságának is függvénye. A bekötés teljesítıképességének tervezési célú becslésekor feltételezik, hogy a talaj és az erısítés közötti nyírófeszültségek egyenletesen mőködnek a befogási szakaszon. Súrlódó jellegő töltésanyagokban ezek nagyságát az erısítésre ható függıleges hatékony feszültségébıl és a befogási feszültség δ' szögének tangensébıl képzett szorzatként veszik számításba. A befogási feszültség δ' szöget a 3. fejezetben leírt közvetlen nyíróvizsgálattal határozzák meg. Georács erısítés esetén a közvetlen nyíró vizsgálat kerületi feltételeibıl következıen a δ' nagyobb lehet, mint ϕ p ' [3]. A valóságban azonban egy ilyen érték nem képes realizálódni, ezért a méretezéshez felhasznált δ' érték nem legyen ϕ p '-nél nagyobb. A kihúzási ellenállást a befogási szakasz felületének, a tanδ'-nek és az ott mőködı hatékony függıleges feszültségnek szorzataként számítják. A tanδ' mennyiséget a µ együttható jeleníti meg. A teljes szélességre kiterjedı erısítés esetében a függıleges hatékony feszültség legnagyobb lehetséges ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 19

21 értékét figyelmen kívül hagyva a megoszló felszíni terheket az erısítés fölötti takarás hatékony nyomásával veendı egyenlınek. Tömör, kohézió nélküli anyagba befogott keskeny, érdes erısítés esetén a kihúzódás közben kialakuló nyírófeszültségek térfogatnövekedést okoznak a töltésanyagban, ami azzal jár, hogy a függıleges hatékony feszültségek lokálisan a takarási nyomás fölé növekszenek. Ez a húzási ellenállás növekedéséhez vezet, amit a µ'>µ számításba vételével lehet leképezni, s µ' helyszíni kihúzási vizsgálattal határozandó meg [5], [6]. Kötött talajon, ha drénezetlenül terhelik, a talaj és az erısítés közötti kapcsolat közvetlenül arányosítható egy a bc adhéziós szorzóval a talaj drénezetlen nyírószilárdságával, s az a bc szám nem lehet 1-nél nagyobb, [4] A hajlékony erısítés hosszirányú merevségének hatása a terhekre A hajlékony erısítés csak tengelyirányú húzással mőködik és az összeomlás teherbírási határállapota a befogási kapcsolat elnyírása vagy az erısítés elszakadása miatt állhat elı. Az elszakadást az erısítésben keletkezı erık nagysága, valamint az erısítés képessége szabja meg, hogy a tervezett élettartama alatti erıknek törés nélkül ellenálljon. Az erısítésben keletkezı terhek számításának módszeri esetrıl esetre változnak, és ezek a tervezéssel foglalkozó fejezetekben lesznek kifejtve. A feltöltéssel készített támfalakba vagy rézsőkbe helyezett hajlékony erısítésben ébredı erıt az aktív földnyomással veszik arányosnak. A felszínen terheletlen függıleges fal esetében az aktív nyomás a függıleges hatékony feszültség és a K a aktív földnyomási szorzó szorzata. A homlokfalat simának tekintik, s így ez utóbbit az ismert (1 - sinϕ' p ) / (1 + sinϕ' p ) képlet adja. Hajlékony, nem-nyúlékony szalagokkal, erısített támfalakon végzett helyszíni megfigyelések azt mutatták, hogy a támfalak felsı részeiben az erısítésekre lényegesen nagyobb terhelések mőködhetnek, mint a K a -ból származtatottak. [7], [8]. Az ilyen falak tanulmányozása azt mutatta ki, hogy bár ezek a K a kialakulási feltételeivel egyezıen mozognak a készítésük közben a tömörítés folytán mégis az aktív nyomásnál nagyobb erık fejlıdnek ki, [9]. Egy fal felsı körzetében a K 0 nyugalmi földnyomással jellemezhetı ez a helyzet, [10]. Nincs viszont elegendı olyan helyszíni megfigyelés, amely azt sugallaná, hogy a kisebb tengelyirányú merevséggel bíró erısítések (is) magukhoz vonzanának ilyen többleterıket. Így az oldalirányú földnyomások és az erısítések igénybevételének számításakor különbséget tesznek a nyúlékony és a nem-nyúlékony erısítés között. Ha a teher tervezési értéke 1% vagy ennél kisebb tengelyirányú nyúlással felvehetı, akkor az erısítést nem-nyúlékonynak tekintik, s a fal felsı részén kifejlıdı nagyobb oldalirányú feszültségek hatása tükrözıdik a teherben, amint ezt a 6. és 7. fejezetek kifejtik. Ha egy erısítést nyúlékonynak tekintenek, a fal felsı részében a tervezési terheket az aktív földnyomás feltételezésével számítják. Ahol viszont a helyszíni megfigyelések egy nyúlékonynak definiált erısítés esetében azt jelzik, hogy az oldalirányú feszültségek nagyobbak az "aktív"-nál, ott az ilyen erısítést a K 0 nyomáseloszlásra alapozott nagyobb terhek felvételére helyes tervezni a támfal vagy rézső felsı szakaszán A hajlékony erısítés húzási viselkedését befolyásoló tényezık Az erısítés elszakadásaként megnyilvánuló teherbírási határállapot elleni biztonság úgy teljesíthetı, hogy megnövelik a kiindulási értékekbıl számított terheket egy parciális tényezıvel, így jutva a teher tervezési értékéhez, illetve csökkentik az erısítés ellenállásának karakterisztikus értékét egy parciális tényezıvel, és ahol ez a feladathoz illıen indokolt egy további parciális tényezıt vezetnek be a tönkremenetel következményeinek ellensúlyozása végett, s így alakul ki az ellenállás tervezési értéke. Ha teherbírás így kapott tervezési értéke egyenlı a teher tervezési értékével, vagy nagyobb annál, akkor a biztonság kielégítınek ítélhetı. Ha a teherbírási határállapotra végzett számítás alapján az becsülhetı, hogy a használhatósági határállapotot túllépı fajlagos alakváltozások vagy deformációk keletkezhetnének, akkor ajánlatos az ellenállásra e használhatósági határállapothoz igazodó kisebb tervezési értéket alapul venni. Az ellenállás számításba veendı tervezési értéke legyen jellemzı az erısítés tervezett élettartama végén. A gyenge altalajon létesített töltések alaperısítése esetében az a tervezett élettartam elég ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 20

22 rövid is lehet és végzıdhet akkor, amint az altalaj eléggé konszolidálódott, hogy az erısítés nélkül is kielégítıen támaszthassa alá a töltést. A támfalak és rézsők esetében viszont az erısítés tervezett élettartama a fallal, illetve a rézsőével azonos. A tervezett élettartam lehet néhány hónap vagy év - egészen 120 évig. Ezen élettartam alatt az erısítés húzási ellenállása fokozatosan csökken különbözı hatások következtében. A különbözı erısítı anyagokat különbözı hatások gyengítik, ám mindegyik megérzi az idı múlását. Ennek ellenére a leromlás üteme is idıfüggı és általános szabály, hogy a húzási ellenállás az idıvel csökken. A fémanyagú erısítések esetében amelyek a gyakorlatban túlnyomóan galvanizált vagy galvanizálatlan acélok az egyetlen károsító tényezı az elektrokémiai korrózió. Az összes fém anyagú erısítést megtámadja az elektrokémiai korrózió, függetlenül attól, hogy milyen talajban vannak. Egyes talajok és töltésanyagok korrozívebbek, mint mások, így azután a korrózió üteme is erısebb az agresszívebb talajokban. Az erısítés keresztmetszetének korrózió miatti csökkenése az idıvel csökkenti a szakadást okozó terhelést, ezért a szilárdság tervezési értéke a tervezett élettartam végén jellemzınek tekinthetı érték legyen. A talajerısítéshez használt fémek minıségi osztályairól feltételezik, hogy idıben állandó a szakítószilárdságuk. Ezért a korrózió következményeit azáltal veszik számításba, hogy megengedik a betervezett mértékő keresztmetszet-veszteséget, amely a kijelölt élettartammal, a töltésanyag vagy talaj korrozív tulajdonságaival és fıleg az erısítéshez használt fém minıségével összefüggıen különbözı mértékő lehet. Alakzatuk és szabálytalan keresztmetszeti területük folytán a polimer anyagú erısítésekben keletkezı terheket nem lehet alkalmas módon a feszültségek használatával definiálni. Így a lemez jellegő erısítések georácsok, hálók geotextíliák esetében a terhelhetıséget az egységnyi szélességre adható értékben (pl. kn/m) állapítják meg. A keskeny szalagok esetében egy darabra adják meg az erıt. Valamennyi polimer anyag viszko-elasztikus, és ennek közvetlen folyományaként a szakítást kiváltó teher különféle változók függvénye. Ezeket részletesen tárgyalják majd a következı fejezetek, de tudnivaló, hogy az összes polimer anyagot érintı változó az idı és a hımérséklet. Amint egy állandó nagyságú húzófeszültség mőködni kezd egy szabályos tömör keresztmetszető polimer anyagban, ennek hatására húzófeszültség és nyúlási alakváltozás jön létre az anyagban. Ez az alakváltozás a kúszás hatására az idıben növekszik. Emiatt a terhet viselı keresztmetszet idıben csökken, a húzófeszültség pedig növekszik. A megterhelés után azután egyszer/valamikor ez az idıfüggı feszültség elérhet egy kritikus értéket és a jelenség az anyag szakadásába vált át. Ha ugyanazon anyag egy kiválasztott mintájára állandó hımérsékleten kisebb terhet mőködtetnek, akkor a kúszási szakadás a terhelés kezdetéhez képest késıbb következik be. Ha viszont nagyobb a mőködı teher, akkor a teher ráadása után hamarább következhet a kúszás miatti szakadás. Ha egy polimer anyagot állandó hımérsékleten állandó húzóerı terhel, egy bizonyos idı elteltével a kúszás miatti szakadás által fog tönkremenni. Ha ugyanezt az anyagot ugyanekkora erı terheli, de magasabb a hımérséklet, akkor hamarabb fog elszakadni. Alacsonyabb hımérsékleten ugyanez a kúszási miatti szakadás késıbb következik be. A törésig eltelt idı és a hımérséklet közötti összefüggés nem lineáris és nem reverzibilis. A tervezés céljaihoz szükséges tudni a kijelölt tervezési élettartam végén, a legnagyobb hımérsékleti hatás mellett érvényes kúszási ellenállást. Az ellenállás tervezési értékét a kúszási ellenállásból kiindulva az anyaghoz az A melléklet szerint rendelhetı parciális tényezık használatával kapják. Az erısített talajtömeg kielégítı teljesítıképességét inkább az alakváltozások irányítják, mintsem valamely határállapot. Ha tehát egy teher, amely egyenlı a kúszás miatti szakadás alapján megállapított ellenállás tervezési értékével, akkora fajlagos alakváltozást gerjeszt, amely túllépné a használhatósági határállapotot, akkor az ellenállás tervezési értékét a használhatósági határállapothoz igazodó értékre kell mérsékelni. Elıírt szerkezeti tőrési határok vannak támfalakra és hasonlóan léteznek használhatósági határok a gyenge altalaj fölött építendı töltések alaperısítésekor megengedhetı tengelyirányú húzási alakváltozásokra. Az építést követıen a támfalak erısítésében kifejlıdı alakváltozások a támfalak csúf torzulásaira vezethetnek, vagy például az erısített talajú hídfık esetében használhatatlanná tehetik a szerkezetet. Ezt megelızendı léteznek a támfalak és a hídfık ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 21

23 használhatósági határállapotát tekintetbe vevı korlátozó elıírások a tengelyirányú nyúlásokra, melyek nem haladhatók meg a kivitelezés befejezése és a kijelölt tervezési élettartam között. Építés utáni alakváltozást okozhat a növekvı terhelés, mint például egy, a hídfıre helyezett hídpálya, és polimer anyagok esetében további nyúlások alakulhatnak ki az állandó teher alatti kúszás hatására is. A polimer anyagok ellenállásának tervezési értékét korlátozhatják tehát a használhatósági határállapotra és a teherbírási határállapotra vonatkozó meggondolások is. Ajánlatos tehát az ellenállás mindkét tervezési értékére számszerően ellenırizni a szerkezetet, és a megfelelı határállapot-számításokban a kedvezıtlenebb változatot kell meghatározni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 22

24 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 24

25 3. Fejezet. ANYAGOK 3.1 Talajok és töltésanyagok Általában Az erısített talaj támfalakban és hídfıkben, mint földet támasztó szerkezetek esetében figyelemmel kell lenni az erısített talajtömeget alkotó feltöltött illetve megtámasztott anyag tulajdonságaira. Hasonló a helyzet a rézsőkbe épített töltésanyagoknál. Kevésbé szigorú szabályokat kell követni a helyreállított vagy laposabb rézsők erısített zónáiba kerülı töltésanyag estében Töltésanyag támfalakban és hídfıkben Mechanikai tulajdonságok Az állandó mővekben használt töltésanyag tartozzék az Útépítési Szabályzat (Specification for Highway Works) [1] szerinti súrlódó vagy kohéziós-súrlódó anyagcsoportok 6I, 6J, 7C és 7D valamelyikébe. Lágy kréta (SMC>29%) és kohéziós töltésanyag nem használható a 2. és 3. geotechnikai kategóriába tartozó támfalakban és hídfıkben, lásd a 2. és 3. táblázatokat 2. táblázat Töltésanyag alkalmassága falak és támszerkezetek esetében Talajfajta 1) A szerkezet kategóriája (lásd 5.3.2) Súrlódó jellegő töltésanyag (lásd ) igen igen igen Kohéziós-súrlódó töltésanyag (lásd ) igen igen igen Porított kohósalak (lásd ) igen igen igen Kréta SMC < 29% igen igen igen (-mészkı) SMC > 29% igen nem nem Agyagdús anyag igen 2) igen 2) nem Általános, szokásos (agyag-)töltések igen nem nem 1) A táblázat azokat a talajokat mutatja be, amelyek a szerkezetek különbözı csoportjaihoz felhasználhatók, hogy a szerkezet viselkedése és kivitelezhetısége megfeleljen. Tekintettel kell lenni továbbá a szerinti használati élettartammal kapcsolatban az erısítés tartósságára is. 2) Az agyagtartalmú anyagok változatos természete folytán ajánlatos az itt javasolt kiindulópontot külön vizsgálódásnak alávetni, a megbízó jóváhagyását megszerezni a kivitelezés elıtt, és szükség van a kivitelezés közbeni gyakori minıségellenırzı vizsgálódásra; lásd és táblázat Szerkezetek csoportosítása a romlásuk következményei alapján Kategória Parciális tényezı, f n Példák a szerkezetre 1 (alacsony) 2 (közepes) 3 (nagy) szükségtelen 1) 1,5 m-nél alacsonyabb falak és rézsők, amelyek romlása csekély kárt vagy közlekedési zavart eredményezne 1,0 Töltések és azon szerkezetek, amelyek romlása mérsékelt kárt vagy közforgalmi zavart okoz 1,1 Hídfık, autóutak, országos és fıutak vagy vasútvonalak, továbbá lakott épületek, gátak, tengeri védmővek és rézsők, folyószabályzási falak és rézsők közvetlen megtámasztására szolgáló szerkezetek Az 1. besorolású építmények csak egyszerő szerkezetek lehetnek, amelyeket tapasztalati alapon, számítások nélkül terveznek meg, amint írva vagyon a DD ENV : 1995-ben. MEGJEGYZÉS: Az 1, 2 és 3 besorolású létesítményekre a 10, 11, 12, 13 és 14. ábrákon láthatók példák ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 25

26 Kémiai és elektrokémiai kritériumok A töltésanyag vegyi tulajdonságainak a beton elemekre gyakorolt hatását a BS 5400 : 4 részével összhangban kell figyelembe venni. A töltésanyagnak az acél erısítı elemekre vonatkozó elektrokémiai tulajdonságainak (még eltőrhetı) határértékeit a 4. táblázat részletezi. Létezik egy rövid irányelv a töltésanyag minısítésére, amelyet egyéb fém anyagú erısítésekhez lehet használni. A polimer anyagú erısítéseket nem érintik az elektrokémiai hatások, viszont megtámadhatják ıket is bizonyos vegyületek. A vegyszereknek a védjegyezett polimer anyagokra gyakorolt hatását a termék bizonylatolási eljárása során kell megállapítani, lásd a 4. fejezetet Kohéziós töltésanyag A Specification for Highway Works [1]-ben definiált kohéziós töltésanyagot nem szabad állandó rendeletetéső erısített talaj szerkezetekben felhasználni, sem elfedett, sem fedetlen felülettel Egyéb töltésanyagok és ipari hulladékok Általános elvek A és szakaszokban megadott mechanikai és kémiai korlátozásokat teljesítı anyagok felhasználhatók. Indokolt sőrőbben vizsgálódni, hogy a minıség-ellenırzés kielégítı legyen Porított kohósalak (pfa) Csak a Specification for Highway Works [1]-ben megszabott 7B töltésanyag-csoport feltételeinek megfelelı kohósalak használható pfa-ként. A pfa általában önszilárduló és a BS 1377: 7. és 8. részei szerinti nyírószilárdsági paraméterei az idıtıl függenek. Célszerő friss pfa-mintákat készíteni és megvizsgálni, hogy a beépítési állapothoz kívánatos szilárdsági paramétereket felmérhessék. A pfa tervezésben használt c -értékét célszerő 5 kn/m 2 -ben lehatárolni. A tervezésben alapul veendı térfogatsúlyát a szándékolt beszerzési helytıl célszerő megkapni. Indokolt építés közben is ellenırizni, hogy a térfogatsúlya nem haladja-e meg a tervezett értékét Szénbányászati meddı Az anyag a szénkifejtés általában nagy meddıhányókban lerakott hulladéka. Az ezekben legtöbbször elıforduló anyagok: agyagpalák, márgák, palák, homokkövek és egyes területeken mészkövek. A meddıhányó anyagának tulajdonságai jelentısen változnak mind az egyes hányón belül, mind a különbözı hányók között, és így az erısített talajként való alkalmasságukat célszerő külön elıírt vizsgálatok és értékelés alapján eldönteni Agyagtartalmú anyagok Az agyagtartalmú anyagok - például az agyagpalák - vegyi jellemzıit fel kell mérni, hogy biztosítva legyen az erısített talajhoz való alkalmasságuk, és hogy az erısítés elemeivel összeillenek-e. A töltésben használt agyagos anyagok meszes összetevıket és piritet tartalmazhatnak, gyakorta egyes helyekre koncentrálódva. A pirit oxidálódhat, ez hıt termel, és ezzel növelheti a talaj hımérsékletét. Az oxidáció a savasság növekedését eredményezheti, ennek hatása lehet a betonanyagú homlokzatra, a fém anyagú erısítı elemekre és bizonyos polimer erısítı anyagokra. A polimer erısítı elemeket befolyásolhatja bármely hıfejlesztı reakció során fejlıdı hı. Egyes hatóságok nem engedélyezik az agyagtartalmú agyagok használatát állandó szerkezetekben egyrészt az erısítési elemek tartóssága miatti aggályok okán, másrészt, mert vizsgálatuk és elbírálásuk igénye sokkal nagyobb, mint az egyéb anyagoké [11], [12] Kréta A 29%-ot meg nem haladó telítettségi nedvességtartalmú (SMC), illetve a 23%-ot meg nem haladó természetes víztartalmú krétát szabad töltésanyagként használni, lásd a et is Aprózódó anyagok Aprózódásra hajlamos talajok például, amelyek érzékenyek arra, hogy víz hatására idıvel degradálódjanak nem használhatók erısített talaj szerkezetekhez. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 26

27 4. táblázat Az ötvözetlen szénacél, galvanizált acél és rozsdamentes acélanyagok felhasználásával készülı töltések elektrokémiai tulajdonságai Az erısítési elem anyaga Galvanizált, vagy galvanizálatlan acél Rozsdamentes acél Galvanizált, vagy galvanizálatlan acél Elhelyezés Vízben vagy nem vízben (tengervíz kivételével) 1) nem vízben vízben A töltésanyag tulajdonságai Minden töltésanyag esetén megkövetelt vizsgálatok ph 2) Min. Max. Legnagyobb kloridtartalom 3) Legnagyobb oldható szulfát-tartalom 6) Legkisebb fajlagos ellenállás (telített mintán) 5) Bizonyos esetekben megkövetelendı kiegészítı vizsgálatok Legnagyobb szervesanyag -tartalom 6) Legkisebb redox potenciál 7) Legnagyobb szulfidtartalom 9) Legkisebb fajlagos ellenállás (in situ) 8) % % ohm.cm % volts ohm.cm % ,02 0, ,2 0, , ,025 0, ,2 0, , ,01 0, ,2 0, ,01 Legnagyobb szulfidtartalom 9) Rozsdamentes acél ,01 0, ,2 0, ,01 1) A vízben az állandóan vagy rendszeresen víz alá merült állapotra utal 2) A ph mérését (a BS 1377:3 rész:1990 szerinti 9. vizsgálatot) minden esetben el kell végezni 3) A klorid-tartalom mérését (BS 1377:3. rész, 1990-ben a 7.2. vizsgálat) minden esetben el kell végezni 4) A vízben oldódó szulfát SO 3 mérését (BS 1377: 3 rész: 1990 szerinti 5. vizsgálat) minden esetben el kell végezni 5) A telített állapotú minta legkisebb fajlagos ellenállás mérését (BS 1377: 3 rész: 1990 szerinti 10.4 vizsgálat) minden esetben el kell végezni 6) A szervesanyag-tartalom mérését (BS 1377: 3 rész: 1990 szerinti 3. vizsgálat) azon agyagos talajokon indokolt elvégezni, amelyeknek több mint 15%-a áthullik a 63 mikron mérető szitán 7) Azon agyagos talajok esetében, amelyek szervesanyag-tartalma nagyobb az itt megadott mértéknél indokolt megmérni a redox-potenciált (BS 1377:9 rész: 1990 szerinti 10. vizsgálat) vagy a B mellékletben ismertetett mikróbás eredető aktivitási indexet 8) Valamely telített töltésanyag fajlagos ellenállásának mérése a talaj korrozív tulajdonságainak jelzıszámát eredményezi és minden esetben elvégzik. Viszont összehasonlítás céljából a tervezı bizonyos esetekben elıírhatja a látszólagos ellenállás in-situ mérését (BS 1377: 9 rész:1990, 9. vizsgálat) 9) A szulfid-tartalmat akkor indokolt megmérni, ha a töltésanyag eredete valószínősíti ennek jelenlétét. Az ilyen mérést ebben illetékes laboratóriumnak kell végeznie olyan módszerrel, mint ami írva vagyon: Encyclopedia of Industrial Chemical Analysis Snell és Hilton (Wiley Interscience Kiadó, London, 1974.) ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 27

28 Töltésanyag rézsőkben A és szakaszok ajánlásainak megfelelı súrlódó anyagokat, vagy kohéziós anyagokat, vagy a ban ajánlottakat kielégítı egyéb töltésanyagokat fel szabad használni a meredek rézsőkben. Helyreállítandó vagy új rézsőkben, megfelelı erısítéssel együtt fel szabad használni kohéziós anyagot [13]. Alaperısítéskor is szabad a töltéshez kohéziós töltésanyagot felhasználni, de ilyenkor az töltés alján vízvezetı réteg szükséges Az alapozás töltésanyaga A töltésalapozásokhoz válogatott szemcsés anyagot használjanak a Specification for Highway Works [1] elıírásai szerint. Az alaperısítı georács töltésanyaga feleljen meg az 5. táblázatnak. 5. táblázat Alaperısítı georács feltöltési anyagának szemeloszlása 1) A B S 410 szerinti szita nyílásmérete mm A szitán áthullott mennyiség, tömegszázalék , µ m ) A táblázat adatai a Specification for Highway Works [1] 601 cikkelyének elıírásai szerint a következı válogatott, durva szemcséjő anyagokra vonatkoznak: természetes görgeteg-kavics, természetes homok, tört kavics, zúzott kı az agyagtartalmú kızetek kivételével -, betontörmelék, kréta, jól kiégetett szénbányászati meddı Természetes talaj (talajszegezés esetén) A talajszegezés használható bármely termett talaj esetében, ám vannak talajadottságok, amelyek kedvezıbbek a módszer szempontjából, mint mások. A talajszegezés teljesítıképességét befolyásoló tényezıket már ismertette a 2.10 alfejezet. A nem homogén talajoknak a talajszegek stabilitására és tartósságára gyakorolt hatását külön fel kell mérni mindazon talajok esetében, amelyek kívül esnek a 4. táblázatban adott határokon. 3.2 Az erısítés anyagai Általános szempontok Erısítés részeit alkotó anyagok ne menjenek tönkre a betemetett állapotban. Az erısítés alakja lehet lemez, rács, háló, sáv, rúd, gömbvas, stb. (lásd a 4. ábrán), amelyek képesek a húzóerıket és a töltésben kialakuló alakváltozásokat elviselni. Az acélt már sok éve használják talajkörnyezetben cölöpök, csıvezetékek esetében és korróziójának mértékét jól felderítették. A talajba kerülı polimerek hosszú távú viselkedése még nincs ilyen jól felmérve, noha már ezeket is használják néhány évtizede. Ahol erre szükség van szakértıtıl célszerő útmutatást kérni a különbözı gyártmányok adott körülmények között várható viselkedésérıl, ide értve a feszültségeket, alakváltozásokat és a kivitelezést, hogy biztosítható legyen: a körülmények megnyugtatóak a szándékolt használatra. MEGJEGYZÉS: a Brit Szabvány használóinak tanácsolható, mőködtessenek minıségszabályozási rendszert és/vagy a jóváhagyási-bizonylatolási eljárást, ha szabadalmaztatott fém vagy polimer anyagú erısítéseket használnak állandó szerkezetekhez, és/vagy ha a törésnek súlyos következményei lennének. Az engedélyezett, nem szabadalmaztatott anyagok feleljenek meg a 3.2.2, és 3.4-ben részletezett általános anyagkövetelményeknek. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 28

29 3.2.2 Fémanyagú talajerısítések Általános elvek A fém talajerısítı elemeket olyan anyagokból gyártják, amelyeknek van bizonyos ellenállásuk a betemetett állapotbeli korrózió ellen, továbbá olyan lemez, rács, háló, szalag, rúd, stb. alakúra formázhatók, amelyek képesek húzóerıt felvenni és a töltésben keletkezı deformációk hatásait elviselni. Az acél anyag feleljen meg a 3.2-ben leírt feltételeknek és a 6. táblázat ad példákat az ajánlott acélfajtákra. A galvanizálandó acélnak legyen olyan a szilikon tartalma, amely alkalmassá teszi a BS 729-nek megfelelı galvanizált bevonat kialakulását azzal az eltéréssel, hogy egy egyedi vizsgálati minta esetében a cink-bevonat átlagosan ne legyen kevesebb 100 g/m 2 -nél Mérettöbblet a korrózió miatt A 7. táblázat foglalja össze azokat a vastagságokat, melyeket a szerkezetileg szükséges vastagságon felül a 6I, 6J, 7C és 7D osztályú töltésanyagok esetében a korróziónak kitett acél elemek összes felületén elveszthetı többletvastagságként biztosítani kell. A többi töltésanyag esetében külön kell értékelni a helyzetet. Ajánlatos, hogy minden talajba temetett fém alkatrész, vagyis az erısítés fı részei, a kapcsolataik, a homlokfal elemek megfogására szolgáló elemek ahol olyan a helyzet maguk a felszínt alkotó darabok is elektrolitikusan összeférhetı anyagból legyenek. Ha ez nem volna megoldható, akkor a szerkezet élettartamával egyenlı ideig tartós elektromos szigetelést kell teremteni a különbözı anyagok között. Lehet, hogy a BS 8081 ajánlásainak megfelelıen kialakított talajszegek kevesebb további korrózióvédelmet kívánnak vagy semmilyet sem. 6. táblázat Néhány erısítı acélanyag minimálisan megkövetelendı tulajdonságai Az acél fajtája Szénacél a BS EN : 1993 S 235 JR szerint Szénacél BS EN : 1993 S 355 JR Rozsdamentes acél BS 1449 : 2.rész: 1983; 316S31, 316S33 Rozsdamentes acél BS 1449: 2.rész :1983; 316S31 CR melegen hengerelt, min. 310 N/mm 2 0,2 %-feszültséggel A legnagyobb vastagság, melyre feszültség hat mm Húzószilárdság σ t N/mm 2 Nyírószilárdság σ q N/mm Szénacél rúd, BS 4449 : 1988 Átmérı Polimer anyagú erısítések Az ezekre vonatkozó tervezési és vizsgálati ajánlásokat a 4. fejezet tárgyalja A polimer erısítések kapcsolatai Nyomószilárdság σ bc N/mm Általános elvek Vannak elıregyártott és vannak a kivitelezés során kialakított kapcsolatok. Számos eltérı kapcsolati rendszer használatos. A geotextíliák kapcsolatai általában varrottak lehetnek ott, ahol erıtovábbításra van szükség. A polimer hálók vagy rácsok esetében főzıpálca alkalmazható, az átfedéssel egymásra fektetett részek nyílásain egy pálcát dugnak végig. A kapcsolatokat úgy kell kialakítani, hogy az alapanyagaik tulajdonságaihoz viszonyítva a lehetséges legnagyobb legyen az erıtani hatékonyságuk és a tartósságuk. A kapcsolatok elbírálására használt módszerek pontosan olyanok, mint amilyeneket a szabvány az alapanyagok vizsgálatára ajánl. A BS 6906 : 1. részével vagy az ISO gyel összhangban kell vizsgálni minden állandó szerkezetbe, teher viselésére tervezett kapcsolatot. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 29

30 7. táblázat Minden korróziónak kitett felületen számításba veendı elveszı vastagsági méret Tervezett élettartam év Az erısítés anyaga Elveszı vastagság mm Szárazföldi szerkezet Tiszta vízzel érintkezı szerkezet 5 B 0,25 0,25 G 0 0 S B 0,35 0,4 G 0 0 S B 1,15 1,55 G 0,3 0,55 S 0,05 0,07 60 B 1,35 1,68 G 0,38 0,63 S 0,05 0,09 70 G 0,45 0,7 S 0,05 0,1 120 G 0,75 1,0 S 0,1 0,2 1. megjegyzés: B=(galvanizálatlan) fekete, G=galvanizált, S=rozsdamentes acél. A fekete acélt nem szabad 60 évnél hosszabb használati élettartamú kihorgonyzásokhoz felhasználni. 2. megjegyzés: Közbeesı élettartamokhoz szabad lineárisan interpolálni. 3. megjegyzés: Ezek az értékek a Specification for Highway Works [1] szerinti 6I, 6J, 7C és 7D osztályú töltésanyagba fektetett acélokra érvényesek. 4. megjegyzés: A különösen agresszív helyszíneket külön tanulmányozás alapján kell megítélni Átfedések Azon helyzetekben, ahol viszonylag kis húzóerık alakulnak ki, az átfedés ajánlható. Ilyen kapcsolatokat alakítanak ki néha a másodlagos húzások irányában, ám tilosak az erısített talaj szerkezetek húzási fıirányában. Víz alatti kapcsolatoknál is sorra kerülhetnek, ahol az átfedés mértékét a tervezés szempontjai és a kivitelezés körülményei szabják meg Összevarrás Számos összevarrási típus van a kapcsolatok eseteire, a gyakori megoldásokat az 5. ábra az összeöltési alakzatokat pedig a 6. ábra szemlélteti. Jellemzı teljesítmény-jellemzık láthatók a 8. táblázatban. A varrott kapcsolatok részleteit köztük a szegélyezés, tőzés, a varrószál és a varrógépek fajtáit a részletezi Összefőzött kapcsolatok A 7. ábra mutat ilyen kapcsolatot, amely nagyon hatékony egyes polimer rács-erısítésok összefogására; 8. táblázat. Ügyelni kell arra, hogy: a befőzött pálcának elég nagy legyen a keresztmetszete és a szilárdsága, hogy ne deformálódhasson jelentıs mértékben; a pálcák ne legyenek oly nagyok, hogy szétfeszítsék az alapanyagokat és bennük ne okozzanak igénybevétel-halmozódást; a kapcsolatokat még a megterhelésük elıtt elı kell feszíteni, hogy ezzel mérsékeljék az elemek összekapcsolódásakor létrejövı elmozdulást. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 30

31 Kapcsolat tőzıkapcsokkal Ez a módszer geotextíliák ideiglenes összekapcsolásához használható, tilos viszont szerkezeti kapcsolat kialakítására További összekapcsolási megoldások Végül is szabad másféle kapcsolatokat is alkalmazni, de mindenkor be kell tartani a l-ben leírt általános ajánlásokat. 8. táblázat Polimer anyagok kapcsolatának megoldásai és hozzávetıleges teherbírásuk Anyag A kapcsolat fajtája A teherviselési hatékonyság 2) % Elmozdulás 3) mm Szıtt geotextília Polimer georács Egymásra fektetéssel 1) között < 25 illesztés (lásd az 5. ábrán) Pillangó-illesztés 1) között < 25 J-alakú illesztés 1) között < 25 Kettıs J-alakú illesztés 1) között < 25 Egymásba kapaszkodó illesztés 1) 80 < 25 Z-alakú illesztés 1) között < 10 Kötıanyaggal (ragasztva) Az eljárástól és a területi feltételektıl függ Főzıpálcával > között 4) a 7. ábra szerint Kapcsolat főzıszalaggal A megoldástól függ (mint a cipıfőzés) 1) Ezek varrott illesztések 2) A kapcsolat húzási teherbírása osztva az összekapcsolt geotextília húzási terhelhetıségével 3) A kapcsolatok elmozdulása a BS 6906 : 1 rész vagy az ISO szerint mérve 4) Az eredeti lazaságokat kiküszöbölı részleges megfeszítés utáni elmozdulás Megjegyzés: a táblázat a tipikus kapcsolati jellemzıkre ad eligazítást. Adott esetben a tényleges kapcsolatok jellemzıit, pl. a BS 6906 : 1. része vagy az ISO módszerei szerint kell meghatározni. 3.3 Homlokzatok Szilárd homlokfalak A homlokfelületek lehetnek betonból, acéllemezbıl, acél rácsokból vagy hálóból, fából, egyéb szabadalmazott anyagokból vagy ezek kombinációiból. A belılük kialakított homlokzat feleljen meg a felsoroltak anyagok szabványainak, méreteiket a szokványos tervezés során kell meghatározni vagy a megfelelı szabványokat használva (lásd 9. táblázat), vagy a 4. fejezet szerinti vizsgálati program alapján. 9. táblázat Anyagszabványok különbözı homlokzatokra A homlokzat anyaga Szabvány Beton Acél lemez Acél rácsok és hálók Fa Horganyozás BS 8110; BS 5400: 4. rész BS 1449:1.rész BS 4482; BS 4483; BS 4449 BS 5268; BS 5975 (ideiglenes mővek) BS 729 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 31

32 3.3.2 Hajlékony homlokzatok (16c. ábra) Ezeket a tárgyalja A homlokzati elemek kapcsolataiban alkalmazható anyagok Általános szempontok Az anyagok legyenek tartósak, hajlékonyak, álljanak ellen a légköri szennyezıdésnek, a napfény hatásának és a víznek, amelyet jégmentesítı só is szennyezhet Ágyazó anyag Az ágyazó anyag kiválasztása függ attól, hogy a fal tervezése során milyen szerkezeti viselkedést várnak el a homlokfaltól. Eleddig cementhabarcsot, idıálló tömítı anyagot például gyantakötéső parafát, bitumenes kötéső parafát vagy kettıs kötéső telítetlen szénhidrogén-monomert: etilén propilént [EPDM] használtak Tömítı anyagok A hézagok (az ágyazásban levık kivételével) lezárhatók akár a kapcsolatba juttatott polietilén habbal vagy poliuretán szalaggal, akár a kapcsolat hátoldalára helyezett geotextília-csíkkal. 3.4 Az erısítı és a homlokzati elemek összekötése Általános szempontok Az összekötı elemeket az erısítés és a homlokelemek összekapcsolására használják. Lehetnek csapok, rudak, hatlapfejő csavarok, anyáscsavarok, és a következı anyagok valamelyikébıl készülnek: közönséges acél; acél védıbevonattal; horganyzott acél; rozsdamentes acél; polimer-félék. Az összekötı elem kiválasztott anyaga igazodjék a szerkezet tervezett élettartamához. A 3.2 alfejezet rendelkezései és a 7. táblázat ezekre az összekötı elemekre is érvényesek. Az acél elemek védıbevonatai kétféleképpen készülhetnek: fémes bevonatok, vagyis a BS 729-cel összhangban levı alumínium-galvanizálás és a BS nek megfelelı alumínium-cink bevonat készítése; szerves alapanyagú védıbevonattal, ami lehet a BS 3416-tal és a BS 4147-tel összhangban levı bitumen, a BS 4164-szerinti kıszén-kátrány, továbbá polivinil-klorid (PVC), folyékony vagy por alakú epoxi-vegyület és folyékony poliuretán. A felsorolt szabványok részletezik a védıbevonat felhordását a rögzítı elem fémanyagára, ám nem térnek ki a tartósság részleteire, illetve a betemetett védıbevonat használhatósági élettartamára. A 4. és a 7. táblázatban találhatók élettartamok a horganyzott talajerısítési elemek esetére. A nem ideiglenes szerkezetekbe kerülı kapcsoló elemek minden egyéb védıburkolatnál a 3.5-ben írottakkal összhangban kell eljárni Feszültségek 40 mm-es szabványméretig a 10. táblázat mutatja be a csapszegek és csavarok feszültségi szélsıértékeit. Ugyanezt ékek és rudak esetére a 11. táblázat adja meg. 3.5 A vonatkozó szabályzatokban nem szereplı anyagok és összetevık vizsgálata Az erısített talajokhoz gyakran használnak valamilyen szabvány hatálya alatt álló, vagy jól ismert, de nem szabványosított anyagokat. Az utóbbiak elfogadásáról a tervezınek kell döntenie a mérnöki alapelvek, valamint az alkotó elemek vizsgálatai alapján. A szabadalmazott rendszerek vagy alkatrészek úgy mint erısítések, homlokzati elemek és kapcsolataik lehetnek hagyományos anyagokból is. Ezeket az anyagokat és rendszereket független, hiteles engedélyezı szervezetek által kell jóváhagyatni (lásd a 8. ábrát). ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 32

33 Nyírószilárdság Nyomószilárdság 10. táblázat Csavarok és csapszegek tulajdonságai 40 mm szabványos méretig Anyag Húzószilárdság σ t N/mm 2 σ q N/mm 2 σ bc N/mm 2 Szén-acél, a BS 4190 : 1967 szerinti 4.6 osztályban A BS 3692:1967 szerinti acél ötvözet 8.8 osztályban osztályban Rozsdamentes acél, a BS 6105 : 1981 szerinti A4-70 osztályban Nyírószilárdság Nyomószilárdság 11. táblázat Ékek és rudak tulajdonságai 40 mm szabványos méretig Anyag Húzószilárdság σ t N/mm 2 σ q N/mm 2 σ bc N/mm 2 Szén acél, a BS 4449 : 1988 szerinti 250 osztályban Szén-acél, a BS 4360 : 1990 szerinti 50 B osztályban Rozsdamentes acél, a BS 970 : 1. rész : 1991 szerinti 316S31 anyag, hidegen húzott, min. 450 N/mm 2 0,2%-feszültséggel ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 33

34 Szabványos anyagok Szabadalmazott (kizárólag gyártott, védjegyezett anyagok Kívülálló pl. a BBA által végzett bizonylati eljárás vagy Ön-bizonylatolás a szerkezet kiírója/tervezıje vagy készítıje által Az anyag-szilárdságok és a feltöltött anyagokra vonatkozó szabályzatokra vonatkozó feltételeket a 3. és a 9. fejezet adja meg Anyagszilárdságok, a feltöltött anyagra vonatkozó részletes elıírásnak megfelelı feltételek, valamint a kivitelezés módja vannak a jóváhagyási okiratban (pl. a BBA által adott igazolásban) A 4. fejezet írja le az elvégzendı vizsgálatok irányelveit és a vizsgálati tevékenységet, (pl. a 13. táblázat) A kiíró/tervezı és a gyártó által meghatározott anyagszilárdságok, a feltöltött anyagra vonatkozó részletes elıírásoknak megfelelı feltételek és a kivitelezés módja 8. ábra A vasalás, az összekapcsolás és a burkolat anyagainak kiválasztása vasalt-talaj szerkezetek számára ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 34

35 4. Fejezet. TERVEZÉSI VIZSGÁLATOK 4.l Általános szempontok A jelen szabályzat egyik célja az, hogy széleskörő választási lehetıséget nyújtson a tervezı mérnöknek a töltésanyag és a talajerısítés kiválasztásában. Minthogy a kész talajerısítés tulajdonságai és olykor a töltésanyagéi is az idıfüggık lehetnek, fontos, hogy a tervezı tudja, milyenek ezek a változások, és hogy legyen képes kapcsolatba hozni ezeket a kijelölt tervezési élettartammal. A 12. táblázat mutat példákat használati élettartamokra. Az erısített-talaj létesítménynek három fı alkotója van: a töltésanyag, vagy erısített altalaj esetén az in-situ talaj; az erısítı elemek; a homlokfalak, kivéve az alaperısítéseket és a 45 o -nál laposabb rézsőket. A tervezésnek mindháromra ki kell terjednie. Sok mindenre nincsenek szabványos vizsgálati módszerek a tervezési paraméterek számszerő meghatározására. Ezért a most következı fejezet vizsgálati módszereket, illetve a töltés vagy a talaj és az erısítések ellenállására ad tervezési értékeket. Nem foglalkozik viszont a homlokzati elemek anyagaival, minthogy kielégítı rendelkezések léteznek a vasbeton, a fém és a fa burkoló elemek anyagára és vizsgálataik módszereire. A hajlékony homlokzatokat általában geotextília vagy georács lemezekbıl alakítják ki. Ezekre olyan részletes elıírások és vizsgálati módszerek vannak, mint az erısítı anyagokra. A hajlékony homlokzatok tartósságának javítására lıtt beton, bitumen vagy aszfalt is szóba jöhet. A fém anyagú erısítések pontos elıírását az acél használatával hosszú évek alatt szerzett tapasztalatok alapján dolgozták ki. Viszont egyes, a tervezés számára fontos tulajdonságokat nem lehet laboratóriumi vizsgálatokkal meghatározni, lévén köztük a legjellegzetesebb a korrózió. Az acél anyagú erısítések ben elveszı vastagságai a tapasztalaton, a jelenlegi gyakorlaton, valamint az erısített talajszerkezeteknél végzett korrózió-mérésekben alapulnak. A polimer erısítéseket sajátságos termékeknek kell tekinteni. Léteznek brit szabványok a polimer anyagok pontos megnevezésére és vizsgálataira például a BS 2782; BS 3502; BS 4618 és BS 6906 az iparban pedig rendszereket dolgoztak ki a plasztikus anyagú csövek vizsgálatára és más alkalmazásokra. Egyre több BS, ISO és EN vizsgálati eljárás is létezik a polimer erısítésekre. A helyszínre már kiszállított anyagokat a BS EN szal összhangban kell azonosítani. Ajánlatos, hogy fıként a hosszú élettartamra szánt és közepes vagy nagy kockázattal járó szerkezetek esetében az elıírások adjanak engedélyt, hogy évek múltával hozzá lehessen férni az eltemetett szerkezet mintául szolgáló részeihez, lehetıvé téve a folyamatos tájékozódást a fémek korróziójáról vagy a mőanyagok minıségromlásáról. Elınyös volna, ha a támfalak aljának közelében egy, erre a célra kialakított építıelemen vagy homlokelemen keresztül biztosítani a hozzájutást. 12. táblázat Példák használati élettartamokra Kategória Jellemzı élettartam év Példa Ideiglenes mővek 1-2 Építkezés helyszínén alkalmi szerkezetek. Rövid távú 5-10 között Építkezés helyszíni szerkezetei. Alaperısítés. Ipari célra között Bánya-létesítményekhez Hosszú idıre 60 A BS 6349 szerinti tengeri létesítményekhez és fıutak töltéseihez. Hosszú idıre 70 Támfalak Hosszú idıre 120 Fıutak támfalaihoz és hídfıkhöz a DoT követelményei szerint ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 35

36 4.2 A töltésanyag és az altalaj Általános szempontok A talaj akár töltés, akár termett talaj kölcsönhatásban lehet a talajerısítéssel, s befolyásolják egymás viselkedését. Nagy általánosságban kétféle hatás lehetséges. Egyrészt az erısítés tengelyirányú használat közbeni megnyúlása hatással lehet a talajban mobilizáló nyírószilárdságra. Másrészt a talaj és a talajban levı folyadék vegyi tulajdonságai befolyásolhatják az erısítés tartósságát, és ezzel az idıfüggı teljesítıképességet. A töltésanyag másként is hatással lehet az erısített talaj viselkedésére, amely hatások a töltésanyag tartósságából, a talaj hidraulikai tulajdonságaiból és duzzadási jellemzıibıl származhatnak. Az utóbbi csoport problémái ugyanolyanok, mint a szokásos földmővek, a földet támasztó szerkezetek és az alapozások esetében, itt ezeket nem is tárgyaljuk tovább, noha hangsúlyosan számításba kell venni ıket az erısített talaj tervezés során. MEGJEGYZÉS: A duzzadási jellemzık adatai megtalálhatók a mőszaki folyóiratokban vagy meghatározhatók a helyszínen végzett különleges vizsgálatokkal A talaj mobilizált nyírószilárdsága A nyomó terhelés alá vetett talajban kifejlıdı nyírószilárdság növekszik a tengelyirányú és oldalirányú alakváltozás növekedésével, míg a csúcsérték mobilizálódik. Az elaszto-plasztikus talajok nyírószilárdsága ezen csúcsértéken marad az ennek mobilizálásához szükséges kezdeti elmozdulás túllépése után is. Az alakváltozással gyengülı talajok esetében viszont csökken a mozgósított nyírószilárdság, amint az elmozdulás meghaladja a csúcsérték mobilizálásához szükséges mértéket. Nagy alakváltozások esetén a talaj mobilizált nyírószilárdsága egy állandó minimális értékhez közeledik, amely azután már független az elmozdulás nagyságától. Ez utóbbi jelölése ϕ cv, míg a csúcsértéket ϕ p -ként nevezik meg. Tisztán súrlódó töltésanyag és sík alakváltozási állapot esetén, mely jellemzı a támfalakra, már kis alakváltozások mobilizálják ϕ p -t. Bishop [14] 1,3% tengelyirányú fajlagos alakváltozást közöl tömör homokokra, és Cornforth [15] is ugyanekkora értéket mutat be a 9. ábrán. A ϕ p tehát 1% vagy kisebb fajlagos alakváltozással mozgósítható. Az ennél nagyobb alakváltozások tartományában azután a ϕ cv -hez közelít. A jelen szabályzat a ϕ p -t használja a súrlódó feltöltési anyagú falak, hídfık és meredek rézsők esetére, és ϕ cv -t a lapos rézsőhöz valamint gyenge altalajra alapozott töltések esetében A töltésanyag alakváltozása és szilárdsága A mobilizált nyírószilárdság és a K földnyomási szorzó egyaránt függ a töltés/talaj és az erısítés tulajdonságaitól. A K a aktív állapot eléréséhez szükséges mozgás súrlódó töltésanyagban csekély, jellemzı a 0,001 radián elfordulás. A tapasztalat szerint a nem nyúlékony erısítéssel készített falak töltésanyagának felsı részén kialakuló oldalirányú nyomásokat fıleg a tömörítéssel keltett feszültségek szabják meg, és a K o állapothoz közelítenek. A 6. és 8. fejezetnek adnak útmutatást a megfelelı választáshoz A töltésanyag szilárdsága és az erısítés alakváltozása Az erısítés tengelyirányú húzási merevsége nyúlékony és nem-nyúlékony csoportba sorolható (lásd 2.5 fejezet). A folyási határig nem terhelt acél és egyes polimer anyagok szilárdságának tervezési értéke 1%-nyi vagy kisebb tengelyirányú nyúlással mobilizálódik, míg a polimer erısítések többségénél például a geotextíliáknál és georácsoknál ez nagyobb alakváltozásoknál következik be A töltésanyag szilárdságának meghatározása A hatékony feszültségekhez tartozó ϕ belsı súrlódási szög és c kohézió nyíródobozzal vagy triaxiális vizsgálatokkal határozható meg a jelen szabályzat C Melléklete, a BS 1377 : 7. és 8. része, avagy a BS 6906 : 8.rész : 1991 A. függelékében leírt módon. A nyírást nem szabad megkezdeni, amíg minden minta nem konszolidálódott teljes mértékben az adott normál feszültség hatására, a nyírási sebesség pedig a drénezett állapotnak feleljen meg. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 36

37 4.2.6 Az altalaj szilárdságának meghatározása A szegezéssel erısített talaj nyírószilárdsága meghatározható a szokásos helyszíni kutatásokkal és vizsgálatokkal, amelyeket a BS 5930 és a BS 1377: 7. és 8. része ír le, továbbá a korábban említett dobozos nyírókészülékkel, illı figyelemmel a minta zavartalanságára A talaj hatása az erısítés tartósságára A talaj és a talajvíz vegyi tulajdonságai jelentıs hatással lehetnek a talajerısítés tartósságára és ezáltal a teherbírására is. Különösen a talaj elektrokémiai adottságai jelentenek korróziós veszélyt a fém anyagú erısítésekre. Ennek felismerése nyomán írtak elı a töltésanyagok vegyi és elektromos jellemzıire bizonyos határértékeket, ha benne horganyzott, horganyzás nélküli, illetve rozsdamentes acél a talajerısítés anyaga (lásd 4. táblázat.) Bár az ilyen kevéssé korrozív töltésanyagok használata nem küszöböli ki teljesen a korróziót, mégis annak üteme és jellege kevésbé lesz súlyos, és a 7. táblázatban adott határoknál kisebb mértékő lesz. Jelenleg nincsenek kifejezetten megjelölt határok a töltésanyag vagy talaj agresszivitására a polimer anyagok esetében. Bármely határérték, amelyet ezután határoznak meg, a polimer erısítés sajátosságaitól, különösen pedig az adott polimer anyagtól és erısítés egyéb részeinek anyagától fog függeni. A polimer anyagú erısítésektıl elvárható teljesítmény különösen hosszú idıtávon károsodhat a talaj szerves vagy szervetlen vegyületeitıl, valamint szélsıséges ph-értékeitıl Helyszíni rongálódás Mind a fém, mind a polimer erısítés tartósságát befolyásolhatja a töltésanyag szemcséinek mérete, alakja és keménysége. Ez a töltésanyag azon képességébıl következik, hogy rongálhatja az erısítı elemeket a beépítése és tömörítése közben. Az adott töltésanyagtól és annak elhelyezési módjától függı károsodás súlyossága és jellege az erısítı elemtıl függıen változó. A galvanizált acélok felületén ejtett karcolások hatása általában jelentéktelen, feltéve, hogy a rongálódás nem hatol az acél anyagig. A polimer anyagú erısítések szerkezetét érintı rongálódásokat alaposan meg kell vizsgálni, minden egyes kizárólagosan készülı anyag esetében. Ezzel együtt ezek súlyosabbak lehetnek, mint a fém erısítések károsodásai. A polimer erısítések kivitelezés miatti rongálódásának pl. átmetszések, beszakadások, hasadások, átlyukadások jellemzıi felmérhetık a helyszínen végzett kísérletekkel, viszont eleddig nem fejlesztettek ki olyan vizsgálati módszereket, amelyekkel laboratóriumban lehetne következetesen reprodukálni a károsodás jellegét és mértékét. Léteznek kritériumok annak felbecsülésére, hogy a polimer erısítések mennyire képesek a tervezett mőködésük károsodása nélkül viselni a kivitelezés közbeni eseményeket, [16]. Ezek azoknak a szilárdsági és alakváltozási értékeknek a csökkentését irányozzák elı, amelyeket az erısítés húzási ellenállásának megtervezésekor vesznek fel. A bemetszések, szakadások, hasítások és átlyukadások valamennyi teljesítmény-csökkenésre vezetnek, ennek mértéke becsülhetı akár a helyszínen végzett kísérletek alapján akár olyan laboratóriumi vizsgálatok tapasztalatai alapján, amelyek utánozzák az ilyen rongálódás következményeit (lásd a D. mellékletet). 4.3 Az erısítı anyagok Általános elvek A talajerısítést úgy kell megtervezni, hogy megfelelı biztonság legyen a teherbírási határállapot elérése ellen. Ezen felül ellenırizendı a használhatóság határa is. Ezeket az erısítés meg nem haladható nyúlási szintjének határával szabják meg. Az összeomlás elleni tervezés megköveteli mind a belsı, mind a külsı állékonyság teljesítését. A talajerısítésnek a külsı (az elcsúszás vagy felbillenés elleni) biztonságra gyakorolt hatása fıként az erısített tömeg fı méreteitıl pl. egy fal szélességétıl függ. E tervezési szempontokat tárgyalják a 6., 7. és 8. fejezetek. Ugyanott kerülnek sorra a belsı állékonyság különbözı aspektusai. A belsı stabilitás elvestését okozhatja a húzott erısítés elszakadása vagy a bekötési erı elvesztése is. Ezért olyan értelmes és megismételhetı vizsgálati módszerek kellenek, melyekkel felmérhetı az eredeti méretek között érvényesülı szakadási és bekötési ellenállás. Ugyanezen vagy hasonló vizsgálatok alkalmazandók ha a használhatósági követelménynek megfelelı tervezéshez szükséges a teher/alakváltozás jellemzık meghatározására. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 37

38 4.3.2 A használhatósági határok A használhatóság határait az erısítés meg nem haladható tengelyirányú nyúlásának határértékével szabják meg. Az ilyen határértékek a szerkezet fajtájától függıen változhatnak, és ugyancsak ettıl függıen érvényesülnek a mőködés különbözı fokozataiban A bekötési ellenállás A töltésben levı erısítés kihúzódási vagy megcsúszása elleni ellenállását az E mellékletben, vagy a BS 6906 : 8. rész : 1991-ben leírt közvetlen nyírási ellenállás vizsgálatára alapítva becsülik meg. Támfalak és rézsők esetében a bekötés ellenállását a tervezéskor csúcsérték parciális tényezıvel csökkentett értékével számítják. Az alaperısítések esetében a bekötés ellenállását a töltésanyagban való nagy elmozduláshoz tartozó érték parciális tényezıvel való osztásával számítják. A bekötési ellenállás becsléséhez a nyíródobozt használja a jelenlegi gyakorlat, összhangban a BS 6906 : 8. részével. Míg a nyíródobozzal végzett vizsgálat megfelelı lehet a minıségellenırzésre, a használhatóság szempontjából a laboratóriumban és a helyszínen végzett kihúzódási vizsgálatok lehetnek megfelelık a teher/elmozdulás jellemzık felmérésére. Bizonyos erısítı elemek például a talajszegezéshez használt rudak vagy a kihorgonyzott töltések esetében a nyíródobozos vizsgálat nem alkalmazható. A jelenlegi gyakorlat az érdes, egyenes erısítı elemek például bordázott szalagok súrlódáson alapuló bekötési ellenállást a kihúzódási vizsgálatok eredményeire alapozza. Hacsak nincs másként igazolva, ajánlatos, hogy helyszíni kihúzási vizsgálatokkal támasszák alá az ilyen anyagok tervezett bekötési ellenállását Tartósság, a teljesítıképesség idıbeli alakulása Általános szempontok A tartósság az a képesség, hogy a megkövetelt tulajdonságok fennmaradnak a megjelölt élettartamig. Tudván, hogy nem létezik megváltoztathatatlan anyag, a tervezı mérnöknek tudnia kell számszerősíteni, hogy miként változnak idıben a lényeges tulajdonságok, és hogy mely tényezık befolyásolják a változás lefolyását vagy ütemét. A 13. táblázatban található az erısített talajok esetében figyelembe veendı tényezık felsorolása. Noha ezek mindegyikére számítani kell, két vagy több ilyen, az erısítést érintı körülmény egyidejő társítása nagyon kritikus helyzetet eredményezhet. Az erısítés esetében a megfelelı eljárás a kombinált körülmények között végzett vizsgálat lehet. A 14. táblázat sorolja fel azokat az elsıdleges tényezıket, amelyek valószínőleg befolyásolják az erısítı anyagok tartósságát, közöttük vannak általános és vannak különleges tényezık. Az általánosak a környezeti adottságok és a használat közbeni körülmények, amelyek minden talajerısítésre hatást gyakorolnak. A fém és a polimer anyagú erısítı elemek esetében közéjük tartoznak: a tervezett élettartam, a terhek, valamint a víz által okozott és a készítés közben keletkezett rongálódások. A polimer anyagok esetében még két általános tényezı van: a beépítés elıtti UV-sugárzás és a mőködés közbeni hımérsékleti hatások. Az általános tényezıkön kívül még továbbiak is vannak, amelyek az adott erısítésre jellemzı teljesítıképességet befolyásolják. Fém anyagok esetében a talaj agresszivitása befolyásolhatja a teljesítıképességet és ennek idıbeli változását. Ennek tudatában bizonyos határértékeket adtak meg a töltésanyagok elektrokémiai paramétereire (lásd 4. táblázat). A korrozív talajhoz továbbiak társulhatnak: korrozív folyadékok kerülhetnek be az erısített talajtömegbe, például sók vizes oldatai (a jégmentesítésre használt konyhasó) vagy az úton szállított korrozív folyadékok ömlenek ki. A terhelések és a kivitelezés által okozott rongálások valószínőleg nem idıfüggık. A korrózió amely a talaj elektrokémiai adottságaival áll kapcsolatban idıfüggı tényezı, és a rendelkezésre álló keresztmetszeti területet csökkentı hatásként veszik figyelembe. Az erısített talajok körülményei között az egyedi tényezık járulékosak és egymással nem összefüggık. Például a korrózió üteme nem változik a teher intenzitásával. A polimer anyagú erısítések viselkedését számos összefüggı hatás befolyásolja. Közülük egyesek közvetlenül érintik a polimer anyag és a kapcsolódó részek tartósságát, míg mások a polimer anyagok viszko-elasztikus természetével állnak kapcsolatban. A kúszás okozta szakadásra való tekintettel mindezen tényezık hatnak egymásra. Ebbıl következik, hogy az egyedi környezetben kifejlıdı ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 38

39 egyes hatások összege kisebb lehet, mint egy összetett környezetben érvényesülı összhatás. Bármely ilyen egymást fokozó hatást figyelembe kell venni a tervekben. Ami a fém anyagú erısítéseket illeti, általános és különleges tényezık is befolyásolják a teljesítıképességüket. A 14. táblázatban felsorolt tényezık az adott gyártmánytól függıen változóak. E változások többsége összefügg a polimer és a gyártásához felhasznált adalékok vegyi sajátosságaival. Például az egyik polimer tönkretehetı egy erısen lúgos környezetben, míg a másik nem. Ráadásul a polimerben levı adalékanyagok, a gyártási folyamat és az erısítés fizikai alakja is befolyásolja teljesítményét. Így azután az elvégzendı vizsgálódás termék-specifikus. Jelenleg nincsenek kialakított határok a környezetre, amelyben elvárják, hogy mőködjenek a polimer anyagú erısítések. 13. táblázat Erısítı elemek vizsgálatának listája 1. Fizikai és mechanikai tulajdonságok: a) az anyag részletes leírása és a rá vonatkozó mőszaki irodalom; b) rövid és hosszú idıre vonatkozó adatok: a szakítószilárdság tényleges és tervezési értékei; feszültség/alakváltozási görbék; rugalmassági modulus; kúszás, hajlíthatóság, öregedés (dinamikus vagy statikus) fáradás, bármi okozza is, pl. szerkezet, hıhatás vagy árapály miatti terhelés; a töltésanyagra vonatkozó súrlódási tényezı; 2.Tartósság: Vizsgálandók a következı hatásoknak a fizikai és mechanikai tulajdonságokra gyakorolt hatása: szélsıséges ph-értékek; kloridok; szulfátok, ózon; szénhidrogének és a közutakon rendszeresen szállított egyéb vegyületek; víz; ibolyán túli és infravörös sugarak (ide értve a beépítés elıtti rövid idejő ráhatást is); baktériumok és más állati, ill. növényi élılények; hımérséklet; tőz; szándékos rongálás 3. Beépítés és használat közbeni események: kezelés, tárolás 1) rongálás 1) kifeszítés és mozgatás 1) hatások a homlokzatra 1) 4. A terhek, kémiai környezeti hatások és a kivitelezés közbeni sérülések halmazódásának hatása, vagyis az 1, 2 és 3 alattiak kombinációja. 5. Építési részletek összekötı elemek: kihatásuk az 1b) és a 2. szempontokra 6. Minıségellenırzések a gyártási folyamatokkal együtt 7. Agresszív környezet hatása építés elıtt: rövid idejő UV besugárzásnak a polimer erısítésre gyakorolt, hosszú idı alatt érvényesülı hatása, vagy ózon és tajtékozó tengeri permetfelhı hatása a fém elemekre 8. A bármilyen statikus ok miatti fáradás, pl. szerkezeti vagy hıhatás miatti terhelés. 9. A bármilyen dinamikus hatásra visszavezethetı fáradás. 10. Robbantás, tőz vagy szándékos rongálás hatása a szerkezet viselkedésére. 1)Ezeket a tételeket helyszíni kísérlettel/kísérletekkel kell ellenırizni A tartósságra vonatkozó vizsgálatok A polimer anyagú erısítések tartósságát a PD 6533 tekinti át. Az acél anyagú erısítések kutatásai és tapasztalatai lehetıvé tették a töltésanyagokra vonatkozó elektrokémiai elıírások megfogalmazását (lásd 4. táblázat), ami a 7. táblázatban megadott határértékeknél vastagság-veszteségeket jelent. Az agresszívebb környezeteket az adott helyszínen tanácsos részletesebben tanulmányozni. Nehéz mindazon lehetséges környezeti kockázatra figyelemmel lenni, amelyek érinthetik a polimer erısítések teljesítıképességét, de nem kell azt feltételezni, hogy a töltésanyagok vagy a talajok szokásos vegyi és bakteriális alkotói felvetnek bármilyen problémát. A tervezınek kell mérlegelnie az adott helyszín sajátos szempontjait, például, hogy ott kıolaj vagy más vegyi anyag kifolyhat-e. A már elkészített mőtárgy késıbbi használata során is megjelenhetnek problémák, például ha az új helyzetben magassá válik a talaj hımérséklete vagy bármely más szennyezıdés keletkezhet, hiszen ezek kedvezıtlenül érintenék a polimer erısítés tulajdonságait. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 39

40 Az agresszív folyadékok támadását, mind a fém, mind a polimer anyagú erısítések esetében, gyakran megelızı intézkedésekkel hárítják el, például nem-áteresztı szigetelıfalakat vagy hatékonyan mőködı drénezı rendszereket iktatnak be. 14. táblázat Eltakart erısítı anyagok tartósságát és teljesítıképességét befolyásoló tényezık Anyag Általános tényezık Különleges tényezık Fém Terhelés Víz Rongálódás A talaj bakteriális/elektrokémiai összetétele; Korrozív folyadékok Polimer Terhelés Rongálás UV-sugárzás Hıhatások A talaj vegyi/bakteriális összetétele; Agresszív folyadékok Tervezési paraméterek Itt most nem foglalkozunk a bekötés kihúzódásával. Tudni kell, hogy miként definiálható az erısítés ellenállásának karakterisztikus értéke a tervezett élettartam idejére. A fém anyagú erısítések kúszása jelentéktelen, az ilyen erısítés ellenállásának karakterisztikus értéke a tervezett élettartam végén úgy vehetı számításba, mint a szakítószilárdság és az adott elem tisztán fennmaradó keresztmetszeti területének szorzata. A tiszta keresztmetszeti terület az (eredeti) bruttó terület és a korrózió folytán elveszett terület különbsége (lásd ). Ha feltételezik, hogy az erısítés teljes nyúlása a tervezett élettartam alatt várhatólag nem több 1%-nál, úgy más adatra nincs szükség. Nyilvánvaló, hogy a fém anyagok esetében a korrózió sebessége a kulcstényezı. Polimer erısítések esetében nem engedhetı meg, hogy a kúszás miatti szakadás szabja meg az erısítés ellenállásának karakterisztikus értékét. A döntı a kivitelezés után kialakuló nyúlás, avagy meghatározó lehet a befejezıdött, állandó alakváltozáshoz tartozó feszültség (illetve erı). Ezért a polimer anyagú erısítés ellenállásának karakterisztikus értéke legyen kisebb, mint: a) a kúszás miatti szakadás alapján számított karakterisztikus értéke; b) a kúszási alakváltozás alapján számított karakterisztikus érték. Az alaperısítések esetében és azon anyagoknál, amelyek szilárdságnövekedése lassú (vagyis lassan konszolidálódnak), szükséges tekintetbe venni a feszültségek ernyedését Polimer erısítések vizsgálatai Általános szempontok A polimer erısítések vizsgálata három csoportra osztható: a) Index-vizsgálatok. Ezeket szabványosított körülmények között végzik azért, hogy összehasonlíthatók legyenek a termékek tulajdonságai. (pl. nagyszélességő minta húzószilárdsága; terhelés alatti kúszás; súrlódási tulajdonságok ). b) Minıségellenırzı vizsgálatok. Gyors vizsgálat a minıség egyenletességének biztosítására. c) Teljesítıképességi vizsgálatok. Talajjal/töltésanyaggal érintkezı polimer anyag szabványosított körülmények között végzett laboratóriumi vizsgálata, hogy pontosabban utánozhatók legyenek a helyszíni feltételek, mint az index-vizsgálatok esetében. Végezhetık ilyen vizsgálatok a helyszínen is, 1:1 méretarányában. A jelenleg végezhetı vizsgálatok tartománya be van határolva, különbözı nemzeti szabványok (BS, ASTM, DIN, NF, stb.) különbözı módszereit gyakran idézik a gyártók közleményei, és alkalomszerően használják ıket a kiírásokban. Számos vizsgálati eljárást tettek közzé a BS 6906 szabványsorozatban, ezeket kiegészíthetik vagy helyettesíthetik az ISO vagy EN szerinti vizsgálatok. A jövıben az ISO és EN közlemények is fognak a mintavétellel és az azonosítás kérdéseivel foglalkozni. Az ilyen vizsgálatok többsége az index vagy a minıségellenırzı vizsgálatokra fog vonatkozni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 40

41 Húzási ellenállás és kúszási tulajdonságok Az erısítés kijelölt élettartamra érvényes ellenállásának karakterisztikus értékéhez lényeges ismerni annak feszültségi/alakváltozási jellemzıit. A BS 6906 : 1 rész, vagy ISO szerinti húzóvizsgálatot kell a rövididejő feszültségi tulajdonságok meghatározására elvégezni. A kúszás vizsgálata kövesse a BS 6906 : 5. részében megadott eljárást. Az ajánlott legkisebb órás (kb. 14 hónap) vizsgálati idıtartam betartandó minden olyan polimer esetében, melynek szolgálati ideje meghaladja a 10 évet. Ideiglenes vagy rövid idıre szánt mővek esetében (lásd a 12. táblázatot) a kúszási miatti szakadás vizsgálata legalább 1000 óráig (6 hétig) tartson. Bár a BS 6906 : 5. rész eredetileg csak arra való, hogy a kúszási-alakváltozási viselkedésrıl adatokat szolgáltasson, szabad az ebben rögzített vizsgálatot nagyobb terhekkel végezni, hogy értékelhetı legyen a kúszás miatti szakadás is. A kapcsolatokat a BS 6906 : 1. részének vagy az ISO nek alapelvei szerint kell vizsgálni. A vizsgálatokat 20 vagy 23 C szabványos hımérsékleten végzik, de a különbözı polimer erısítı anyagok különbözı mértékben érzékenyek a hımérsékletre, ezért a vizsgálat fedje le a szerkezet valószínősíthetı üzemi hımérséklet-tartományát. Irányszámként: az Egyesült Királyságban a talajhımérséklet átlaga 10 C körül van, a mélységtıl függı tartomány 0 és 20 C közötti, a talaj felszínéhez közel 10 C és +35 C várható. Az egy napon belüli, vagy az évszakos ingadozást is figyelembe kell venni. Az ellenállás tervezési értéke a várható legnagyobb hımérsékletre vonatkozzon Egyéb tulajdonságok Vizsgálatokkal kell meghatározni a tervezéshez szükséges következı tulajdonságokat. a) Rongálódás a helyszínen. A polimer anyagú erısítések kivitelezés közbeni sérülékenységét és az ennek megfelelı f m21 parciális tényezıt gondosan kell meghatározni a helyszínen vagy a beépítés által az adott tulajdonságokra gyakorolt hatások 1:1 arányú modellezésével, lásd b) Áramlás az erısítı anyag síkjában Ez akkor fontos, ha a tervezı arra számít, hogy az erısítés drénként is mőködik, amelyen keresztül a pórusnyomás-többlet eltávozik. Ez elınyös lehet a gyenge minıségő töltésanyagokban Mintavétel az erısítésbıl Ahol a kockázat, vagy a létesítmény tervezett élettartama indokolja, jó szolgálatot tesz, ha eleve gondoskodnak arról, hogy az erısítésbıl sok éven át lehessen mintát venni, hogy a mintákat össze lehessen hasonlítani a sötétben tárolt referenciamintákkal. Ez nagyon értékes lehet egyrészt azáltal, hogy idejében int az adott szerkezetben lappangó problémák felismerésére, másrészt, hogy hasznos információt ad a hasonló szerkezetek, ill. erısítési típusok hosszú távú teljesítıképességérıl. A megfelelı idıtartamú UV-sugárzással szembeni tartósság kérdése különösen fontos, és ezért a polimer erısítések feleljenek meg a ajánlásainak. 4.4 Homlokzati elemek A homlokzati elemek akár a megfelelı brit szabványok, akár vizsgálatok alapján tervezhetık. 4.5 Kísérleti szerkezetek a kivitelezhetıség értékelésére Kísérleti szerkezet akkor szükséges, ha a tervezett erısítés, az erısítı elemek kapcsolata vagy az erısítés és a homlokfal elemek kapcsolata lényegileg különböznek a korábban használtaktól, vagy még nem is alkalmazták ıket. Kísérletet kell végezni akkor is, ha a tervbe vett töltésanyag kívül esik a tervezett erısítési típusra vonatkozóan addig szerzett tapasztalatokon, lásd az F mellékletet. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 41

42 5. Fejezet. A TERVEZÉS ALAPELVEI 5.1 A tervezés alapjai A jelen szabályzat alapgondolata az, hogy a 2.3 alfejezetben leírt határállapotok elıfordulása ellen kell tervezni. Ezen megközelítés elfogadásának az a célja, hogy összhangban lehessen az egyéb kivitelezési szabályzatokkal (CIRIA [17]). Jellegénél fogva az erısített talaj a szerkezeti és a geotechnikai mérnöki tevékenység kombinációját igényli. A szerkezetek tervezéséhez kifejlesztett határállapotok számos parciális tényezı megállapításához vezettek. Vannak olyanok, amelyeket a terhekre kell alkalmazni a teherkombinációkban, és vannak olyanok, amelyeket az anyagokhoz és a szerkezetekhez kell rendelni. A geotechnikai tervezési gyakorlatban még nem honosodott meg a különbözı geotechnikai paraméterekre vonatkozó parciális tényezık használata, helyettük még az általános biztonsági tényezıket alkalmazzák. Az erısített talajok tervezési céljai esetében akkor gondolják, hogy beállt egy határállapot, ha a következık egyike elıfordul: a) összeomlás vagy nagy károsodás; b) az elfogadható határokat meghaladó alakváltozások; c) egyéb aggasztó jelenségek vagy kisebb sérülés, amely elcsúfítja a szerkezetet és elı nem irányzott fenntartást kíván vagy megrövidíti a szerkezet elvárt élettartamát. Az a) meghatározás szerinti eset teherbírási, a b) és c) pedig a használhatósági határállapot. A talajerısítés bevett gyakorlata, hogy a teherbírási határállapot alapján terveznek, és ezután ellenırzik a használhatósági határ állapotot. A talajerısítés tervezése megengedi, hogy ezen állapotok némelyikét (pl. a süllyedést) a szokásos talajmechanikai megközelítésben becsüljük fel. Ilyenkor a talajra ható tervezési erıket úgy kell felvenni, mint az egyéb hagyományos szerkezetek esetében. Másfajta deformációk fejlıdhetnek ki az erısítések túlzott megnyúlása miatt, s a jelenlegi tervezési gyakorlat arra irányul, hogy az erısítést terhelı erıkben legyen ez ellen kielégítı mértékő biztonság. 5.2 Használati élettartam A tervezés vegye figyelembe az erısített talajszerkezetek használati idıtartamát. Ez a legtöbb esetben azonos az erısítéssel szolgált szerkezet élettartamával. Bizonyos körülmények között többnyire a töltések alapozásánál lehet, hogy a létesítmény egészének igen hosszú a használati élettartama, miközben az erısített részre rövidebb ideig van szükség, mert az altalaj szilárdsága megnı. A 12. táblázatban vannak példák a különbözı felhasználású erısített szerkezetek élettartamának besorolására. Minden használati csoport esetében figyelembe kell venni: a) a helyszíni vizsgálatok követelményeit; b) a környezeti és terhelési szempontokat; c) az anyagok kezelésére, tárolására és elhelyezésére vonatkozó elıírásokat; d) a minıségellenırzést; e) az adott szerkezetcsoportnak megfelelı biztonság-tartalékot; f) a használati élettartamon belül, vagy annak végén elvégzendı bontást. 5.3 A biztonság tényezıi Általános szempontok A biztonsági tényezı alkalmazásának ajánlott módja az, hogy teherhez és az anyaghoz parciális tényezıket használnak a CIRIA [1] ajánlása szerint. A késıbbiekben részletesen kifejtett parciális tényezıs eljárás alkalmas az erısített talaj esetében, ahol sokféle anyag használható különbözı kiválasztott használati élettartamú szerkezetekhez, és ahol a tönkremenetel következményei függenek a geometriai körülményektıl és a létesítmény egészének használatától. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 42

43 Ismert, hogy a biztonsági tényezı nagysága befolyásolja a szerkezet viselkedését. Az erısített talaj esetében a nagyobb biztonsági tényezı erısebb, merevebb szerkezetet eredményez, melynek deformációi kisebbek lesznek, és várhatóan megnövekszenek az erısítésben ébredı feszültségek, [18]. Lényegét tekintve egy szerkezet általános biztonsági tényezıje a törésének következményeit méri fel. Ennek egyik megközelítése az, hogy figyelembe vesszük a jövıben valamikor bekövetkezı gazdasági következményeket. Ez a tervezésben a megbízhatóság elemzését vonja maga után, [19]. Mivel pedig a további munka ennek kimenetelétıl függ, ajánlatos, hogy a rutin-tervezés a következıkben leírt parciális tényezık alkalmazásával vegye számításba a tönkremenetel következményeit A tönkremenetel következményeit figyelembe vevı parciális tényezı Egy f n parciális tényezıt kell alkalmazni a tönkremenetel következményeinek súlyossága ján, lásd 3. táblázat. Az f n tényezı minden erısítés esetében ugyanaz, és értéke az adott szerkezettel összefüggı kockázat nagyságától függ, lásd 3. táblázat. A 3. táblázatban 1, 2 és 3. geotechnikai kategóriaként megjelölt létesítményekre a 10., 11., 12., 13. és 14. ábrák mutatnak példákat. A CIRIA [17] ajánlásait elfogadva f n társulhat vagy az anyagra vonatkozó f m (5.3.3 és 5.3.4), vagy a teherre vonatkozó f f parciális tényezıhöz (5.3.6). Viszont egy megnövelt (felszorzott) külsı teher, egy földmegtámasztó szerkezet vagy egy rézsőállékonysági feladat esetében nem mindig jelent kedvezıtlen állapotot. Például azért, mert a megnövelt feszültség egy súrlódó talajban egyszersmind a nyírási ellenállást is növeli. Továbbá: a nagyobb szorzókat rendszerint a mozgó teher esetében alkalmazzák, mintsem az önsúlyokhoz és az erısített talajszerkezetekben általában az önsúlyterhekhez viszonyítva gyakorta csekélyek a hozzájuk társított mozgó terhek. Ezért az erısítés ellenállásának tervezési értékére vonatkozó f n alkalmazását úgy tekintik, hogy az következtesebben fejezi ki a tönkremenetel következményeihez igazodó biztonsági tartalékot, mint hogy ha ezt csak a terheknél vennék számításba Erısítés anyagára vonatkozó parciális tényezık Általános szempontok Az erısítés anyagára az f m1 és f m2 alapvetı parciális tényezık vonatkoznakk. Az f m1 magára az anyag tulajdonságaira vonatkozik, míg az f m2 a kivitelezés és a környezet hatásaival függ össze. Ezek mindegyike maga is al-tényezıkbıl áll össze, amint a 15. táblázat feltünteti. Ámbár itt csak két-két rész-szorzó látható mindkét fı tényezı esetében, már ezek megjelölt rendeltetése is jelzi, hogy a gyakorlatban ezek további al-tényezıkbıl állnak össze, lásd A. melléklet. 15. táblázat Erısítések anyagára vonatkozó parciális tényezık fıtényezı al-tényezık a tényezı rendeltetése f m11 Gyártás: Ez arra való, hogy egészében fedezze az anyag lehetıségeiben a vizsgálati f m1 példányok eredményeibıl származtatott értékekhez képest lehetséges fogyat- kozást, valamint a lehetséges pontatlanságokat, amelyek a számítási modell hibáiból adódhatnak a szerkezeti elem ellenálló képességének megítélésében. f m12 A vizsgálati eredmények extrapolálása: ez a hosszú idıtartamú kapacitás becslésének megbízhatóságát veszi számításba. Függ a szerkezet tervezett élettartamától. f m2 f m21 f m22 Sérülékenység: a kivitelezés közbeni sérülést veszi számításba. A 4. fejezetben említett helyszíni rongálási vizsgálatokból vezethetı le. Környezet: ezzel veszik számításba a környezet adottságaiból származó gyengülések különbözı ütemét. Az A mellékelt részletezi azokat az elveket, amelyek valamennyi erısítés esetében alkalmasak f m meghatározására. Külön f m számérték vonatkozik az acél-anyagú erısítésekre. Az egyéb fémekre és a polimer anyagokra nem adhatók elıírásos f m értékek, mert ezek természetüknél fogva speciális eljárásban készülı, szabadalmazott anyagok. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 43

44 Magát az f m össz-tényezıt az f m =f m1 x f m12 szorzat adja, ahol f m1 =f m11 x f m12 és f m2 =f m21 x f m Fém anyagú erısítésekre vonatkozó parciális tényezık A fém anyagú erısítésekre vonatkozó parciális tényezık becslését az A mellékelt részletezi. A fém anyagú erısítések ellenállásának tervezési értéke legyen: Tu T D = f m ahol T D az erısítés ellenállásának tervezési értéke T u az erısítés ellenállásának karakterisztikus értéke az adott erısítésre vonatkozó parciális tényezı. f m A polimer anyagú erısítésekre vonatkozó parciális tényezık A most következı elveket kell alkalmazni, ha olyan anyagok ellenállásának tervezési értékét kell megállapítani, amelyek kúszása hosszú idejő. A polimer anyagok konkrétan ebbe a csoportba tartoznak. Az erısítéshez használt anyagok ellenállásának tervezési értéke a következıkbıl vezethetı le. a) A szerkezet élettartama alatt az erısítésnek nem szabad elszakadnia. b) A szerkezet tervezett élettartamának végéig az erısítés megnyúlásai nem léphetnek túl egy elıírt értéket. Ezekbıl következik, hogy az erısítés ellenállásának karakterisztikus értékét a következık közül a kisebbikkel kell egyenlınek venni: a) T CR, a kúszási ellenállás (a kúszás miatti szakítóerı) csúcsértéke a megfelelı hımérsékleten, b) T CS a megfelelı hımérsékleten bekövetkezı kúszási alakváltozás alapján megállapított átlagos húzóerı. A polimer anyagú erısítések húzási ellenállásának tervezési értéke tehát: TCR T CS T D =, vagy, f m f m ahol T D az erısítés ellenállásának tervezési értéke f m az erısítés anyagának parciális szorzója Az f m meghatározását az A mellékelt ismerteti A talajok parciális tényezıi Ezeket a bizonytalanságok miatt írják elı. A talajparaméterek akár közvetlenül is becsülhetık, vagy levezethetık a karakterisztikus értékekbıl (lásd 2.5.), a következı összefüggés szerint: X k X d =, f ms ahol X d a talajparaméter tervezési értéke; X k a talajparaméter karakterisztikus értéke, amely hihetıleg a legkedvezıtlenebb; f ms a talajparaméterhez rendelt parciális tényezı. A különbözı talajparaméterekhez tartozó f ms parciális tényezıket a 6., 7. és 8. fejezetek sorolják fel. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 44

45 5.3.5 A talaj és az erısítés közötti kölcsönhatás parciális tényezıi A talaj és az erısítés között kétféle kölcsönhatási mechanizmus létezik. a) Az, amelynél a lehetséges törésfelület átmetszi az erısítı rétegét. Ebben az esetben a talaj és az erısítés közötti kölcsönhatás kihúzódási ellenállásként mőködik. b) Az, amelynél a lehetséges törésfelület egybeesik az erısítı réteggel. Ebben az esetben a talaj és az erısítés közötti kölcsönhatás elcsúszással szembeni ellenállásként mőködik. Mindkét esetben meg kell határozni az erısítésnek az egyensúlyhoz szükséges hosszát. A kihúzódási ellenálláshoz és a csúszási ellenálláshoz tartozó f p, illetve f s parciális tényezıket a 6., 7. és 8. fejezetek ismertetik. f p és f s mértéke attól is függ, hogy a talaj tervezéshez használt szilárdságát csúcsértékként vagy a nagy elmozdulásokhoz tartozó végértékkel vették-e fel A terheléshez tartozó parciális tényezık Ebben a szabályzatban háromféle, a teherhez tartozó parciális tényezı fordul elı: a) a talaj önsúlyához rendelt parciális tényezı, f fs ; b) a külsı súlyterhekhez rendelt parciális tényezı, f f ; c) a külsı mozgó terhekhez rendelt parciális tényezı, f q ; Ezek felhasználása a következı: F = f F ahol F D F k f f D f k a teher tervezési értéke; a teher (felszorzatlan) karakterisztikus értéke, amely hihetıleg a legkedvezıtlenebb; a parciális tényezı. A külsı súlyterhekhez és a mozgó terhekhez rendelt tényezık általában minden talajerısítési esetben ugyanakkorák. A talaj önsúlyához elıírt tényezık viszont a talajerısítés körülményeitıl is függenek. Az ehhez rendelhetı parciális tényezıket a 6., 7. és 8. fejezetek ismertetik. A teherhez rendelendı parciális tényezık 1-nél nagyobbak, ha a teherbírási határállapot értékelése a feladat, és egységnyiek a használhatósági határállapotra vonatkozó esetekben. Szokatlan terhelések is elıfordulhatnak. Ha kis valószínőségő terhekrıl van szó, megengedhetı rájuk az egyébként is alkalmazott parciális tényezı. Ha a terhek pontosan ismertek és kevéssé változnak például jármőcsoportok terhei akkor ezekhez kisebb parciális tényezık társíthatók. 5.4 Összekötı elemek és kapcsolatok Az összekötı elemek és a kapcsolatok gyakorta szükségesek az erısített talajszerkezetekben, különösen, ahol az erısítést valamilyen homlokfalhoz kapcsolják. A kapcsolatok szilárdságához a parciális tényezıket ugyanúgy kell alkalmazni, mint az erısítés elemei esetében. 5.5 Használhatóság A használhatóság nagymértékben függ a szerkezet rendeltetésétıl. A szokásos esetekben az erısített talajok használhatósági határát az elfogadható alakváltozások mértékével jelölik ki. Az erısített talajszerkezetek alakváltozásait a kivitelezés körülményei épp annyira befolyásolják, mint a terveik. A szerkezet kivitelezés utáni deformációit okozó tényezık: a) Külsı körülmények: az alap süllyedése; a tervekben figyelmen kívül hagyott terhek. b) Belsı tényezık: a polimer erısítés kúszási alakváltozása; finomszemcsés talajok kúszása; nedves töltésréteg léte; a töltésanyag összenyomódása; az erısítés gyengülése a fémek korróziója vagy a polimerek öregedése folytán. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 45

46 Az alapok süllyedése hagyományos talajmechanikai megközelítésben tárgyalható, lásd a 6., 7. és 8. fejezetekben. A polimer anyagok tervezésénél számításba kell venni a kúszási tulajdonságaikat, lásd 4. fejezet. A nem várt korrózió és állapotromlás nagy deformációkra vezethet, ezért szükség lehet hosszú távú megfigyelésre, különösen érzékeny szerkezetek esetében, vagy ha a szerkezet törése súlyos következményekkel járna A tervezéshez szükséges információk A helyszínre vonatkozó vizsgálatok Általános szempontok A talajerısítés tekinthetı: a) az adott projektre vonatkozó tervek szerves részének; b) a vasbeton vagy másfajta szerkezeti megoldás egyik alternatívájának, akár gazdaságossági alapon, akár az adott altalaj adottságaiból eredıen; c) ideiglenes rendeletetéső mőnek; d) valamely meglevı alakzat javításának vagy továbbfejlesztésének. Az altalaj adottságaira vonatkozó ismeretek a talajerısítési megoldás javasolásának idıpontjában a felhasználástól és attól függenek, hogy hol tart a tervezés. A talajvizsgálatok módszereit a BS 5930 ismerteti. Ajánlott lépései hagyományosan a következık: 1) meglevı iratanyagok átnézése és a helyszín tanulmányozása; 2) a helyszíni és laboratóriumi vizsgálatok fı része; 3) építés közbeni vizsgálatok. Ha a talajerısítés már a projekt kezdetén elı van irányozva, akkor az elıtanulmányokat, a helyszín tanulmányozását, valamint a helyszíni és laboratóriumi vizsgálatokat eleve ehhez igazodóan kell megtervezni. Talajerısítésre gyakran kerül sor gyenge altalajú területeken, ahol a hagyományos, nagyobb szerkezetek eltorzulnának és károsodnának, hacsak nem állítanák cölöpökre ıket. Az erısített talaj a lényegéhez tartozó hajlékonysága által szerkezeti károsodás nélkül képes alkalmazkodni az altalaj süllyedésének és konszolidációjának hatásaihoz. Viszont ez a megoldás megköveteli az altalaj részletes vizsgálatát, melynek ki kell terjednie a kivitelezés alatti rövid idejő hatásokra és a konszolidáció elırehaladásával kifejlıdı tartós terhelési állapotokra. A talajkutatás adjon tájékoztatást a süllyedésekrıl és a süllyedéskülönbségekrıl, ezek ütemérıl, továbbá mérje fel az altalaj szilárdságát, adjon áttekintést az altalaj teherbírásáról és a forgás jellegő alaptörésrıl [20]. Nem bizonyos, hogy a hagyományos szerkezetek alkalmazását feltételezı talajvizsgálatok megfelelı adatokat szolgáltat az erısített talajszerkezetek számára is. Pl. a hagyományos szerkezetek esetében a terhelhetıséget sokszor a beton- vagy falazott szerkezetek süllyedéskülönbség-tőrésének határaival fogalmazzák meg. Az erısített talajszerkezetek viszont egy nagyságrenddel nagyobb süllyedéskülönbségeket képesek elviselni, és önálló megfontolások kellenek az altalaj nyírási töréséhez és süllyedéseihez. Ahol szükséges, a helyszín tanulmányozása terjedjen ki az altalaj vagy töltés környezetének a javasolt erısítésre gyakorolt lehetséges kémiai és biológiai hatásaira. Ezért a helyszín vizsgálatának megtervezésekor figyelemmel kell lenni az anyagokra és vizsgálataikra a 3. és 4. fejezetben adott ajánlásokra Az elızmények és a helyszín tanulmányozása Mérlegelni kell a helyszínen esetleg föllehetı töltésanyagok elıfordulását és jellemzıiket, valamint a helyi víztelenítés részleteit. Ahol a helyzet megkívánja, figyelemmel kell lenni a potenciálisan korrozív vagy káros hatású vegyületek felhalmozódására. Ahol az erısített talajt azért alkalmazzák, hogy valamely létezı szomszédos szerkezet vagy terület altalaját tartsák egyensúlyban vele, fel kell deríteni a környezı terület, épületek, utak, közmővek állapotát. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 46

47 Altalajvizsgálatok A vizsgálatok mértéke Megjegyzés: Lásd a BS 5930: cikkelyét Gyakran építhetı erısített talaj olyan altalaj fölött, amely kevésbé hajlékony szerkezetek számára már alkalmatlan lenne. Ahol gyenge altalajra építenek valamely szerkezetet, ott szükséges információt szerezni az alatta levı rétegek közép- és hosszú távú viselkedésérıl, különösen, ha az alakváltozások szempontjai fontosak, mint például egy hídfı vagy valamely városi támszerkezet esetében A vizsgálatok és a mintavétel módszerei MEGJEGYZÉS: Lásd BS 5930 Alkalmas módszerekkel kell felderíteni az altalaj és a megtámasztott töltések geotechnikai adatait. A szemcsés talajokon való alapozáshoz, gyakran megfelelık az SPT-vizsgálatok. Ahol viszont puha agyagtalaj van, ott folyamatos zavartalan mintavételnek kell társulnia a penetrométeres vizsgálatokhoz, így lehet mérlegelni a süllyedést és megbecsülni az építés közbeni vagy utáni mozgásokat Talajvíz MEGJEGYZÉS: lásd a BS 5930:1981-ben a 20. cikkelyt. A talajvízviszonyok lényegesek az erısített talajszerkezetek szempontjából. A ph-érték és általában a talajvíz kémiai összetétele befolyásolhatják az erısítési elemek, a kapcsoló-rögzítı elemek és a homlokzat tartósságát. A talajvízszint ingadozásai befolyásolhatják az egész létesítmény viselkedését. A talajvíz vegyvizsgálatát a 4. fejezet tárgyalta. A talajvízre vonatkozó vizsgálatokat úgy kell megtervezni, hogy megismerhetı legyen a megerısítendı feltöltés vagy altalaj áteresztıképessége csakúgy, mint a mélyebben fekvı rétegeké hogy megállapíthatók legyenek a hosszú idıtartamú vízmozgások következı körülményei: a) a pórusvíznyomás lehetséges megnövekedése az erısített szerkezetben (állékonyság); b) károsító anyagok lehetséges felhalmozódása az erısített zónán belül (tartósság); c) a konszolidáció jellemzıi (süllyedés, illetve használhatóság) Adatközlés és jelentések A helyszínre vonatkozó adatokat és a rétegek leírását a BS 5930-cal összhangban kell elıterjeszteni. A vizsgálati jelentésnek tartalmaznia kell a megfelelı szerkezetre vonatkozó tervezési paramétereket, amint ezeket a 6., 7. és 8. fejezetek részletezik. Minden rétegre vonatkozóan legyenek meg az index-vizsgálati és szemeloszlási eredmények, továbbá a rövid és hosszú távon érvényes szilárdsági paraméterek és értelemszerően a konszolidációt befolyásoló mennyiségek. A szerkezethez felhasználni javasolt töltésanyagot, illetve altalajt a 3. és 4. fejezetek ajánlásai szerint kell megvizsgálni. Összefüggıen és adatszerően ismertetni kell a vizsgálati mőveletek bármely korlátozását. A tervezési beszámoló kövesse az szerinti ajánlásokat Építés közbeni vizsgálatok Mőszeresen figyelni kell a süllyedéseket és a pórusvíznyomás alakulását azon lágy altalajon épülı szerkezetek esetében, ahol a terhelés ütemét szabályozni kell az állékonyság biztosítása végett. Ha a szerkezet in-situ anyagokat támaszt meg, vagy ha javítási, illetve stabilizálási célokat szolgál, akkor a megtámasztandó vagy stabilizálandó anyagot szemügyre kell venni, amint feltárul. E megtekintés eredményeit egybe kell vetni a talajvizsgálat megállapításaival és a tervezés feltételezéseivel, és a tervet ellenırizni kell bármely eltérés szempontjából. A talajszegezés kivitelezéséhez lyukat kell fúrni a szegek bejuttatásához, vagy be kell verni ıket. E munkákról jegyzıkönyvet kell vezetni, és össze kell hasonlítani a fı vizsgálatok megállapításaival Környezeti megfontolások Általános szempontok A dinamikus- vagy szeizmikus terhek hatásait statikus módszerekkel kell figyelembe venni. A víznyomásokat, ide számítva a szivárgási nyomást, a felhajtóerıt és az oldalnyomásokat is, számításba kell venni, és az erısítés mindezek miatti idıbeli romlására is tekintettel kell lenni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 47

48 Vegyi és biológiai szempontok Az erısített talajokhoz általában használatos anyagokat a 3. fejezet tekintette át, és a 4. fejezetben vannak a vizsgálatukra vonatkozó ajánlások. A tervezés során kell gondolni a szerkezet jövıbeni használatára, ide értve az ebbıl adódó biológiai vagy vegyi anyagok felhalmozódását, vagy hıhatásokat. Számítani kell azon potenciális problémákra, amelyek az utak sózásából következhetnek. Gondoskodni kell mind a töltésanyag, mind az erısítés kielégítı védelmérıl A kivitelezés utáni rongálódás A kivitelezés után bekövetkezı rongálódásra már a tervekben gondolni kell. Példák: a jármővek ütközése által keltett baleseti megterhelés, a geotextíliák és a georácsok vandál felhasítása, a tőz és az elárasztódás. Általában az erısített talaj visszarugózik az ütés jellegő megterhelések után, a sérülés gyakorta csak felszíni és kijavítható a fı szerkezeti alkotórészek épségének befolyásolása nélkül. A kivitelezés utáni másik károsodási lehetıség az, amelyet kívülrıl származó alakváltozások okoznak, mint pl. az a mozgás, melyet egy bánya vagy más üreg beomlása kelt, vagy ilyen a vetıdések menti mozgás. Az ilyen bajok lappangó lehetıségét már a vizsgálatok fázisában fel kell ismerni Csatlakozó szerkezetek Ha az erısített talajszerkezet más szerkezethez csatlakozik, vagy maga is része annak, akkor gondolni kell a köztük fellépı kölcsönhatásokra. Pl. egy csatlakozó híd, vagy egy cölöpökön nyugvó szerkezet korlátozhatja a süllyedéskülönbségekbıl származó oldalirányú mozgás tőrhetı mértékét Tehercsoportosítások A tervezés számoljon a szerkezetre valószínőleg ható legkedvezıtlenebb terhekre. Az 5.1-ben leírt parciális tényezıket kell a terhek mindegyikére alkalmazni. Az erısített talaj sokféleképpen alkalmazható és gyakorlatilag nem is lehetséges valamennyi lehetséges terhelési esetet kijelölni. Ezért a tervezı kötelessége, hogy biztosítsa a lehetséges terhelések számításba vételét a tervében Tervezési beszámoló Kielégítıen részletes leírás kell a tervekrıl, hogy lehetséges legyen a szerkezet késıbbi áttekintése. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 48

49 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 49

50 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 50

51 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 51

52 6. Fejezet. TÁMFALAK ÉS HÍDFİK TERVEZÉSE 6.1 Általános szempontok Ez a fejezet olyan támfalakat és hídfıket tárgyal, amilyenek a 15. ábrán láthatók, és amelyeket a 4. ábrán bemutatott módon horgonyokkal, rudakkal, rácsokkal, lemezekkel, szalagokkal vagy szegekkel erısítenek. Az ilyen szerkezeteken általában használatos homlokzati megoldások a 16. ábrán láthatók. Az olyan egyéb szerkezetek, amelyek szabad felülete a függılegestıl mért 20 o -on belül van, úgy tervezhetık, mint a függıleges létesítmények. Az erısített földrézsőkkel, a szegezett talajú rézsőkkel és az erısített töltésekkel a 7. és 8. fejezetek foglalkoznak. 6.2 A fejezetben használatos parciális tényezık Általános szempontok Az erısített talajtámfalak és -hídfık határállapotra való tervezésének elméletébıl következik, hogy a talaj önsúlyát és a mozgó terhelést megnövelik az odaillı parciális tényezıkkel, ill. a talajtulajdonságok számértékeit, valamint az erısítés ellenállásának karakterisztikus értékét csökkentik a megfelelı parciális tényezıkkel. A 2. fejezetben rögzített tervezési alapelveket kell felhasználni a 6. fejezet szerinti eljárásokban. A 16. táblázat foglalja össze az ebben a fejezetben elıforduló parciális tényezıket A terhekhez rendelet parciális tényezık Általános szempontok A talaj térfogatsúlya, melyhez a parciális tényezı tartozik, karakterisztikus érték legyen (lásd 2.5) és vegye számításba a térfogatsúly, a szemeloszlás és tömörség lehetséges változásait. A külsı terhek, melyekhez a parciális tényezık tartoznak, felszorzatlan karakterisztikus értékek legyenek Teherkombinációk A tervezésben a legkedvezıtlenebb számításba vehetı erıket kell a szerkezeten feltételezni. Az 5.1- ben leírt megfontolások értelmében a parciális tényezıket a teher minden egyes összetevıjére alkalmazni kell. A 17. és 18. táblázatok foglalják össze a különbözı terhelési kombinációk teherösszetevıihez rendelendı parciális szorzókat Szárazföldi viszonyokra tervezett szerkezetek A 17. ábra mutatja be az ilyen függıleges szerkezetek tervezésben figyelembe veendı három alapvetı teherkombinációt, illetve a 17. és 18. táblázatok tartalmazzák a további részleteket. 16. táblázat A 6. fejezetben használandó parciális szorzók áttekintése A parciális szorzók Teherbírási határállapot Használhatósági határállapot teherre talaj térfogatsúlyához pl. támfal A 17. és 18. táblázatból választandók az adott teherkombinációhoz mögötti feltöltéshez külsı, pl. pontszerő vagy vonalas holt terhekhez A 17. és 18. táblázatból választandók az adott teherkombinációhoz külsı mozgó, pl. forgalomból származó teherhez A 17. és 18. táblázatból választandók az adott teherkombinációhoz talajparaméterekre tanϕ p -höz f ms =1,0 f ms =1,0 c -höz f ms =1,6 f ms =1,0 c u -hoz f ms =1,0 f ms =1,0 erısítésre az erısítés húzási ellenállásához f m érétke igazodjék a használandó erısítés típusához és az erısítés megkövetelt tervezési élettartamához - lásd és A mellékelt talaj és erısítés közötti az erısítést keresztezı megcsúszás esetére f s =1,3 f s =1,0 kölcsönhatásra az erısítés kihúzódási ellenállásához f p =1,3 f p =1,0 biztonságra az altalaj teherbírása: a q ult menynyiséghez f ms =1,35 NA elcsúszás az alap- vagy bármely f s =1,2 NA talajbeli vízszintes felületen ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 52

53 17. táblázat Parciális tényezık a támfalakkal kapcsolatban levı terhek kombinációhoz A ható erı A kombinációk A B C Az erısített talaj tömege f fs =1,5 f fs =1,0 f fs =1,0 Az erısített talajtámfal tetején levı háttöltés tömege f fs =1,5 f fs =1,0 f fs =1,0 A szerkezet hátoldalára ható földnyomás f fs =1,5 f fs =1,5 f fs =1,0 Jármőforgalom: az erısített tömb fölött Jármőforgalom: az erısített tömb mögött f q =1,5 f q =1,5 f q =0 f q =1,5 f q =0 f q =0 MEGJEGYZÉS: A terhelési esetek most következı leírása azonosítja a különbözı feltételek mellett adódó szokásosan legkedvezıtlenebb teherkombinációkat, de csupán útmutatásnak tekinthetı. Minden egyes szerkezetben minden egyes erısítési rétegre ellenırizni kell minden teherkombinációt, ezzel bizonyítva, hogy megtalálták, és figyelembe vették a legkritikusabb esetet. A kombináció: Ebben a csoportosításban minden teher a legnagyobb értékével szerepel, ezért általában ez kelti a legnagyobb húzást az erısítésben és a legnagyobb talpnyomást. Az erısítés kihúzódás elleni biztonsági követelményének kimutatására is alkalmas lehet, ámbár ezt szokásosan a B kombináció szabja meg. B kombináció Ez a kombináció adja a legnagyobb kifordulást okozó erıket, ha szerkezet talajtömegét és a rajta levı mozgó terhet? a legkisebbre vesszük. Általában ez a teherkombináció szabja meg, hogy mekkorának kell lennie az erısítés kihúzási ellenállásának és szokásosan ez a legkedvezıtlenebb eset az alapsíkon való elcsúszás szempontjából. C kombináció Ez a kombináció csak a parciális teher-szorzók nélküli önsúlyterheket veszi figyelembe. Ilyen csoportosításban számolják az altalaj miatti süllyedéseket, továbbá az erısítésben húzást okozó erıket, midın a használhatósági határállapotot ellenırzik. 18. táblázat Parciális tényezık a hídfıkkel kapcsolatban levı terhek kombinációihoz A ható erı A kombinációk A B C A szerkezet önsúlya f fs =1,5 f fs =1,0 f fs =1,0 A szerkezet tetején levı töltésanyag önsúlya f fs =1,5 f fs =1,0 f s =1,0 A híd és a[bank seat=?] önsúlya f f =1,2 f f =1,0 f f =1,0 A [bank seat=?] mögötti háttöltés nyomása f fs =1,5 f fs =1,5 f fs =1,0 Kúszás és zsugorodás miatti vízszintes erık f f =1,2 f f =1,2 f f =1,0 Jármő teher teljes szerkezeten erısített zóna mögött f q =1,5 f q =1,5 Függıleges mozgó erı a hídról HA HA és HB f q =1,5 f q =1,3 f q =1,5 f q =1,3 Dinamikus fékezı erı HA HA és HB f q =1,25 f q =1,1 f q =1,25 f q =1,1 Hımérsékleti hatások f q =1,3 f q =1,3 MEGJEGYZÉS: A terhelési esetek most következı leírása azonosítja a különbözı feltételek mellett adódó szokásosan legkedvezıtlenebb teherkombinációkat, de csupán útmutatásnak tekinthetık. Minden egyes szerkezetben minden egyes erısítési rétegre ellenırizni kell minden teherkombinációt, ezzel bizonyítva, hogy megtalálták és figyelembe vették a legkritikusabb esetet. A kombináció: Ebben a csoportosításban minden teher a legnagyobb értékével szerepel, ezért általában ez kelti a legnagyobb húzást az erısítésban és a legnagyobb talpnyomást. Az erısítés kihúzódás elleni biztonsági követelményének kimutatására is alkalmas lehet, ámbár ezt szokásosan a B kombináció szabja meg. B kombináció Ez a kombináció adja a legnagyobb kifordulást okozó erıket, ha szerkezet talajtömegét és a rajta levı mozgó terhet? a legkisebbre vesszük. Általában ez a teherkombináció szabja meg, hogy mekkorának kell lennie az erısítés kihúzási ellenállásának és szokásosan ez a legkedvezıtlenebb eset az alapsíkon való elcsúszás szempontjából. C kombináció Ez a kombináció csak a parciális teher-szorzók nélküli önsúlyterheket veszi figyelembe. Ilyen csoportosításban számolják az altalaj miatti süllyedéseket, továbbá az erısítésban húzást okozó erıket, midın a használhatósági határállapotot ellenırzik. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 53

54 Tengeri vagy folyami szerkezetek A tenger vagy folyóparton épített szerkezetek terhelései között számításba kell venni a vízszintingadozások, ár-apály jelenségek, a talajra ható felhajtóerı, a hullámverés és az úszó jármővektıl származó ütések hatását, [21]. Számítani kell az alap aláüregelıdésére (lásd BS 6349 és BS 8002). Figyelembe kell venni az erısítések és a homlokzati elemek tartósságát, különösen az ár-apály és a folyók idıszakos vízszintingadozásának tartományában Az anyagokra vonatkozó parciális tényezık A talajra vonatkozó tényezık, amelyek a ϕ p, c és c u csúcsértékekre vonatkoznak egységnyiek vagy ennél nagyobbak a teherbírási határállapot esetében. A használhatósági határállapot ellenırzéséhez ezek a szorzók 1-gyel egyenlık. Az erısítés anyagára vonatkozó tényezıket az ban, valamint az A mellékeltben leírt eljárással összhangban kell felvenni figyelemmel az erısítés jellegére és a tervezési élettartamra A talaj és az erısítés közötti kölcsönhatásra vonatkozó parciális tényezık Az erısített talajtámfalakban és -hídfıkben két olyan felület lehet, ahol a talaj és az erısítés egymásra hatnak: a talajban kialakuló csúszólap átmetszi az erısítést; az erısítés kihúzódik az ellenálló zónából. Az ezekre vonatkozó paramétereket a nyírószilárdság csúcsértékekre alapozzák, így azután a parciális szorzók a teherbírási határállapot esetében 1-nél nagyobbak A talaj-adatokra vonatkozó parciális tényezık Az erısített talajtámfalak estében két parciális tényezıt alkalmaznak. Ezek az alap teherbírására, valamint a szerkezet alapsíkján lehetséges elcsúszásra vonatkoznak, ahol is talaj érintkezik talajjal (az erısítés és a talaj érintkezésétıl különbözıen.) A teherbírási határállapot esetére ezek a parciális biztonsági szorzók 1-nél nagyobbak. 6.3 A tervezés kiindulási szempontjai Az erısített talajtámfalak és -hídfık tervezése a hagyományos földtámasztó szerkezetek esetében is alkalmazott alapelveket követi, de ezeken felül még figyelemmel kell lenni a talaj és az erısítés közötti kölcsönhatásra is. Az analízis kényelmessé tétele végett szokás két esetet a külsı és a belsı állékonyságot megkülönböztetni. A külsı állékonyság az erısített talajszerkezetnek, mint egyetlen összefüggı egységnek az állékonyságát jelenti, míg a belsı állékonyság vizsgálata a belsı viselkedések minden területére vonatkozik, a szerkezeteken belüli feszültségek figyelembe vételére, az erısítések elrendezésére és viselkedésére, valamint a háttöltés anyagi tulajdonságaira. Jelenleg két szokásos mód van az erısített talajszerkezetek tervezésére, az egyiket hátrahorgonyzott ék, a másikat összefogott súlyos tömeg módszerének nevezik. A hátrahorgonyzott ék módszere a klasszikus vagy kihorgonyzott támfalak manapság ajánlott alapvetı tervezési elveit követi. A megengedett erısítések összes változatára fejlesztették ki. Az összefogott súlyos tömeg módszere a nem-nyúlékony erısítéseket alkalmazó szerkezetek viselkedésének nagyszámú szerkezet hosszú éveken át folytatott megfigyelésén alapul, amit elméleti értékeléssel dolgoztak fel. Az erısített talajszerkezeteket két határesetnek való megfelelésre tervezik, lásd 5.1. a) Teherbírási határállapot. Az a határállapot, amelynek vizsgálatakor a potenciális tönkremeneteli körülményeket tárják fel és veszik számításba határállapotra vonatkozó szorzókkal. b) Használhatósági határállapot. Ez az a határállapot, amelynek vizsgálatakor a jellegzetes mőködési feltételeket tárják fel, és ellenırzik, hogy a szerkezetnek megvannak-e az ezen feltételek teljesítéséhez az egész élettartama alatt, szokatlan mértékő fenntartás igénye nélkül szükséges jellemzıi. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 54

55 A tervezési eljárás mentetét a 18. ábra mutatja be. A belsı stabilitás kimutatására kétféle tervezési módszer létezik. A hátrahorgonyzott ék esetét a 6.6.4, az összefogott súlyos tömegét pedig a ismerteti. A helyszíni megfigyelések kimutatták, hogy a fal felsı részénél mőködı oldalirányú földnyomások mértékét befolyásolja a kihorgonyzás tengelyirányú húzási merevsége. A nem-nyúlékony erısítés esetében a földnyomás a K 0 esethez közelít, és az ilyen támfalakat tervezik az összefogott súlyos tömeg módszerrel. Hacsak a helyszíni megfigyelések mást nem tanúsítanak feltételezhetı, hogy a nyúlékony erısítéső támfalakra aktív földnyomás hat, és az ilyen falakat tervezik a hátrahorgonyzott ék módszerével. Mindkét esetben ellenırizni kell a teherbírási és a használhatósági határállapotot is. A tervezés szokásos menete az, hogy a teherbírási határállapotra méreteznek és a használhatósági határállapotot ellenırzik (lásd 2.11.) Mindkét módszer alkalmas az erısített talaj- és a hátrahorgonyzott földszerkezetek tervezésére. A tervezés rendszerint kétdimenziós sík alakváltozási állapot feltétezésén alapul. Ahol indokolt meg kell fontolni a térbeli hatásokat, például a magas, egymással valamilyen szögben találkozó rézsők vagy a meredek rézsőkre épített létesítmények esetében. 6.4 A szerkezet méretei Általános szempontok A külsı stabilitás mérlegelését megelızıen ki kell választani a fal vagy hídfı általános geometriai jellemzıit. A külsı vagy a belsı stabilitás elemzése nyomán szükségessé válhat a szerkezet kezdeti méreteinek növelése. A szerkezet kiindulásként felvett méreteinek nem szabad a 19. táblázatban elıírt minimumoknál kisebbnek lenniük, hacsak a korábban szerzett tapasztalatok nem tanúsítják kielégítı mértékben, hogy a kisebb méretek is megfelelnek. A szerkezet geometriai méreteihez a H erıtani magasságot kell kiinduló pontnak tekinteni. Ez a szerkezet aljától addig a pontig mért függıleges távolság, ahol a függılegestıl arc tg 0,3 (kb. 17 o ) mértékben eltérı egyenes metszi a fal fölött térszint. A 19. és a 20. ábrák adják meg a 15. ábrán bemutatott alakú és a 19. táblázat utalásai szerinti szerkezetek kiindulási méreteit. Trapézszerő falkeresztmetszetre csak ott szabad gondolni, ahol az alapokat sziklában alakítják ki, vagy ahol (nagyon) jó az altalaj Alapozási mélység A szerkezet alját az altalajának felszíne alá kell beágyazni. A takarási mélység definícióját a 21. ábra adja meg. Az ajánlott takarás arra való, hogy elhárítsa a homlokfal közelében elképzelhetı, befúródás miatti helyi törést vagy a helyi talajfolyási jelenség lehetıségét, például a szerkezeten belüli, talajkimosódást okozó vízmozgást. A takarás mértéke különbözı tényezıktıl függ, ilyenek: a szerkezetrıl az altalajra átadott nyomás; fagyhatár (az Egyesült Királyságban szokásosan 0,45 m-re veszik fel); a buzgárosodás kockázata, ha folyami vagy tengerparti fal homlokfala mögött víznyomás alakul ki; annak kockázata, hogy egy késıbbi fejtéssel kitakarják a talpat; folyamszabályozási és tengerparti mővek lábánál a kimosás/aláüregelıdés kockázata. A szerkezet takarási mélységének tehát legalább az általánosan elfogadott fagybehatolási mélységgel kell egyenlınek lennie, hacsak nem szilárd kızetre vagy külön szerkezetekre, például gerendaalapra, vagy régi burkolatra alapozzák ıket. Nem szabad a 21. táblázat szerinti minimumnál kisebb takarást tervezni. A táblázat az L/H=0,7-nél nem kisebb karcsúsági viszonyszámmal jellemezhetı szerkezetek és jó altalaj esetére alkalmazható. Ahol lágy vagy puha az alapozás talaja, ott nagyobb takarást kell elıirányozni. A 20. táblázatbeli takarási mélység a fal erıtani magasságától függıen van megadva, óvatos értékeket jelent, és általában a kezdı méret megállapításhoz használható. A fal alapján átadott, felszorzott talpnyomás függvényeként kifejezett minimális takarási mélység szigorúbb megoldásra vezet. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 55

56 A víz-hatásoknak kitett folyó- vagy tengerparti falak esetében a kimosás/aláüregelıdés elleni rendszabályokat terméskıhányást vagy gabion-matracot kell elıirányozni az állékonyság biztosítása végett. Ilyen esetekben a 20. táblázat szerinti minimális takarási mélységeknél nagyobbat kell választani. 19. táblázat Falak és hídfık méretei A szerkezet fajtája Az erısítés minimális hossza Szokványos támfal 0,7.H (de legalább 3 m) Hídfı Trapéz keresztmetszető falak és hídfık 1) Lépcsızetes alakú falak és hídfık Olyan fal, amelyre kis nyomóerı hat a megtámasztott feltöltés felıl, például negatív hajlású hátoldali rézső vagy befogott falak, lásd a 15g. és j. ábrákat (0,6.H+2 m) vagy 7 m közül a nagyobb 0,7 m a szerkezet felsı felében levı erısítés esetében, 0,4 m a szerkezet alsó felében, de legalább 3 m 0,7.H a szerkezet felsı felében az ez alatti hosszabb szalagok esetére lásd a 20c. ábrát 0,6.H vagy legalább 3 m 1,5 m-nél alacsonyabb falak eseti mérlegelés tárgya lehet 1) A trapéz keresztmetszető falakban lévı erısítések függıleges térközei feleljenek meg a következıknek: L/H < 0,55 : S v /H 0,125 0,55 L/H < 0,65 : S v /H 0,167 0,65 L/H < 0,75 : S v /H 0,222 ahol S v az erısítési elemek közötti függıleges távolság; L az erısítés hossza valamely szinten H a szerkezet 20b. ábra szerinti magassága 20. táblázat A minimális takarás a H (m) erıtani magasság és a q r (kn/m 2 ) felszorzott talpnyomás függvényében A felszín β s hajlása a talpnál minimális takarás D m (m) minimális takarás D m /q r m 3 /kn β s =0 falak H/20 1,35x10-3 β s =0 hídfık H/10 2,7x10-3 β s =18 o (cotβ s =3/1) falak H/10 2,7x10-3 β s =27 o (cotβ s =2/1) falak H/7 4,0x10-3 β s =34 o (cotβ s =3/2) falak H/5 5,9x MEGJEGYZÉS: Jelmagyarázat a 21. ábrán 2. MEGJEGYZÉS: D m 0,45 m 6.5 Külsı állékonyság Általános szempontok A külsı állékonyság meghatározásához az önsúlyokat és egyéb terheket, valamint a szerkezetre ható erıket kell figyelembe venni. A stabilitás ellenırizendı tételei: az altalaj teherbírásának kimerülése és a felborulás, az alapsíkon való elcsúszás, az alámetszı körcsúszólapon való általános állékonyságvesztés (22. ábra), valamint a szerkezet süllyedése (23a. ábra). A 24. ábra tünteti fel a stabilitási számításokban felhasználandó mennyiségeket: az erısített talaj adatait, a megtámasztott töltés és az altalaj adatait, valamint a fı terheléseket. Mind a rövid ideig, mind a tartósan jellemzı talajparaméterekre számítani kell, tekintetbe véve a kivitelezési és a használati körülményeket is, továbbá számításba kell venni a pórusvíznyomás változásait. A támfal lábazatára illetve a szerkezet térszín alatti részeire ható passzív földnyomást nem szabad felhasználni a stabilizáló erık között. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 56

57 6.5.2 Az altalaj teherbírásának kimerülése és a felborulás A 25a. ábra szemléltet egy erısített talajszerkezet alatti talpfeszültség eloszlást. A méretezéshez a q r talpnyomást szabad a Meyerhof-féle eloszlás szerint becsülni (25b. ábra): Rv qr = L 2e ahol q r a fal alatt ébredı felszorzott talpfeszültség; R v az összes felszorzott függıleges teherkomponens eredıje; L az erısítés hossza a fal aljánál; e az R v eredı külpontossága az L alapszélesség középvonalához képest. A talajra hárított q r talpnyomást egybe kell vetni a talaj törı teherbírási kapacitásával. Legyen ahol q q ult r + γ f ms q ult γ D m f ms D m az altalaj törıfeszültsége az támfal alatt a talaj térfogatsúlya a fal takarási mélysége a q ult esetében alkalmazandó parciális anyagszorzó (16. táblázat) Elcsúszás az alapsíkon Vizsgálni kell venni a szerkezet elırecsúszását a feltöltött anyag és az alatta levı talaj érintkezési felületén. Az elmozdulási ellenállást mind az altalaj, mind a feltöltött anyag szempontjából mérlegelni kell, az számít, amelyik a gyengébb, továbbá vizsgálni kell a csúszás lehetıségét a szerkezet alapjánál használt erısítési réteg mentén is. Tartós stabilitás és az alapsíkon talaj talajon típusú érintkezés esetére legyen: tanϕ p ' c' f s Rh Rv + L f f ms ms Tartós stabilitás és az alapsíkon erısítés a talajon típusú érintkezés esetére legyen: α' tanϕ' p α' bc c' f s Rh Rv + L f f ms ms Rövid idejő stabilitás és az alapsíkon talaj a talajon típusú érintkezés esetére legyen: cu f s Rv L f ms Rövid idejő stabilitás és az alapsíkon erısítés a talajon típusú érintkezés esetére legyen: α' bc cu f s Rv L f ms ahol R h a felszorzott vízszintes csúsztató erı (parciális tényezık a 17. és a 18. táblázatból); R v a felszorzott függıleges eredı erı (parciális tényezık a 17. és a 18. táblázatból); ϕ p a talaj hatékony feszültségekhez tartozó belsı súrlódási szögének csúcsértéke; c a talaj hatékony feszültségekhez tartozó kohéziója; c u a talaj drénezetlen nyírószilárdsága; L az alap csúszás szempontjából hatékony szélessége; f ms a ϕ p, c és c u érétkekhez tartozó parciális tényezı, lásd 16. táblázat; α a talaj és az erısítés közti kapcsolat súrlódási együtthatója; α bc a talaj és az erısítés közti kapcsolat adhéziós együtthatója. Ha az erısítı réteg egybeesik a fal alapjával, akkor a 16. táblázat szerinti f s értéket a 16. táblázat talaj a talajon esetnek megfelelıen kell felvenni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 57

58 6.5.4 Süllyedés Általános szempontok Valamely erısített talajszerkezet összsüllyedése két hatásból ered. Az egyik az altalaj összenyomódása az erısített talajszerkezet által ráhárított nyomás következtében, a másik az erısített töltésanyag saját belsı kompressziója. A jó altalajon épült erısített talajszerkezetek a szokásos támszerkezetekhez hasonlóan viselkednek, és nem szenvednek túl nagy süllyedést. Gyenge talajon viszont annak köszönhetıen, hogy képesek nagy süllyedéseket elviselni nagyon jó hatékonysággal használhatók, [19], [20], [22], [23], [24], [25]. A legkedvezıbb gazdasági eredmény elérése végett az erısített talajszerkezetet és az ezt alátámasztó altalajt egységes egésznek kell tekinteni, [26], [27]. Ha az erısített talajtámfalakat más új szerkezet mellé építik fel, akkor gondolni kell ezek lehetséges kölcsönhatására. Mindkét szerkezet elviselhetı viselkedését biztosítandó megfelelı lehet összefüggı egységbe foglalni ıket, mintsem két külön konstrukciót kialakítani. Egy erısített talajszárnyfal és egy cölöpökön álló hídfı keveréke például sokszor nagyobb gondot okoz, mintha mindkét mőtárgy-rész erısített talajként készülne. Az összsüllyedés befolyásolhatja a fal vagy hídfı használhatóságát, pl. csökken egy erısített talajhídfıre támaszkodó híd alatti őrszelvény. Érintheti a vízelvezetések és közmővek használhatóságát is Az altalajból származó süllyedés Gyakorlatilag minden altalaj összenyomódik, ha megnı a rájuk nehezedı nyomás, ha pl. erısítetttalaj szerkezeteket támasztanak alá. Viszont az ilyen szerkezetek lényeges képessége, hogy a jelentıs altalajmozgásokhoz is sokkal jobban alkalmazkodnak. Valamely süllyedés jelentékenységének megítélése a tervezı feladata. Fıként az szabja meg, hogy milyen a szerkezet típusa és milyen bármilyen az alapmozgásokra érzékeny szerkezetek vagy közmővezetékek csatlakoznak. Az erısített talajszerkezeteket alátámasztó altalaj összenyomódásának számítása a klasszikus talajmechanikai elméletet követi. Az altalajra az erısített talajszerkezet által átadott nyomások kisebbek és egyenletesebb eloszlásúak, mint a hagyományos beton szerkezetek esetében és emiatt rendes körülmények között csökkennek a süllyedések Az erısített töltés saját összenyomódása Az erısített talajon belüli süllyedés (vagyis kompresszió) mértéke fıként a töltésanyag tulajdonságaitól, tömörségétıl és a töltésen belüli függıleges nyomásoktól függ. Ez utóbbi fıleg a szerkezet magasságának függvénye. Támfalak és hídfık esetében a kiírás szerinti töltés anyagok ha gondosan tömörítették ıket viszonylag kis belsı összenyomódásokat szenvednek. A belsı süllyedés mértéke amelyhez egy erısítési rendszernek illeszkednie kell a szerkezet magasságától, a töltésanyag fajtájától, a felszínén levı terheléstıl, valamint a homlokfal és kapcsolatainak milyenségétıl függ. A 21. táblázatban részletezett mozgási lehetıségeket elérendı minimumnak kell tekinteni. 21. táblázat Az a minimális függıleges elmozdulási képesség, amellyel a homlokzati rendszereknek rendelkezniük kell az erısített töltés összenyomódásának elviseléséhez A homlokzat jellege Különálló elemek Teljes magasságú panel A rendszer minimális függıleges elmozdulási képességének jellege A rész-elem magasságának 150-ed részét kitevı hézag-záródás A panel magasságának 150-edét kitevı függıleges eltolódás a kapcsolatoknál Szemielliptikus homlokzat A panel magasságának 150-edét kitevı meggörbülés Visszahajtott geotextília Nincs elıírt határérték, kivéve a küllemi és használhatósági megfontolásokat Süllyedéskülönbségek Egy szerkezet össz-süllyedése mőködésének néhány sajátos vonását érintheti például ha egy hídfı esetében a hídpálya alatti szabad nyílás csökkenését eredményezi általában a süllyedéskülönbségek, vagy relatív süllyedések azok, amelyek magában kész szerkezetben súlyosabb következményekkel járnak. Az erısített talaj képes nagy süllyedéskülönbségeket elviselni és jobbára a homlok- ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 58

59 fala szabja meg a süllyedés határait. Ahol nagy süllyedéskülönbségek például alábányászás miatti süppedések várhatók, ajánlatos különleges csúszó hézagokkal készíteni a homlokfalat, [28], [29]. A 22. táblázat ad tájékoztatást az erısített talajszerkezetek homlokfalának vonalában elviselhetı süllyedéskülönbség tőrésre. Az erısített talajhídfık képesek a híd-pályaszerkezetek megengedett mozgásait meghaladó süllyedéskülönbségekhez igazodni, [30]. Ilyenkor csak a híd falszerkezetére való tekintettel kell speciális óvintézkedéseket hozni [25], [31], [32], [33]. 22. táblázat Tájékoztató a süllyedéskülönbségek hatásairól A süllyedéskülönbség legfeljebb 1:1000 Rendes körülmények között nincs hatás. Következményei 1:200 A teljes magasságot lefedı panelek közötti hézagok záródhatnak vagy megnyílhatnak. 1:100 Különálló homlokfalelemek esetében rendszerint ez az biztonságos határ, ahol még nem kellenek különleges rendszabályok. 1:50 A szemielliptikus acél homlokzat esetében ez a normális biztonság határa. A különáló elemek megszenvedik a hézagok záródását, ha nincsenek speciális rendszabályok. >1:50 Még a lágyabb homlokzatok is csavarodnak, megtámasztó képességük csökken. MEGJEGYZÉS: Szándékosan nincs éles határvonal az egyes esetek között. Ez itt csak elızetes tájékoztatás Szakaszos kivitelezés A szakaszos építés arra szolgál, hogy idıt hagyjon az altalaj konszolidációjára és nyírószilárdságának növekedésére a következı építési fázis elıtt. Célszerő lehet a szakaszos építés, haz erısített talajhídfık nagyobb mérvő süllyedései várhatók, és ilyenkor elı kell irányozni a hídpálya-szerkezet utólagos emelését is. A szakaszos építés és az altalaj konszolidációja hatással lehet a kivitelezés egyéb körülményeire is. Egy magas szerkezet egyedi elemeinek elhelyezése nehézkes lehet a korábbi szakasz konszolidációja után. A konszolidáció hatását tehát figyelembe kell venni a homlokfal részeinek kialakítása során Külsı csúszólapok Minden lehetséges csúszólapot meg kell vizsgálni, azokat is, amelyek metszik a szerkezetet, lásd 26. ábra. Ha a csúszólap áthalad a szerkezeten, az általa átszelt erısítés töréssel szembeni ellenállását figyelembe kell venni. Ahol korábban nyírást szenvedett felületek vannak, ott az ennek megfelelı (reziduális) talajparamétereket kell használni. A helyes vizsgálati módszer és az alkalmazott biztonsági tényezık legyenek összhangban a BS 6031 vagy BS 8002 elıírásaival. 6.6 Belsı stabilitás Általános szempontok Az erısített szerkezet belsı biztonságát a benne levı, a húzóerıket viselı erısítı elemek teremtik meg, továbbadván azokat súrlódás, súrlódás meg adhézió, vagy súrlódás és nyomás által. Ezen kívül átadhatók erık az elemek által közrefogott töltésanyaggal is. Ilyenkor a töltés képes megtámasztani a nyíró és nyomó erıket. Horgonyzott földtömeg esetében a szerkezet belsı stabilitása azáltal érhetı el, hogy a húzóerıket viselı horgonyelemek súrlódással tovább adják ezeket a horgonyszárra vagy kihorgonyzó hurkokra és a támelemekre, illetve az ezekkel érintkezı töltésanyagra. A belsı stabilitás az erısített tömeg épségét jelenti. A szerkezet leomolhat az erısítés elszakadása vagy kapcsolatainak gyengülése miatt. Figyelemmel kell lenni az egyes erısítı rétegek helyi stabilitására, a vízszintes síkokon való elcsúszásra és az ékalakzatok stabilitására is. Az alább következı ajánlások általában mindenféle töltésanyagra érvényesek, amelyek megfelelnek a nek, viszont különös figyelemmel kell használni a tervezési képletek kiegészített változatait, ahol az várható, hogy a pórusvíznyomások érintik a kohéziós-súrlódó töltésanyag rövid távon érvényes talajmechanikai tulajdonságait. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 59

60 Az erısítı elemek elrendezését úgy kell megválasztani, hogy az teremtse meg a biztonságot, továbbá igazodjék a homlokfal méreteihez, alakjához és alkotórészeihez. Az egyszerőség kedvéért indokolt az azonos típusú erısítı elemeket a fal teljes magassága mentén egyenletesen kiosztani. Gazdaságos lehet viszont néhány zónára bontani a fal magasságát, és mindegyik zónához külön tervezni az oda illı erısítést Törési mechanizmusok Általános szempontok A következı lehetséges törési mechanizmusokat kell vizsgálni: az egyes elemek stabilitásvesztése; a szerkezet felsı részének elcsúszása; az erısített töltésen belüli ék-alakzatok stabilitásvesztése. A méretezés terjedjen ki a következı, az állékonyságot befolyásoló körülmények ellenırzésére: az erısítı elemek közötti nyíróhatás átadódási lehetıségére; az erısítı elemek húzási kapacitására; a töltésanyag nyomásfelvételi képességére. A teherbírási határállapotot a következı feltételezésekkel modellezik. a) A talaj nyírószilárdságát ϕ p jellemzi, melyhez a 16. táblázat szerinti parciális tényezıt kell használni. b) A terhek karakterisztikus értékét a támfalak és hídfık tönkremenetelére vonatkozó a 17. vagy 18. táblázatban található parciális tényezıkkel kell szorozni. c) A terhek az egész erısített talajtömbön belül a Meyerhof-féle talpfeszültség-eloszlás szerint oszlanak el, lásd a 27. ábrán. d) Az erısítésre vonatkozó, a határállapotok és az élettartam alapján választott f m parciális tényezıket a 15. tábl. szerint az anyagok ellenállásának karakterisztikus értékeire alkalmazzák. e) A törés gazdasági következményeit a 3. táblázatbeli f n parciális tényezı használatával veszik figyelembe. f) Az erısítésben keletkezı húzóerıket azokból a feszültségekbıl számítják, amelyrıl feltételezik, hogy a homlokfaltól kis távolságban érvényesülnek a talajban A fal bármely részének elcsúszása egy tetszés szerinti vízszintes síkon Az ilyen törési lehetıség elleni biztonságot értelemszerően a következı érintkezési felületek mérlegelésével kell számítani: bármely rétegben töltésanyag a töltésanyagon, a lemezszerő erısítés bármely töltésrétegen; az erısítés elemei és a töltésanyag együtt bármely töltésrétegen Kivitelezési tőrések és a használhatóság határai Általános szempontok Az erısített talajszerkezetek már a kivitelezés közben elszenvednek alakváltozást. Gondoskodni kell a szabad mozgáshézagok megteremtésérıl, hogy általuk elérhessen a szerkezet egy stabil alakzatot, és biztosítsuk, hogy a kivitelezés közbeni és utáni mozgások elfogadható határok között maradjanak. Egy szerkezet használhatósága rendszerint a használati élettartamán belül kifejlıdı alakváltozásoktól függ. E mozgásokat rendes körülmények között az erısítés anyagának a használati teher által keltett kúszása okozza. A fémek kúszása igen kicsi és jelentéktelen az ilyen szerkezetekben elıforduló terhek szintjén, a polimer anyagok esetében viszont elıre fel kell becsülni a kúszás okozta alakváltozások mértékét. Nyilvánvalóan lehet kúszás abból eredıen is, ha sok finom szemcsét tartalmazó talajt használnak, különösen, ha az még telített is. Az erısítések alakváltozására és a kúszására vonatkozó tervezési és vizsgálati ajánlásokat a 4. fejezet ismertette. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 60

61 A szerkezet homlokzatának és felsı felszínének deformációit elfogadható határok között kell tartani. A következı megfontolások jelölik ki ezeket a határokat. a) A támfal látványa legyen elfogadható, ne legyenek rajta kihasadások, kiugrások és szabálytalan sorok. b) A támfal felsı szegélyvonala mindenhol legyen egyenes vagy sima görbe. c) A hídfık nem deformálódhatnak oly mértékben, hogy emiatt a támasztott töltésen levı felfekvési felületek mozgásai a hídpályaszerkezet tágulási hézagait összezárják, és a tervben megengedettnél nagyobb mértékő tengelyirányú terhelést gerjesszenek a szerkezetben. d) A támfalak homlokzatainak nem szabad deformálódniuk és nem szabad a homlokzat anyagának megrongálódnia. Beton homlokfal elemek esetében ilyen rongálódás lehet a hézagok öszszezáródása, a panelek éleinek lepattogása és a panel repedezése. Az erısített-talaj szerkezeteket a 23. táblázatban részletezett tőrésekkel kell felépíteni. 23. táblázat Falak és hídfık szokásosan elfogadott méreteltérései/tőrései A szerkezet jellemzıje Tőrés ±50 mm függılegesség kihasasodás (függılegesen mérve) és íveltség (vízszintesen) hézagok lépcsıssége a felsı (vízszintes) él egyenessége ±5 mm a magasság 1 méterén (vagyis 8 méterenként ± 40 mm) ±20 mm a 4,5 m-es mérıléc mentén ±10 mm ±15 mm a hiteles helyzethez képest Használhatósági határok Az erısített talajszerkezetek kivitelezés utáni mozgásai keletkezhetnek az altalaj összenyomódásából ( ); a feltöltési anyag saját összenyomódásából ( ); az erısítésen belüli kúszási alakváltozásából; az alábányászás vagy a szerkezet alatti üregek záródásából származó egyenletes vagy különbözı mértékő süllyedésekbıl; a sok finom szemcsét tartalmazó talajok kúszási alakváltozásaiból. Az építést követı fajlagos alakváltozás ne legyen nagyobb a 24. táblázat szerinti értékeknél. 24. táblázat Hídfık és támfalak építés utáni belsı alakváltozására vonatkozó használhatósági határok A szerkezet Fajlagos alakváltozás % Hídfık Támfalak Hátrahorgonyzott ék módszer a belsı állékonyság meghatározására A földnyomási együttható Az aktív állapot K a szorzóját kell használni mindkét határállapot esetében A teherbírási határállapot 0,5 1, Az erısítı elemek egy rétegének helyi stabilitása A teherbírási határállapotban keletkezı legnagyobb T j húzóerı - amelyet a szerkezet teteje alatt h j mélyen levı j-edik réteg elemeinek kell viselnie - a 27. ábrán látható erıhatások értelemszerően összege: T = T + T + T súrlódó töltésanyag esetén és j j pj pj sj sj fj T = T + T + T T kohéziós-súrlódó töltésanyag esetén, fj cj ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 61

62 ahol T pf, T sj, T fj és T cj a következık szerint számítandók. a) Függıleges terhelés a töltés önsúlyából, mindennemő felszíni terhelésbıl és a falra ható külsı erık által keltett nyomaték hatásából, lásd a 28. ábrán. ahol T pj T pj K a σ vj S vj = K σ a vj S vj az egy folyóméterre esı húzóerı; az erısített tömegen belül érvényes földnyomási szorzó; a j-edik erısítési rétegre ható a 25b. ábrán a Meyerhof-féle eloszlás szerint értelmezett felszorzott függıleges feszültség; a fal j-edik szintjén az erısítések függıleges térköze. Rvj σ vj = L j 2 e j ahol R vj a j-edik erısítı rétegre ható, felszorzott függıleges eredı teher; L j a fal j-edik szintjén lévı erısítés hossza; e j a fal j-edik szintjén mőködı függıleges eredı teher külpontossága. Kohéziós-súrlódó feltöltési anyag esetén f fs ws Tpj 0,5 γ w Svj h + j γ 1 ahol γ w a víz térfogatsúlya; h j a vizsgált elem mélysége a szerkezet teteje alatt; f fs a külsı súlyteherre vonatkozó parciális tényezı (16. táblázat) w s a külsı súlyteher; γ 1 a talaj térfogatsúlya (28. ábra). Az egyenletesen megoszló felszíni terhelésbıl (lásd 28. ábra) adódóan: T pj = 1 K a1 K a2 ( f γ + ) fs 1 h j f q w s S vj 2 h j L fs 1 h j fq ws ( f fs γ 2 h j + 3 f q w s ) 3 ( f γ + ) ahol f fs és f q a 17 és 18 táblázatból veendı megfelelı parciális tényezık. b) Függıleges sávteher S L a fal tetején egy b szélességő sávon, lásd 29. ábra. Csupán a T sj húzóerı nagyságának kiszámításához feltételezhetı, hogy a térszínen levı S L teher a vízszinteshez képest 2:1 (függıleges a vízszinteshez, vagyis 63 o -os hajlású) egyenesekkel határolt területen belül valamely vízszintes síkon egyenletesen oszlik meg. Innen ahol T sj = K a S vj f f S D j L D j =h j +b ha h j 2.d-b h j + b D j = 2 ha h j > 2.d-b a külsı parciális terhekre vonatkozó parciális tényezı a 16. táblázatból. f f ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 62

63 Az ezekbıl a képletekbıl számított húzóerıt nem szabad kisebbre venni, mint ami abból a nyomatékból adódik, melyet a merev testnek tekintett falra ható S L függıleges terhelés önmagában okoz. c) Vízszintes tolóerı F L a fal tetején levı b szélességő sávon, lásd a 30. ábrát. Csupán a T fj húzóerı nagyságának kiszámításához feltételezhetı, hogy ez az erı a 30. ábra szerint oszlik meg a fal felsı részén. Innen ahol T fj = 2 Svj f f FL Q tan 45 o ' / 2 ϕ p 1 Q = = d + b / 2 Zs f f ( 1 Q) h j a külsı súlyteherre vonatkozó parciális tényezı a 16. táblázatból. A most leírt képletbıl számítható húzóerıt nem szabad kisebbre venni, mint amekkorát a merev testnek tekintett falra ható F L vízszintes teher által keltett nyomaték okoz. d) ahol Tcj c' = 2 S vj f ms K a c a hatékony feszültségekhez tartozó kohézió; f ms a c -re alkalmazandó parciális tényezı a 16. táblázatból. [MEGJEGYZÉS: Ügyelni kell arra, hogy a számításban megbízható c szerepeljen. Szemcsés talajok esetében a megállapított értéket befolyásolhatja, ha nehéz a Mohr-körökre jól illeszkedı egyenest találni. Kohéziós talajok esetében a laboratóriumban mért értéket befolyásolhatja a törés módja, vagy a terepen hosszú idı alatt kialakuló berepedések.] A helyi stabilitás ellenırzése Ellenırizendı a j-edik erısítı elem szakadási ellenállása és tapadásának elnyíródása a felszorzott terhek viselése közben. a) Szakadás. A j-edik erısítı réteg húzási ellenállása legyen elég a helyi állékonyság kielégítésére: TD T j f n ahol T j a szerint számított legnagyobb érték, T D az erısítés szerint számított húzási ellenállásának tervezési értéke; f n a tönkremenetel következményeire vonatkozó parciális tényezı a 3. táblázatból. b) Tapadás. Az erısítés j-edik rétegében levı elemek P j kerülete feleljen meg a helyi állékonyság igényének, legyen: ahol Pj µ Lej P j T j f fs f f ( f γ + f ) fs f p 1 h j fn T j f ws α'bc c' Lej + fms f p fn a j-edik rétegben levı erısítı elemek alsó és felsı felületeinek összesített vízszintes szélessége egy fal-folyóméteren; a szerint számított legnagyobb húzóerı; a talaj önsúlyához rendelet parciális tényezı, amelyet a T j -vel azonos tehercsoportosítás szerint vesznek a 16. táblázatból; a felszíni súlyterhekhez rendelt parciális tényezı, amelyet a T j -vel azonos tehercsoportosítás szerint vesznek a 16. táblázatból; µ a töltésanyag és az erısítı elemek közötti súrlódási tényezı; L ej a j-edik erısítı réteg elemeinek a csúszólapon túlnyúló hossza, lásd 31. ábra; ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 63

64 w s felszíni állandó jellegő súlyteher; f p az erısítı elem kihúzódási ellenállásához tartozó parciális tényezı a 16. táblázatból; f n a tönkremenetel gazdasági következményeit figyelembe vevı parciális tényezı a 3. táblázatból; α bc a talaj és az erısítés közötti kapcsolat adhéziós együtthatója; c a talaj hatékony feszültségekhez tartozó kohéziója; f ms a c értékhez rendelt parciális tényezı a 16. táblázatból. Szabad azt feltételezni, hogy ahol α' tanϕ' p µ = fms α a talaj és az erısítés közötti súrlódó kapcsolat tanϕ p -vel megadott értékeihez rendelt súrlódási együttható; a tanϕ p -hez rendelt parciális tényezı a 16. táblázatból. f m Horgonyzott földtömeg Számos horgonyzási rendszer létezik (l. a 32. ábrát). A horgonyban fellépı húzóerıket a gyel összhangban kell számítani. A szakadás elleni helyi biztonságot a vagy szerint kell kimutatni. A helyi állékonyságot kielégítı kihúzódási ellenállás bizonyítása az, hogy Puj T j f f ahol p P uj f p n a horgony kihúzódási ellenállásának végértéke; az erısítés kihúzódási ellenállásához tartozó parciális tényezı a 16. táblázatból; f n a tönkremenetel gazdasági következményeit figyelembe vevı parciális tényezı 3. táblázat T j a j-edik erısítési szintre vonatkozó legnagyobb érték a bıl Egy j-edik szinten levı horgony elem kihúzással szembeni törı-ellenállása: P uj =P sj + P aj és ahol P sj =2 µ. B s σ vj.l ej P aj =4 K p B a.t a σ vj P sj a horgonyok j-edik rétegében a potenciális törési felületen kívül esı horgonyszár vagy hurok-elem súrlódó ellenállása; P aj a j-edik rétegben levı horgony tömbszerő teherviselı képessége; µ a talaj/erısítés -ra vonatkozó súrlódási együttható a ben adott képlet szerint; B s egy horognyszár vagy hurok tartós vízszintes területe; K p a vízszintes passzív földnyomás tényezıje; B a a horgonyfej tartós szélessége; t a a horgonyfej tartós magassága; σ vj a j-edik horgonyrétegre ható függıleges nyomás; L ej a horgonyszárnak a lehetséges törési felületen kívüli hossza. MEGJEGYZÉS: ahol csavarmentes kapcsolatokat használnak, ott a horgonyszár keresztmetszeti területét a húzó feszültségnek megfelelıen kell számítani. A injektált horgonyelemeket talajhorgonynak kell tekinteni, és a kihúzódási teherbírásukat a BS 8081-ben megadott összefüggésekbıl kell meghatározni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 64

65 Ékstabilitás Ebben a szövegben az ék lehet bármilyen alakú és bármekkora, és feltételezzük, hogy merev testként viselkedik. Bármely ék stabilitása fennmarad, ha a lehetséges csúszólapon mőködı súrlódó erık, illetve a töltésben levı erısítırétegek vagy horgonyok csúszólapon kívüli részén ébredı ellenállások képesek az elmozdulást okozó terheléseknek ellenállni, l. 33. ábra. A következı a 16. táblázat szerinti mennyiségekkel felszorzott terheket és erıket kell számításba venni: az ék saját súlya; a felszínen levı egyenletesen elosztott terhek, w s ; függıleges sávterhelés, S L ; a potenciális csúszólapon mőködı súrlódó és kohéziós erık; a csúszólapon mőködı normálerı. A potenciális csúszólapokat a 33. ábrán feltüntetett jellemzı a, b, c, stb. pontok mindegyikére elvégzett vizsgálat alapján kell kiválasztani. Az ékre ható erıket föl kell bontani két, egymásra merıleges irányú összetevıre. Az erık egyensúlyának feltételi egyenleteit megoldva adódik az a T teljes húzóerı, amelyet az erısítés elemeinek vagy a horgonyoknak kell viselniük. Minden egyes vizsgált pontra vonatkozóan a T legnagyobb értékét kell meghatározni a különbözı ékekre elvégzett nagyszámú egyensúlyi számítások alapján. Ezután a maximális T erıt és az ennek megfelelı β szöget kell alapul venni az éket egyensúlyban tartó horgonyelemek súrlódási-kihúzódási kapacitásának tervezéséhez, lásd és a 34. ábra. Egy a tetejéig súrlódó anyagból épített támfalnál és ha a vele megtámasztott térszínen csak egyenletesen megoszló teher mőködik a potenciális csúszólap hajlásszöge β =45 o -ϕ p /2 értékőre vehetı. Az összetettebb, általános esetekre viszont semmiféle tájékoztatás nem adható, sem a legnagyobb T értékre vezetı csúszólaphajlásra, sem a vizsgálandó pontok számára. Ezeket minden egyes szerkezet esetében próbálgatással kell megkeresni. Szabad azt feltételezni, hogy a lehetséges csúszólap soha nem metszi a hídtöltésre támaszkodó fejgerendát (33b. ábra, fent). Ha a szerkezet homlokfala egyetlen elembıl áll, akkor az ennek eltörésével elıálló új helyzetet is meg kell vizsgálni Az ék állékonyságának ellenırzése Az erısítı elemek valamely egyedi rétege által teremtett ellenállásként a következı két lehetıség közül a kisebbiket kell alapul venni: a) a beágyazott réteg azon részének súrlódási ellenállása, amely a lehetséges csúszólapon kívül esik, vagy a talajhorgonyok esetében a horgonyok azon töltésbe ágyazott részének kihúzódási ellenállása, amely kívül esik a lehetséges csúszólapon (amit azonban figyelmen kívül kell hagyni, ha a potenciális csúszólap és a horgony eleje közötti távolság kisebb 1 m-nél); avagy b) az adott réteg elemeinek szakadási ellenállása. Az erısített-talaj éket kihorgonyzó elemek rétegeinek összesített ellenállása akkor kielégítı, ha: m Tdj m Pj Lej α' bc c' T vagy f fs h j f f ws T j=1 f n j f p f µ γ + µ + n f =1 ms ahol T Dj a j-edik erısítı réteg húzási ellenállásának tervezési értéke, lásd 5.3.3; f n a tönkremenetel következményeit számításba vevı parciális tényezı, l. 3. táblázat; P j az erısítı elem alsó és felsı vízszintes felületének összegzett szélessége; L ej az erısítı elemeknek az ellenálló zónában levı, azaz a potenciálisan törési éken kívüli, hossza, lásd 33. ábra; f p az erısítés kihúzódási ellenálláshoz rendelt parciális tényezıje, lásd 16. táblázat; w s a súlyterhekbıl származó megoszló felszíni teher, lásd 28. ábra; α bc a talaj és az erısítés közti kapcsolatban a kohézióra vonatkozó adhéziós együttható; c a talaj hatékony feszültségekhez tartozó kohéziója; f ms a c -re alkalmazandó parciális tényezı, lásd 16. táblázat Az összegzésben minden egyes rétegre a kisebb értékét kell figyelembe venni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 65

66 A használhatósági határállapot Meg kell vizsgálni a kivitelezés utáni belsı mozgások lehetséges alakulását, lásd a 23b. ábrát. Értelemszerően be kell vonni a tervezés ellenırzési feladatai közé a következı tényezıket, melyek befolyásolhatják a használhatóságot: a) a polimer anyagú erısítések kivitelezés utáni belsı kúszási alakváltozása; b) az erısített talajként használt telített, kötött talajok kivitelezés utáni kúszási alakváltozása. A polimer anyagok tengelyirányú húzási merevsége a kúszás folytán az idıvel csökken. A kivitelezés vége és a kiválasztott tervezési élettartam vége között bekövetkezı fajlagos alakváltozás megbecsülhetı az ezen két idınek megfelelı terhelések alakváltozási görbéibıl. A 35. ábra mutatja be az eljárást, ahol T avj a fal j-edik szintjén levı erısítésben keletkezı átlagos húzóerı. A szerkezet a használhatósági állapotnak akkor felel meg, ha a kivitelezés utáni nyúlás nem nagyobb a 24. táblázatban megadottaknál Az összefogott súlyos tömeg vizsgálati módszer A szerkezeten belüli földnyomási tényezı Mind a teherbírási, mind a használhatósági határállapot esetében K 0 értékre kell felvenni a földnyomási tényezıt a fal tetejének magasságában, majd lineárisan K a értékőre kell csökkenteni a 36. ábrán látható z 0 =6 m mélységig. Eszerint ahol K z z K0 1 + Ka z0 z0 = ha z z 0 K = K a ha z z 0 z a H erıtani magasság felsı szintje alatti mélység Teherbírási határállapot Egy erısítési réteg helyi stabilitása A fal teteje alatt h j mélységben levı j-edik réteg által ellensúlyozandó legnagyobb T j húzóerı a következı rész-erık összegzésébıl adódik: T j = T pj + T sj + T fj súrlódó töltésanyag esetében T j = T pj + T sj + T fj T cj kohéziós-súrlódó töltésanyagban ahol a folyóméterre vonatkozó T pj, T sj, T fj és T cj mennyiségek a következıképpen származtathatók. Minden egyes erısítési rétegben a 27. ábrán látható különbözı erıhatásokból származó részmennyiségeket kell kiszámítani, ezek összege a keresett erı, amelyet tartani kell. 1) A szerkezet önsúlyából, bármely felszíni egyenletesen megoszló terhelésbıl, valamint a falra ható külsı erık okozta nyomatékból származó terhelés az erısítı rétegben, lásd a 28. ábrán T = K σ S pj vj vj ahol K a az erısített tömegre érvényes földnyomási szorzó a szerint; σ vj az erısítés j-edik szintjén ható függıleges feszültség; S vj az erısítések függıleges térköze a j-edik szintnél; továbbá R vj σ vj = L j 2 e j ahol R vj L j e j a felszorzott függıleges erıknek a külsı sávterhelés nélkül számított eredıje az erısítés j-edik rétegén; a j-edik erısítı réteg hossza a falban; a j-edik rétegre ható függıleges R vj eredı erı külpontossága az L j -re vonatkoztatva. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 66

67 Az önsúlyból, a felszíni egyenletes megoszló teherbıl és a külsı terhelésbıl adódó nyomatéknak tartalmaznia kell a külsı sávterhelések S L l és F h hatásait, lásd a 37. és 38. ábrán. 2. S L függıleges teher a 37. ábra szerinti sávon a következı erıt kelti az erısítı rétegben: T ahol sj v ( h j, d ) Svj = K σ ', σ v (h j,d )= f ahol F B f Q F 2 B d' + b' F h j B d' b' h j a következı függvény szerinti (dimenzió nélküli) mennyiséget jelenti: itt 2 X F B = + arctan X π 1+ X 2 arctanx radiánban értendı X (d + b ) / h j illetve (d b ) / h j Q a sáv alatti talpfeszültség, 37. ábra; f f a külsı terhekhez tartozó parciális tényezı; S vj a j-edik szinten levı erısítés függıleges térköze Mivel a függıleges σ v feszültség változik az erısítés hossza mentén, minden h j mélységő szinten ki kell számítani ezt a változást különbözı d értékek behelyettesítésével. A kapott σ v (h j,d ) értékek használatával számítható T sj, amelyik tehát maga is függ a h j és d pont helyzetétıl. Az erısítés mentén változó σ v használható az erısítés tapadási kapacitásának meghatározására, a szerint. 3) A fal tetején levı b szélességő sávon ható vízszintes F L nyíróerıbıl az erısítı rétegben keletkezı erı, 38. ábra: T fj 2 f f F L S vj h j = 1 b + b d d ahol a korábbiakon kívül f f a külsı terhekhez rendelt parciális tényezı, lásd 16. táblázat. A T sj és T fj értékekben nem jelenik meg semmiféle feszültségeloszlás a szerkezet homlokfalával párhuzamos irányban. Pontosabb elemzést lehet végezni, ha a homlokfallal párhuzamosan a a sávteher ilyen irányú S Ll hosszától függıen a következı eloszlást vesszük figyelembe: 0 < h j < 0,75.S Ll mélységig a homlokfallal párhuzamos irányú eloszlás V:H=1:4 h j > 0,75.S Ll mélységtıl a homlokfallal párhuzamos irányú eloszlás V:H=3:4 4) A kohézió miatt az erısítı rétegben mőködı erı a következı értékkel módosul: Tcj = 2 S vj c' f ms K ahol c a hatékony feszültségekhez tartozó kohézió; f ms a c -höz rendelt parciális tényezı, lásd 16. táblázat; K a szerinti földnyomási együttható MEGJEGYZÉS: Ügyelni kell arra, hogy a számításban megbízható c szerepeljen. Szemcsés talajok esetében a megállapított értéket befolyásolhatja, ha nehéz a Mohr-körökre jól illeszkedı egyenest találni. Kohéziós talajok esetében a laboratóriumban mért értéket befolyásolhatja a törés módja, vagy a terepen a hosszú idı alatt kialakuló berepedések. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 67 L j

68 A legnagyobb húzóerık helyét összekötı vonal Egy támfal esetében feltételezhetı, hogy a legnagyobb húzóerık helyét összekötı vonal a 39. ábrán látható logaritmikus spirális. A számítás céljaira felvehetı, hogy a vonal a 40. ábra szerinti 2. vonalnak nevezett két egyenessel helyettesíthetı. Ha a szerkezet sáv-terhet is hordoz, akkor ennek hatása befolyásolhatja a 2. vonal helyzetét. Ha a sávteher a 40. ábrán megszabott helyzető 2. vonalon belül helyezkedik el, akkor e vonal felsı, 1:6 hajlású (a vízszintessel kb. 80 o -ot bezáró) része helyett olyat lehet alapul venni, amely a sáv hátsó széléhez fut ki. Nem kerülhet viszont a szerkezet H m egyenértékő magasságánál kijjebb a 2. vonal. Ez a H m a következı két méret (lásd a 19b. ábrán!) a nagyobb: i) H, vagy ii) H 1 + Q m /γ 1, ahol Q m a homlokfal mögötti 0,5.H 1 nagyságú területre esı átlagos nyomás, mely a Meyerhof-módszer szerinti számítható, és mindegyik parciális tényezı 1-nek veendı. γ 1 a 24. ábra szerinti talajtérfogatsúly; Ha a szerkezeten sávteher van, akkor a legnagyobb húzások helyét összekötı, 2. vonalként definiált vonalon kívül egy másik ilyen vonalat kell számításba venni, ez a legnagyobb húzások 1. vonala. Az 1. és 2. vonalakat szemlélteti a 41. ábra. Ilyenkor a legnagyobb húzás helye ott feltételezhetı, ahol az erısítés akár az 1. akár a 2. vonalat metszi, A számítások céljára az 1 vonal a 42. ábrán látható módon ésszerősíthetı Húzóerı az erısítésekben A húzó erıket három helyen számítják: a homlokfalnál; a legnagyobb húzások 1 vonalánál; a legnagyobb húzások 2 vonalánál. A szerint számított T j értékek az erısítésben keletkezı legnagyobb erık, amelyeket a különbözı teherhatások összege kelt. Az erısítésen belül ez az erı változik a hossza mentén, és a különbözı helyekre vonatkozóan szorzótényezıkkel lehet meghatározni ıket. Súrlódó töltésanyag esetén a homlokfalnál T j = a o T pf + T sj + T fj az 1 vonalnál T j = a 1 T pj + T sj + T fj a 2 vonalnál T j = T pj + T sj + T f Kohéziós-súrlódó töltésanyagban T p j = T j T cj Ezekben az a 0 és a 1 az alábbiak szerint változó értékek: ha h j Z 2 akkor a 0 = 0,85 ha h j > Z 2 akkor a 0 = 1-0,15(H 1 -h j )(H 1 -Z 2 ) Továbbá ha h j Z 1 akkor a 1 =1 ha Z 1 < h j < Z 0 akkor a 1 =a 0 + (1- a 0 )(Z 0 - h j )/(Z 0 - Z 1 ) ha h j Z 0 akkor a 1 =a 0 A fentiekben Z 0 (d + b/2) és H 1 közül a kisebb; Z 1 egyenlı a sáv b szélességével; Z 2 1,5 (H 1 /2 X); X az aktív zóna szélessége a sáv talpánál? MEGJEGYZÉS: A fenti képletekben T sj az erısítıréteg vizsgált pontjához tartozó érték. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 68

69 Az erısítés tapadási kapacitása A nem-nyúlékony vasalások esetében az aktív és az ellenálló zónák közötti határvonal a 39. ábrán látható, ám tervezési célra szabad használni a 40. ábra szerinti, ezzel egyenértékő vonalat is. A sávterhet viselı szerkezetek esetében a tapadást az 1 és 2 vonalakon kívüli tartományban kell ellenırizni, lásd a 4l. és 42. ábrákon. Ezt kell összehasonlítani az erısítésben az ezen pontoknál keletkezı húzóerıvel. Az erısítés rétegeinek T j tapadási ellenállása ahol T j f p L 2 B µ f fs v f p σ fn L L sj ( x) dx az erısítés kihúzódási ellenállásához tartozó parciális tényezı, 16. táblázat; 2 az erısítés két oldala miatt; B az erısítés szélessége; L az erısítı elem teljes hossza; L aj az erısítı elem hosszának az a része, amelyik kívül esik a maximális húzóerık j-edik szintre számított zóbáján; µ a súrlódási tényezı (lehet µ, ha az indokolt) a függıleges feszültségek szintjén; σ v (x) a függıleges feszültség az erısítés valamely x koordinátájú helyén; f n a tönkremenetel gazdasági következményeit figyelembe vevı parciális tényezı, lásd 3. táblázat; a 17. vagy 18. táblázat szerinti parciális tényezı. f fs Az erısítés vagy a horgonyok szakítási ellenállása a használati idı végén Bármelyik rétegben feleljen meg az erısítési elem kapacitása a következı feltételnek: ahol TD fn T j T D f n T j a szerinti maximum; az erısítés ellenállásának szerint számított tervezési értéke; a tönkremenetel gazdasági következményeihez rendelt parciális tényezı, l. 3. táblázat Az általános belsı állékonyság elemzése A szerkezeteket úgy kell megtervezni, hogy bármelyik erısítı rétegnek meglegyen a szerinti helyi állékonysága. Általában nem szükséges további állékonyság-elemzés. Ha viszont a szerkezetnek szokatlan alakja van, vagy ha koncentrált terheket hord, amelyekkel a jelen szabályzat nem foglalkozik, akkor lehet, hogy az eddig leírt helyi egyensúlyi eljárások nem kielégítık és el kell végezni a szerinti általános stabilitás vizsgálatot. A 43. ára mutat olyan szerkezeteket, amelyeknél követelmény ez az általános stabilitásvizsgálat Használhatósági határállapot Valamely szerkezet használhatósági határállapota szokásosan az alakváltozásainak függvénye. Az alakváltozás az erısítés azon fajlagos alakváltozásainak összege, amely a kivitelezés közben, terhelés alatt és a késıbbi kúszás hatására jön létre a használati idı során. Fém anyagú vasalások vagy horgonyok kúszása elhanyagolható s ezért az ε j alakváltozás a j-edik vasalási vagy horgonyzási szinten ahol ε j T ajv E A j T = E A j a j-edik erısítı réteg hosszára átlagolt húzóerı; az erısítı elem vagy horgony rugalmassági modulusa; a j-edik erısítı réteg vagy horgony keresztmetszeti területe. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 69

70 Horgonyok esetében szükséges lehet magának a (32. ábra szerinti) horgony-elemnek a kúszását is kiértékelni a rugalmas talajokra vonatkozó süllyedésszámítási elvek alapján. 6.7 Homlokzatok Általános elvek Az erısített talajtámfalak és -hídfık teherviselését alapvetıen az erısítés és a talaj együttdolgozása teszi lehetıvé. Kell, hogy a szerkezet homlokzata adja meg annak külsı alakját; nyújtson esztétikus képet; óvja a feltöltött talajt az idıjárási hatásoktól; támassza meg az egyes erısítési szintek közötti talajt; horgonyként hasson az aktív zónában levı erısítésre. A homlokzat legyen erıs, tartós és képes a szerkezet élettartama alatt eleget tenni a rendeltetésének, lásd 12. táblázat Szerkezeti kialakítás A homlokzatok a szerkezet feladatától függıen változatos alakúak lehetnek. Készíthetık betonból, fából, acélból vagy valamilyen polimer anyagból, alakzatuk lehet önálló elem, a szerkezet teljes magasságára kiterjedı elem vagy geotextília. A homlokzatok alakjára és szerkezetére vonatkozó követelményeket a 9. fejezet ismerteti Szerkezeti terhek a homlokzaton A homlokzatokat úgy kell megtervezni, hogy legyenek alkalmasak a következıkbıl származó terhek elviselésére: vízszintes talajnyomások és az ennek megfelelı húzási reakcióerık, amelyek az erısítés és a homlokfal összekapcsolásánál mőködnek; a fölöttük elhelyezett egységek által ébresztett erıhatások; függıleges irányú nyíróerık, amelyeket a homlokfal és a töltésanyag relatív elmozdulásai gerjesztenek, valamint az ezekhez társuló bármiféle húzóerık; bármilyen ideiglenesen vagy állandóan mőködı külsı erık A homlokfalak süllyedései és tőrései A homlokfalak süllyedéskülönbségre és belsı mozgásokra vonatkozó tőrését a alfejezet valamint a 21. és 24. táblázatok ismertetik. 6.8 Kapcsolódás a homlokfalakhoz Általános szempontok A szerkezet erısítését legyen az akár geotextília, georács, sávszerő elem vagy horgony rendes körülmények között hozzá erısítik a homlokfalhoz. Geotextília-erısítéső támfalak vagy hídfık esetében ez az anyag egyidejőleg alkothatja az erısítést és a homlokzatot is. Az erısítés és a homlokfal összekapcsolásának különféle eseteit a 9. fejezet tárgyalja A kapcsolatokban keletkezı terhek. Ezeket a 25. táblázat szerint kell számításba venni A kapcsolóelemek tervei A fém anyagú kapcsolóelemeket akár fém, akár polimer anyagú erısítéseket kötnek össze a homlokfallal valamint a fém-anyagú erısítések egymáshoz kapcsolását a szerint kell megtervezni. A polimer anyagú erısítések kapcsolatait a szerint kell megtervezni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 70

71 25. táblázat Az erısítés és a homlokfal közti kapcsolatok terhei teherbírási és használhatósági határállapotban Hátrahorgonyzott ék módszer Minden olyan homlokfal esetében, amely, vagy amelynek kapcsolatai mozgásokra képesek T conn =0,75 T j talp T conn =1,00 T j Merev homlokfal, pl. teljes magasságú panel, melyek kapcsolatainál nincs lehetıség mozgásra T conn =1,00 T j talp Összefogott súlyos tömeg vizsgálati módszer Hajlékony homlokfal, pl. U-alakú fémelemek T conn =0,75 T j 0,6 H talp T conn =1,00 T j Tagolt homlokfal, pl. különálló betonidomok T conn =0,85 T j 0,6 H talp T conn =1,00 T j Merev homlokfal, pl. teljes magasságú panel, melyek kapcsolatainál nincs lehetıség mozgásra T conn =1,00 T j talp Fém anyagú kapcsolatok Általános szempontok Acél anyagú fém-kapcsolat méretezésénél tekintettel kell lenni a korrózióra, kivéve, ha biztosítják a kapcsolat egész tervezett élettartamára a korrózió elleni védelmet, a következık szerint. a) A 7. táblázat szerinti elveszı vastagsággal, amely érvényesítendı a talajjal érintkezı kapcsolatok összes alkotó elemének külsı felületén. b) A 7. táblázat szerinti elveszı vastagság felével, minden fém-fémhez kapcsolat egymással szorosan érintkezı, vagy a kapcsolatba egészen bezárt belsı felületén. A kapcsolóelemek minden keresztmetszeti adatát az elvesztett vastagságok levonása után megmaradó méretek alapján kell számításba venni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 71

72 Lyukasztások távolságai l Minimális osztásköz A valamely acél kapcsoló elemen átvezetett rögzítı alkatrészek (csap, retesz, tolózár) középpontjai közötti távolságnak nem szabad kisebbnek lennie, mint az ezen alkatrész vagy bármely más, a kapcsolaton átfőzıdött darab szár- vagy törzsátmérıjének 2,5-szerese Maximális osztásköz Ezekre a következı ajánlások vannak a) Bármely irányban. A b-ben leírt eset kivételével a két szomszédos kapcsoló elem középpontja közötti távolság ne legyen nagyobb 32 t-nél vagy 300 mm-nél attól függıen, hogy melyik a kisebb ahol t a vékonyabb kapcsolódó rész névleges vastagsága. b) A terhelı feszültség mőködésének irányában. A ban leírt eset kivételével a húzásra vagy nyírásra igénybevett kapcsolatokban a terhelı feszültség vonalában sorakozó és az adott teherbıl részesedı két kapcsoló elem középpontja közötti távolság ne legyen nagyobb 16 t-nél, vagy 200 mm-nél, attól függıen, hogy melyik a kisebb. c) Él-menti csatlakozás. Kivéve a ban leírt esetet, két szomszédos, egy vonalba esı, a külsı kapcsolt rész élével párhuzamos kapcsoló elem középpontja között, nem szabad ( t)-nél vagy 200 mm-nél nagyobb távolságnak lennie, attól függ, melyik a kisebb Lépcsızetesen eltolt osztásközök Ha kötıelemeket egyenlı közökben lépcsızetesen helyezik el, és nyomtávuk, ami a lyukközéppontok alkotta szomszédos sorok egymás közötti oldalirányú távolságát jelenti, nem nagyobb 75 mm-nél, akkor a b és c szerinti legnagyobb középpont távolságokat meg kell növelni 50%-kal Valamely él és végzıdés egymás közötti távolsága Egy rögzítı elem középpontja nem kerülhet valamely alkatrész éléhez 1,2 d-nél, vagy a ben leírt méretnél közelebb, ahol d a rögzítı (vagy az összekötendı elemeken átfőzıdött más) alkatrész átmérıje Az acél kapcsolóelemek teherbírása Általános szempontok Az acél anyagú kapcsolatokat a hosszú idıtartamra érvényes teherbírási határállapotra kell tervezni Tengelyirányban húzott kapcsolatok teherbírása A húzásra igénybevett kapcsolati elemben keletkezı σ c húzófeszültség: ahol σ Tc c = ac T c a c σ t f m f n σ t fm fn a kapcsolati elemben mőködı legnagyobb húzóerı; a húzott keresztmetszeti terület a szerint a vizsgált esethez illı szakítószilárdság, a 6, 10 és 11. táblázatok szerint; az adott esethez illı, az és az A melléklet szerint számolt parciális tényezı; a tönkremenetel gazdasági következményeire vonatkozó parciális tényezı A kizárólag nyírásra igénybevett kapcsolati elemek teherbírása A nyírásra igénybevett elemben keletkezı átlagos nyírófeszültség: ahol τ Vc c = n aq V c σ q fm fn az adott elem maximális terhelése; ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 72

73 a q n σ q f m a nyírás síkjába esı, a gyel összhangban számolt keresztmetszeti terület; a nyírásnak ellenálló felületek száma; a vizsgált alkotóelemben a helyzethez illı nyírószilárdság, lásd 6., 10. és 11. táblázat; az adott esethez illı, az és az A melléklet szerint számolt parciális tényezı A húzott és nyírt alkatrészek szilárdsága Az egyidejőleg húzó- és nyíróerıkkel igénybevett kapcsolati elemeknek összhangban kell lenniük a vel és mal, a bennük keltett húzó és nyírt feszültségek együttesére teljesüljön, hogy: ahol σ c σ t 2 τ c + σ q σ c, σ t, τ c és σ q f m 2 1 f f m n a ben és ban már definiált mennyiségek, az adott esethez illı, az és az A melléklet szerint számolt parciális tényezı A nyomásra igénybevett elemeinek teherbírása Az összekötött részek közötti legnagyobb nyomás legyen: ahol Vc kb σ σ bc b = aeb fm fn V c a eb k b a kapcsolt részek között továbbadott legnagyobb terhelés; az adott tehernek ellenálló, a szerint számolt terület; 4, ha a végtıl mért távolság 3.d c és 1,92 ha ez 1,2.d c. (Az ezen két távolság közötti esetekre szabad k b értékét lineárisan interpolálni); d c az adott részen átvezetett rögzítı elem névleges átmérıje; σ bc a helyzethez illı nyomószilárdság a és 11 táblázatból; f m az adott esethez illıen, az és az A melléklet szerint számolt anyag-szorzó. Ha valamely élhez csatlakoztatott elem esetében a feszültség irányában mért távolság kisebb 3.d c -nél, akkor csak az éllel szomszédos elemre vonatkozik a csökkentett kapacitás. A szerint az elemek összesített nyomási ellenállásának egyenlınek kell lennie az éltıl távolabbi részek teljes és az éllel szomszédos elem redukált kapacitásának összegével Hosszú összekötések Ha a kapcsolat végsı rögzítı elemeinek középpontjai között, a felvett erı irányában mért L távolság nagyobb 15.d c -nél, akkor mindegyik elem szerint meghatározott szilárdságát csökkenteni kell a következı k r szorzóval: K r =1-(L - 15.d c )/200, de legyen K r 0, Hajlított kapcsoló elemek Általános szempontok Ahol valamely kapcsolat elemei olyan erık hatása alatt állnak, amely bennük hajlítási feszültségeket ébreszt, akkor feltételezhetı, hogy teljes mértékben meg van akadályozva az oldalirányú kibicsaklásának lehetısége, ha egészen körül van fogva a talajjal és a talaj képes teljes mértékben oldalirányú megtámasztást adni. A hajlító feszültségek hatása alatt álló terület keresztmetszeti modulusát és inerciáját a szerint kell kiszámítani, figyelembe véve az adott elem bármilyen lyuk vagy egyéb ok miatt csökkent méretét. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 73

74 Egyirányban hajlított alkatrészek szilárdsága Valamely egy irányban hajlított alkatrész M d hajlítási teherbírása ahol M d M σ t Z f m f n t Z = σ M fm fn a vizsgált elemben keltett legnagyobb nyomaték a helyzethez illı húzószilárdság a 6., 10. és 11. táblázatokból; a gyel összhangban számolt keresztmetszeti modulus; az adott esethez illı, az és az A melléklet szerint számolt parciális tényezı; a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı parciális tényezı Két irányban hajlított alkotó elemek Ha valamely elemet két tengelyre vonatkozó nyomaték hajlít, úgy legyen: M x,max M y,max + 1,0 M d,x M d,y ahol M x,max és M y,max az X-X, illetve Y-Y tengelyre vonatkoztatott, egyidejőleg mőködı két maximális nyomaték; M d,x és M d,y az ezeknek megfelelı, a vel összhangban számolt nyomatéki ellenállás Egyidejő nyomaték és tengelyirányú húzás hatása alatt álló alkatrészek Bármely keresztmetszetben legyen ahol T c a c + M x Z x T c és a c M x és M y Z x és Z y σ 1 f m M y + Z y σ t f m f n a ben definiált mennyiségek; az X-X és az Y-Y tengelyekre vonatkoztatott, egyidejőleg mőködı maximális nyomatékok; a vizsgált elem X-X, illetve Y-Y tengelyre vonatkoztatott, a gyel összhangban számolt keresztmetszeti modulusai; az adott esetnek megfelelı szakítószilárdság a 6., 10. és 11. táblázatból; az adott esethez illıen, az A melléklet szerint számolt parciális tényezı Egyidejő nyomaték és nyírás hatása alatt álló alkatrészek Bármely keresztmetszetben legyen: vagy ahol σ et + τ σ ec + τ σ et, σ ec τ σ t f m σ t fm fn σ t fm fn a szélsı szálban a hajlításból keletkezı maximális húzó és nyomófeszültségek; az egyidejőleg mőködı legnagyobb nyírófeszültség; az adott esethez illı, a 6., 10. és 11. táblázatból vett szakítószilárdság; az adott esethez illı, az és az A melléklet szerint számolt parciális tényezı Egyidejőleg hajlított, nyomott és nyírt alkatrészek Bármely keresztmetszetben legyen ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 74

75 vagy ahol σ et + σ + σ b et σ b + τ σ ec + σ σ b ec σ b + τ σ t f m f n σ t f m f n σ et, σ ec, σ b és τ a hajlításból, nyomásból és nyírásból egyidejőleg származó feszültségek; σ t az adott esethez illı, a 6., 10. és 11. táblázatból vett szakítószilárdság f m az adott esethez illı, az és az A melléklet szerint számolt parciális tényezı; f n a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı parciális tényezı A acél anyagú kapcsolatok teherbírásának meghatározása és a próbaterhelések A kapcsolati elemek teherbírását szabad próbaterheléssel és az elegendı számú mintán nyert eredmények statisztikai elemzése alapján meghatározni. 6.9 Talajszegezés falak létesítéséhez A talajszegezést a kontinentális Európában és az USA-ban széleskörően használják ideiglenes vagy végleges falak építésére. Jelenleg még nem terjedt el az a módszer az Egyesült Királyságban. A talajszegezést általában bevágásban épülı falak stabilizálására használják. Egy ilyen fal építésének módja: amint a munka elırehalad, a fejtéssel feltáruló falat vasalással látják el, lásd Az erısítés passzív állapotban levı rudak valamely raszterben való bejuttatását jelenti, melyek lényegében húzott elemként mőködnek; szokás szerint merılegesek a falra vagy enyhén lefelé lejtenek. E módszert alkalmazva és felülrıl lefelé haladva fokozatosan alakul ki az erısített talajtömeg. Az erısítési pontok közötti talaj omlását elhárítandó, szükséges valamilyen burkolt felület kialakítása, ezt általában vasalt lövellt betonnal készítik. A homlokfelület lehet függıleges vagy ferde, lehetnek rajta padkák, lásd 44. ábra. Elkészülte után egy szegezett talajtámfal bizonyos mértékig hasonlít az erısített töltésbıl kialakított támfalhoz. Mindazonáltal lényeges különbség adódik abból, hogy a szegezett talajtámfalat felülrıl lefelé, fokozatos kifejtés és szegezés in-situ talajerısítés közben építik, míg az erısített talajtámfal a töltésanyag és az erısítés fokozatos elhelyezése közben alakul ki. Definíció szerint nehéz szegezett talajtámfalat készíteni víz alatt. Ilyen körülmények között speciális rendszabályokra van szükség, mint például a talajvízszint süllyesztése vagy a vízelvezetés végett végzett szivattyúzás, stb. A szegeket kétféleképpen lehet bejuttatni: a) lyukfúrással, majd a furatba cementhabarcsot juttatva; b) veréssel, vibrálással vagy belövéssel. A szegeket általában acélból készítik, ámbár egyéb anyagokat is használtak már A vasalt lövellt-beton burkolatot számítás szerinti vastagsággal készítik, ami fıleg a szegek hálózatának elrendezésétıl függ, ám a felhasznált lövellt-beton tényleges mennyisége gyakran nagyobb lesz a tervezett szelvény túlfejtése miatt. Más eljárásoktól például az erısített töltésekétıl eltérıen a szegezett talajtámfal készítésének van egy kritikus mozzanata, tekintettel a helyi vagy általános stabilitásra. Ez utóbbi lehet kisebb is az építés fázisában, mint mikor már kész a fal. A bevágás helyi stabilitása a földmunka végzésének idején közvetlenül függ a kifejtett föld magasságától. A talajszegezési eljárások jól beváltak a meglévı támfalak megerısítésére és kijavítására. A jelenlegi megoldásokat és tervezési módszereket tekintik át: [34], [35], [36]. A helyszínen tapasztalt viselkedés részleteirıl a Clouterre francia kutatási projekt számol be, [37]. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 75

76 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 76

77 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 77

78 A szerkezet kiinduló méretei 6.4 A külsı állékonyság ellenırzése 6.5 Az erısítés fajtájának kiválasztása 3.2 Belsı állékonyság Kihorgonyzott föld Hátrhorgonyzot földék módszer Összefogott súlyos tömeg módszer Az egyes horgonyrétegek által felveendı húzóerık számítása Az egyes erısítı rétegek által felveendı húzóerı számítása Az egyes erısítı rétegek által felveendı húzóerı számítása to A horgonyok kihúzódási ellenállásának számítása A helyi állékonyság, a szakadás és a tapadás ellenırzése Az erısítés befogásának számítása A hosszú idı után várható szakdás ellenırzése vagy Az földék állékonyságának ellenırzése és A hosszú idı után várható szakadás ellenırzése A használhatóság ellenırzése és A használhatóság ellenırzése A használhatóság ellenırzése A belsı elcsúszás ellenırzése Szokványos terhek illetve alakzatok esetében a belsı részletek terveinek véglegesítése Az összefogott súlyos tömeg módszer esetében a nem-szokványos terhekre/alakzatokra az erısítés/kihorgonyzás elrendezésének ellenırzése a helyi egyensúlyt az ék-stabilitással vizsgálva és A kapcsolatok megtervezése 6.8 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 78

79 18. ábra. Erısített talajtámfalak tervezési folyamata. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 79

80 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 80

81 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 81

82 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 82

83 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 83

84 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 84

85 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 85

86 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 86

87 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 87

88 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 88

89 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 89

90 7. Fejezet. ERİSÍTETT RÉZSŐK TERVEZÉSE 7.1 Általános szempontok A rézsők erısítésére számos felhasználási lehetıség adhat okot, ilyenek: új létesítmény töltésanyagának megerısítése, lásd 45a. ábra; megcsúszott rézsők erısítése, 45b. ábra; bevágási rézsők helyben levı talajának erısítése, 45c. ábra; meglevı, de csak kevéssé állékony bevágás- vagy töltésrézső erısítése, 45d. ábra. Ez a fejezet a függılegesnél laposabb rézsők erısítésére ad irányelveket. A függılegestıl legfeljebb 20 -on belül eltérı rézsők akár a 6. fejezetben írottak szerint is tervezhetık. A 45. ábrán bemutatott esetek különbözı megközelítést kívánnak és ezért, a következı részek külön-külön tárgyalják ıket. A meredek homlokzatú erısített talajszerkezetek sőrő erısítése általában merev szerkezetet eredményez, ezért az erre ható talajnyomásokat számításba kell venni. Ahogyan a homlokfelület hajlásszöge eltér a függılegestıl, úgy mérsékelıdik a megtámasztott talaj befolyása és ezzel együtt a stabilitásnak az a hányada, amelyet az erısítés teremt meg. A határállapotra tervezı módszereket a határegyensúlyra vonatkozó esetekbıl származtatták és a jelen szabályzat a legáltalánosabb módszereket ismerteti. Az erısítés nélküli rézsők esetében szokásos más határegyensúlyi módszereket is szabad alkalmazni az erısített földrézsőkre is, de nagyon gondosan vizsgálni kell a vizsgálat feltételezéseit, hogy tisztázzuk az eljárás alkalmazhatóságát. A rézsők hajlásszögét valamelyest figyelembe kell venni az alkalmazandó vizsgálat módszerének megválasztásakor, de inkább a felület típusát és a kivitelezés módját befolyásolja (lásd 9.3.4). Ezért meg kell különböztetni a 45 -nál meredekebb és az ennél laposabb rézsőket. Rendszerint szükséges valamilyen formában burkolni a meredek rézsőket, hogy lehetséges legyen az erısítés bekötése az aktív zóna irányába, illetve az erózióvédelem céljából. A lapos rézsőket hosszú távra többnyire növényzet telepítésével védik az erózió ellen. Egyes alkalmatos töltésanyagoknak még 45 -nál is kielégítı a stabilitásuk ahhoz, hogy ne csússzanak el mélyebb csúszólap mentén, és hogy ne legyen szükség a szerkezet burkolására. A kevéssé alkalmas töltésanyagok esetében gyengébb közbensı erısítı rétegek is beiktathatók a felszín állékonyságának biztosítására. Ezért lehetséges a 45 -os rézső felületet kialakítani, tömöríteni és karbantartani a felszínének állandó vagy ideiglenes megtámasztása nélkül is. 7.2 Az erısített részük tervezése során alkalmazandó parciális tényezık Általános szempontok A határállapotra való méretezés gondolatmenete az, hogy a talaj önsúlyát és a külsı terheléseket alkalmas parciális tényezıkkel megnövelik, ugyanakkor megfelelı parciális tényezıkkel a talaj egyéb jellemzıit és az erısítés ellenállásának karakterisztikus értékét. A 7. fejezetben leírt eljárásokat a 2. fejezetben leírt tervezési elvek szerint kell alkalmazni. A jelen szekcióra érvényes parciális szerzıket a 26. táblázat tartalmazza A terhekhez tarozó parciális tényezık A talaj térfogatsúlyát, melyre a parciális tényezı vonatkozik, a karakterisztikus értékével kell alapul venni (l. 3.5), és számítani kell a szemcsék fajsúlyának, szemeloszlásának és tömörség változásaira. A külsı terhek, amelyekre a parciális tényezık vonatkoznak, az eredeti, felszorzatlan karakterisztikus értékek legyenek. Ahol lehetséges, a meredek rézsők teherkombinációi legyenek olyanok, mint a falakra a ben elı írottak Az anyagokhoz rendelt tényezık A 26. táblázat tartalmazza a talaj nyírószilárdságának ϕ p és c csúcsértékeire vonatkozó tényezıket. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 90

91 Az erısítés anyagát az és az A melléklet szerint az erısítés fajtájára és a tervezett élettartamra is ügyelve kell vizsgálni A talaj és az erısítés közötti kölcsönhatás tényezıi Egy erısített földrézsőben két alapvetı érintkezési felület fordulhat elı: a talaj csúszása átmetszi az erısítéseket; az erısítés kihúzódik az ellenálló vagy aktív zónából A tönkremenetel gazdasági következményei Az erre vonatkozó f n parciális tényezıt az erısítés ellenállásának tervezésénél kell számításba venni a 3. táblázat szerint. 26. táblázat A 7. fejezetben használandó parciális tényezık Rész tényezık Teherbírási határállapot Használhatósági határállapot Terhekre Talaj egységnyi tömegére, pl. töltés f fs =1,5 f s =1,0 súlyára Külsı súlyterhekre, pl. vonalmenti f f =1,2 f f = 1,0 vagy pontszerő terhekre Külsı mozgó teherre, pl. forgalomból f q = 1,3 f q =1,0 származó teherre Talajra tanϕ p -re f ms =1,0 f ms =1,0 c -re f ms =1,6 f ms =1,0 Az erısítés anyagára Az erısítés húzási ellenállására f m feleljen meg az erısítés fajtájának és tervezett élettartamának (lásd és A melléklet) Az erısítést átmetszı felületre f s =1,3 f s =1,0 A talaj és erısítés közti kölcsönhatásra Külön biztonsági tényezı Az erısítés kihúzódási ellenállására Elcsúszás a szerkezet talpán, ahol talaj érintkezik talajjal f p =1,3 f p =1,0 f s =1,2 Nem értelmezhetı 7.3 Alkalmazási területek Az erısített földrézsők létrehozásának két fı csoportja lehet a) az új, fejtett vagy kicserélt töltésanyag erısítése vízszintesen fektetése a töltésanyag tömörített rétegeire (45a. és 45b. ábrák); b) a meglevı/helyén maradó talaj erısítése a résző felülete felıl bejuttatott, a terv szerinti, célszerő hajlásszögő erısítéssel (45c. és 45d. ábrák) 7.4 Töltésanyagok erısítése A tervezés alapelve Az erısített földrézsők állékonyságát illetı ajánlások szokványos esetekben ugyanazok, mint az erısített falak esetére a 6. fejezetben írottak. Ahogy változik a rézsőhajlás, úgy változhat a külsı és a belsı stabilitás jelentısége, a tervezés a belsı tönkremenetel változataira irányul (46. ábra). Mindamellett ellenırizni kell a belsı és a külsı állékonyságot is Határállapotok A teherbírási határállapotok között figyelembe veendık a következık: a) külsı állékonyság elvesztése: az altalaj teherbírásának kimerülése és dılés jellegő tönkremenetel (47a. ábra); ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 91

92 elcsúszás (47b. ábra); csúszás az erısített földtömeg körül (47c. ábra). b) belsı állékonyság elvesztése: az egyes erısítı elemek elszakadása (48a. ábra) csúszás az erısítı elemek kihúzódásával (48b. ábra); c) összetett állékonyságvesztés: az egyes erısítı elemek elszakadása (49a. ábra); az egyes erısítı elemek kihúzódása (49 b ábra). Az erısítés által felveendı legnagyobb teher a teherbírási határállapotban legyen: ahol T T j f T j T D D n a rézső bármely j-edik erısítı rétegében keltett legnagyobb húzóerı; az erısítés húzási ellenállásának tervezési értéke az szerint; f n a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı parciális tényezı a 3. táblázat szerint. A használhatósági határállapotok között mérlegelendık: 1) Külsı stabilitás: a rézső süllyedése, lásd 50a. ábra. 2) Belsı stabilitás: az erısítés nyúlása a kivitelezés után (50b. ábra); a töltésbe épített telített, finomszemcsés talajok építést követı kúszása (50c. ábra). Elıfordulhat, hogy a teherbírási határállapot esetében a külsı stabilitás mérlegelése nem is annyira a törés, mint inkább a használhatatlanság problémájára fog rávilágítani. Például az altalaj teherbírása inkább deformálódási, mintsem törési probléma Külsı stabilitás A meredek rézső külsı állékonyságának vizsgálata az erısített talajtámfalak 6.5 szerinti szokásos eljárását követi. A számításba veendı talajjellemzıket és a fı terheket az 51. ábra szemlélteti. A lapos részük külsı állékonyságát rendes körülmények között a körcsúszólapos eljárások valamelyikével vizsgálják. Ha az ilyen állékonyságvizsgálatok azt jelzik, hogy lehetséges a csúszás egy vagy több változata is, akkor számos választék kínálkozik: a rézsőhajlás csökkentése; az erısített tartomány megnövelése; jobb minıségő töltésanyag használata; az altalaj javítása; ellensúly kialakítása, pl. padkával; könnyő töltésanyag, pl. pfa használata; erısítés a rézsőalakzat alapsíkján, lásd a 8. fejezetben; víztelenítés a pórusvíznyomás csökkentése végett. Meredek rézsők esetében a 47. ábrán látható határesetek mindegyikét fel kell mérni. Hogy az altalaj teherbírásának kimerülése (47a. ábrarész) és elcsúszás (47b. ábrarész) ne következhessen be, ahhoz a rézső L erısítési hossznak kell elég nagynak lennie (51. ábra) ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 92

93 7.4.4 Belsı állékonyság Általános elvek Az erısített rézső belsı állékonysága az erısítés azon képességétıl függ, hogy mennyire viseli el a ráháruló terheket. A stabilitásvizsgálatot általában a határegyensúlyi módszerek alapján végzik, ehhez illesztve a vizsgált határállapotnak megfelelı parciális tényezıket. Sok módszer közül lehet válogatni. Ezek lehetnek kettıs-ék -módszerek, [38], [39]; kör- vagy nem-körcsúszólapos módszerek, [40]; logaritmikus spirális csúszólap menti csúszás vizsgálata, [41]; és összefogott-súlyostömeg módszer, [42] A kettıs-ék módszer Az eljárás az 52.a ábrán láthatóan két egyenesbıl összetett csúszási felület feltételezésén alapul. Bizonyítottnak tekinthetı, hogy ily módon ésszerően megközelíthetık a rézsőkben ténylegesen kialakuló potenciális törési felületek, [39], [43]. A módszer a Coulomb-féle föld-ék függıleges falra vonatkozó közelítı esetének logikus továbbfejlesztése. Amint a fal hajlása eltér a függılegestıl, a kritikus törési mechanizmus a kettıs-ék -kel azonosnak vehetı. Maga az elemzés különbözı felületekkel való próbálkozásokból áll, amelyeknél a kiválasztott törési felület fölötti talajtömeg egyensúlyát mérlegelik. E tevékenység is sokféle lehet, s a két ék érintkezési felületén feltételezett körülményektıl függ. Kritikus az a lehetséges törési felület, amelyhez a legnagyobb mozgatóerı tartozik, melyet a teherbírási határállapot elkerüléséhez egyensúlyban kell tartani (52a. ábra). Azon rézsők esetében, amelyeket fent egy vízszintes sík határol be, a teljes mozgatóerı úgy tekinthetı, mint az oldalirányú földnyomási feszültségek eredıje, amely a rézső magassága mentén a mélységgel lineárisan növekszik, lásd 52b. ábra. Ebbıl adódóan a felszínén nem terhelt rézsőre ható teljes mozgatóerı R h =0,5 f fs K γ H 2 ahol R h az egy folyóméterre esı teljes mozgatóerı a rézső felületére vetítve (52a. ábra); f fs a talaj térfogatsúlyára alkalmazott parciális tényezı, 26. táblázat; K a vízszintes és függıleges feszültségek viszonyszáma; γ a talaj térfogatsúlya; H a rézső függıleges magassága. Az erısítések közötti minimális függıleges térköz gyakorlatias okok miatt essék egybe a megfelelı töltésépítési rétegmagasságok egész számú többszörösével, amit viszont rendes körülmények között a tömörítés szempontjai szabnak meg. Egy-egy réteg terítési vastagsága szokásosan 150 és 300 mm között szokott lenni. A legnagyobb függıleges erısítési térközt viszont 1,0 m-ben kell behatárolni. Ez a korlátozás a burkolat állékonyságának praktikus megfontolásából ered, hiszen ezt a túl nagy erısítéstávolságok már érintenék. Az ezen alsó és felsı határok között az erısítés elszakadása elleni biztonságból számítható térköz: ahol Svj K S vj T j f fs h j f q w s ( f γ + ) fs T j h j f q w s a rézső j-edik erısítési szintjénél szükséges függıleges térköz; a rézső j-edik szintjének az erısítésben egy folyóméteren mőködı maximális húzóerı; a talaj térfogatsúlyára vonatkozó parciális tényezı, lásd 26. táblázat; a rézső magassága a j-edik szint fölött, lásd 52b. ábra; a külsı, egyenletesen megoszló terhelés parciális tényezıje, 26. táblázat; a felsı térszínen mőködı súly- vagy mozgó teherbıl származó (megoszló) nyomás. A teherbírási határállapotban a bekötési ellenállás biztosításához szükséges, hogy az erısítés L ej hosszúsága legyen (lásd 52 b ábra): ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 93

94 ahol Lej 2 L ej f p ( γ + ω ) h j f p fn T j α ' tanϕ' p s f ms α ' + bc c' f ms a rézső j-edik szintjén levı erısítés minimálisan szükséges bekötési hossza a számításból; az erısítés kihúzódásához rendelt parciális tényezı, 26. táblázat; f n a tönkremenetel gazdasági következményeit figyelembe vevı parciális tényezı, 6.2 táblázat; f ms a tanϕ p és c mennyiségekhez rendelt parciális tényezı; w s a felszíni súlyteherbıl adódó külsı nyomás; α a talaj és az erısítés közti kölcsönhatásnak a ϕ p súrlódási szögre vonatkozó súrlódási együtthatója; ϕ p a töltésanyag hatékony feszültségekhez tartozó súrlódási szögének csúcsértéke; α bc a talaj és az erısítés közti kölcsönhatásnak a c kohézióra vonatkozó együtthatója; c a töltésanyag hatékony feszültségekhez tartozó kohéziója Körcsúszólapos vizsgálat lamellákra bontással Az összetettebb rézsőalakzatokra, amelyeknek bonyolultabb az alakja, és többféle talajréteg alkotja, mind az erısítés nélküli, mind az erısített rézsőkre jól bevált a lamellás módszer, lásd 53a. ábra. Az erısített rézsők esetében feltételezik, hogy az egyes lamellák közötti belsı erıket figyelmen kívül lehet hagyni, egyrészt azon összetett hatás miatt, amelyet maga az erısítés gyakorol ezekre az erıkre, másrészt, mert az erısítés jelenléte azt eredményezi, hogy a vizsgált talajtömegen belül úgyis csak csekély alakváltozások jöhetnek létre. Azt is feltételezik, hogy az erısítı rétegek vízszintesek és csak ott veszik figyelembe a jelenlétüket, ahol valamelyik lamellánál átmetszik a feltételezett csúszólapot. A talaj és az erısítés együttes hatásából adódó stabilizáló nyomatéknak nem szabad kisebbnek lennie a talaj súlyából származó mozgatónyomatéknál. Ezeket a nyomatékokat a vizsgált tömeg forgási középpontjára kell vonatkoztatni. Az egyensúly megköveteli, hogy legyen M D M RS + M RR ahol M D a talaj súlyából és a felszíni teherbıl adódó mozgatónyomaték; M RS a talaj nyírószilárdságából adódó stabilizáló nyomaték; M RR a rézső erısítése által képzıdı stabilizáló nyomaték Ezek az 53a. ábra jelöléseivel: n M D = [( f fs W i + f q b i w si ) sinα i ] Rd i = 1 és ' c' tanϕ ( ) p b i + f fs W i + f q b i w si b i u i secα i n f ms f ms M RS = R d i= 1 tan ' ϕ p χ 1 + tanαi f ms továbbá ahol M f fs f q RR = m j= 1 T j Y j a talaj térfogatsúlyára vonatkozó parciális tényezı a 26. táblázat szerint; a külsı megoszló teherre vonatkozó parciális tényezı (16. táblázat); ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 94

95 w si az i-edik lamella tetején mőködı felszíni nyomás; c a töltésanyag hatékony feszültségekhez tartozó kohéziója; u i az i-edik lamellához tartozó csúszólapszakaszon mőködı pórusvíznyomás; ϕ p a töltésanyag hatékony feszültségekhez tartozó belsı súrlódási szögének csúcs-értéke; f ms a tanϕ p és c mennyiségekhez rendelt parciális tényezı, 26. táblázat; χ nyomatéki korrekciós tényezı. Teherbírási határállapot számításakor 1,25, a használati határállapot esetében 1,0; m az erısítı rétegek száma. Annak biztosítására, hogy teherbírási határállapot ne következzék az erısítés bekötési ellenállás elégtelensége miatt, a szerint kell az L ej hosszat meghatározni. Ugyanez a módszer használható lapos, kohéziós anyagú rézsők erısítésének vizsgálatára [44],[45]. Lényegében hasonló megközelítést alkalmaztak már nem-körcsúszólapos analízishez is Egyéb vizsgálati módszerek MEGJEGYZÉS: számos más módszer is létezik az erısített rézsők vizsgálatára. Ezek vagy a nyomatéki, vagy az erık vetületi egyensúlyon alapulnak Konjugált feszültségek elemzése E módszerben egy viszonylag egyszerő törési felületet feltételeznek és meghatározzák az ezen mőködı feszültségeket a konjugált feszültségek elmélete és a Mohr-féle feszültségi körök elemzése alapján, [46]. Noha ez valamelyest bonyolultabb a többi módszernél, mégis nagy analitikai lehetıségek rejlenek benne, minthogy számításba lehet vele venni a feszültségek helyi változásait, a mobilizált szilárdságot valamint a talaj és az erısítés tulajdonságait. Ezen felül ez a számítás a biztonság javára hibázik, mivel ez az egyensúlyt alulról közelíti. Ezzel ellentétben a körcsúszólapos módszerek az egyensúlyt felülrıl közelítik. Kétségtelen viszont, hogy az anyagi tulajdonságok meghatározása sokkal erısebben befolyásolhatja a tervezés eredményeit, mint a vizsgálati eljárások közötti különbözıségek, amelyek a legtöbb esetben másodlagos jelentıségőnek tekinthetık. E módszer alkalmazásának eredményeirıl számolnak be Murray és tsa. [40] Logaritmikus-spirális csúszólap Végeztek vizsgálatokat log-spirális csúszólap alapján is (53b. ábra). A nyomatéki egyensúly becslését tanulmányozta ilyen csúszólap mellett Leschinsky és Boedecker [47], valamint Bridle és Barr [48]. A log-spirális módszer egyszerővé teszi az eljárást, mert közvetlenül lehetséges a mozgatónyomaték meghatározása. Az erısítésbıl adódó stabilizáló nyomatéknak kell ezzel egyenlınek, vagy ennél nagyobbnak lennie, vagyis: M RR M o ahol M RR az erısítésbıl származó stabilizáló nyomaték; M o a mozgatónyomaték. Az 53b. ábra szerint és ahol M M o f fs f q w si u i χ RR = m j= 1 T j Y j n f fs Wi = = + f + ' ' q b w si R di cosθi u i b i cos ec Θ R sin i ϕ p di ϕ p χ i 1 a talaj térfogatsúlyának parciális tényezıje (26. táblázat); a külsı megoszló teher parciális tényezıje (26. táblázat); az i-edik lamellára ható felszíni teher; az i-edik lamellához tartozó csúszólapszakaszon mőködı pórusvíznyomás; nyomatéki korrekciós tényezı, mely teherbírási határállapot esetén 1,15, használhatósági határállapotban pedig 1,0. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 95

96 Annak biztosítására, hogy teherbírási határállapot ne következzék az erısítés bekötési ellenállás elégtelensége miatt, a szerint kell az L ej hosszat meghatározni Összefogott súlyos tömeg módszer Ezt a falak esetében használt módszert alkalmazták már rézsők tervezésére is (53c. ábra). Ekkor is szerepel a két ékre vonatkozó törési mechanizmus az oldalirányú földnyomásra és a maximális húzóerık helyét jelzı vonalakra vonatkozó, a rézsők laposabb hajlásszöge miatti módosításokkal [42]. Ez a módszer a meredek, nem-nyúlékony erısítéssel készített rézsőkre alkalmazható. Az összefogott súlyos tömeg esetében a szerinti összetett állékonyságvesztés vizsgálatát csak akkor végzik, ha a szerkezetnek szokatlan az alakja vagy koncentrált erık terhelik, amit egyébként nem tárgyal a jelen szabályzat Lapos rézsők Ezek belsı állékonyságának vizsgálata ugyanolyan, mint a meredek rézsőké. Az erısítések felszín felıli megfogása viszont nehezebb, mert sok esetben nincs burkolat. Ilyenkor az erısítés teherbírását behatárolja a rézsőfelület közelében lehetséges bekötési hossz. Úgy találtak, hogy a felszínközeli állékonyság vizsgálatában fontos a talaj súrlódási szögének megfontolása a felszínhez közeli alacsony nyomófeszültségek tartományában, mert ez a szög alkalmasint sokkal nagyobb lehet, mint a rézső belsejében, a nagy befogási nyomások tartományában Összetett állékonyságvesztés A lehetséges csúszólapok keresése során valamilyen összetett állékonyságvesztésre is juthatnk. Ez akkor fordul elı, midın a lehetséges csúszólap egyik része az erısített zónában, a másik pedig a rézső háttöltésében van, 54. ábra. Az erısítés hatását csak az azt metszı szakaszon szükséges figyelembe venni. Az erısítés anyagának és a kötıdésének törését egyaránt figyelembe kell venni. A belsı stabilitás vizsgálatának változatos módszerei kiterjeszthetık erre az esetre is Használhatósági hatások l Általános szempontok Az 50. ábra szemlélteti azt a három használhatósági határállapotot, amelyeknek meg kell felelni. Az erısített földrézsők használhatósága az esetek többségében nem meghatározó probléma, kivéve amikor a rézsőnek rendeltetésszerően kell külsı álló terheket viselniük. Ilyen esetekben a támfalakra a ban megismert használhatósági határokat kell megfelelı módon a rézsőkre alkalmazni A rézső altalajának összenyomódása A rézső süllyedése (50a. ábra) a szokásos esetekben nem okoz gondot, ügyelni kell viszont a szerkezet egészének emiatti deformálódására, mert ez többletfeszültségeket ébreszt az erısítésben Az erısítés nyúlása az építés után Általában az erısítés építés utáni megnyúlása nem vezet határállapothoz, ezért még elfogadhatók a kb. 5%-nyi fajlagos alakváltozások. Ha viszont a körülmények különleges tőréseket igényelnek (pl. süllyedés érzékeny terhet kell a rézsőn elhelyezni) akkor a szerint lehet eljárni A telített, finomszemezés talajok építés utáni kúszási alakváltozása Ezt nehéz számítani. Ezért ha arra kell gondolni, hogy miatta határállapot következik be, akkor gondoskodni kell a hibátlan vízelvezetésrıl és/vagy az erısített zóna szigetelésérıl. Ajánlatos továbbá jobb töltésanyagot használni Csúszások javítása A csúszás azon a felületen következik be, elıször amelyen a biztonság 1 alá süllyed. Ezért valószínő, hogy a mélyebben fekvı felületeken is elfogadhatatlanul csekély mértékő biztonság van, ezért a javítás megkezdése elıtt a rézső állékonyságát teljes egészében meg kell vizsgálni. Ezért nem megfelelı, ha csupán visszaépítik a megcsúszott tömeget. Az viszont helyes, ha vízelvezetést építenek ki a talpnál és a földkiemelés hátoldalán, mielıtt visszahelyezik a töltésanyagot, mert ezzel oly mértékben csökkenthetık a víznyomások, hogy a rézső egészében elfogadható lesz a biztonság anélkül, hogy további földkiemelés történne. A megcsúszott rézső anyagát általában vissza lehet építeni az ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 96

97 erısítéssel együtt, így általában elfogadható biztonságú rézső jön létre. Léteznek külön a rézsőjavítások tervezésével kapcsolatos vizsgálati módszerek, [44], [49] A töltésanyag tömörítése A töltésanyagot az általánosan elfogadott szabályzatok szerint kell tömöríteni, ide értve a tömörítı eszközök használatát a rézsőfelszín közelében, lásd Ez esetben a meredek rézsők felszínét úgy kell kialakítani, mint egy szerkezetet Vízelvezetés Az erısített töltésben rendszerint gazdaságos megoldás a pórusvíznyomás csökkentése, mert ezáltal kevesebb erısítés szükséges. Emiatt célszerő lehet vízelvezetı réteg építésére az erısített töltés hátoldalán, hogy ezzel megszakítsák a magasabb hely felöl áramló víz útját, továbbá szükséges lehet paplanszivárgót építeni az erısített feltöltés alá. Kötött töltésanyag esetén hatékonyabb lehet szabályos távolságokban vízvezetı rétegeket beépíteni, ezzel akadályozva a pórusvíznyomás kifejlıdését. 7.5 Helyi talaj erısítése Általános szempontok A jelen alfejezetben ismertetett eljárásokban nem bontják meg a helyben maradó talajt, eltekintve az erısítés bejuttatásától. A módszerek alkalmazhatók a károsodott állapotú, de nem teljes mértékben tönkrement támfalak vagy rézsők esetében, hogy megelızzék a szerkezet további romlását, vagy hogy lehetséges legyen a meglevı rézső meredekebbé alakítása. Ezek az eljárások új szerkezetek esetében is alkalmazhatók. Négy változatuk: talajszegezés; hálózatban elhelyezett gyökér vagy mikrocölöpök; talajtüskézés ( dübelezés ); talajhorgonyok. A jelen szabályzat további részei a talajerısítés esetében csak a talajszegezésre térnek ki. A mikrocölöpöket a talajszegezés különleges változatának lehet tekinteni, de a tervezésük valamelyest eltér azokétól, minthogy nyomásra vannak igénybe véve. A módszert Lizzi ismerteti [50], [51]. A talajtüskézéshez nagy átmérıjő, nagy hajlítási merevségő cölöpöket alkalmaznak, valójában nem is tekinthetı összetett talajerısítési rendszernek [52]. A talajhorgonyzást elterjedten használják támszerkezetekhez és sziklarézsőkben. Noha úgy tőnik jelentıs lehetıségek rejlenek benne a talajrézsők esetében is, e használatuk eddig még nem volt gyakori. Utalunk a BS 8081-re A talajszegezés elvi alapjai Ez az eljárás sok tekintetben olyan, mint a hagyományos talajerısítés, ahol az erısítı elemeket általában húzás felvételére használják. A talajszegezésnek két fı területe van. Az egyik az új bevágási rézsők kialakítása (lásd a 45 c ábrát), a másik a nem-állékony vagy potenciálisan veszélyeztetett rézsők javító munkálatai, lásd 45 d ábra, [35], [53], [54], [55], [56], [57], [58]. E módszer a támszerkezetek esetében is javallott, lásd 6.9, [59], [60]. Végsı kialakításában a talajszegezés olyan, mint az erısítés. A döntı különbség a készítésük módjában van, fıként abban, hogy a szegeket közvetlenül a szálban álló tömegbe juttatják be, mintsem a töltéssel együtt hoznák létre ıket, mint az erısített töltések erısítéseit, lásd 55. ábra. Ezen kívül a bevágási felületek kialakítása felülrıl lefelé halad, ezért a legfelsı szegek kapják legelıször a terhelésüket. Az erısített töltések esetében a készítés módjából következıen az alsó erısítési elemek terhelıdnek legelıször. Ez a kivitelezésbeli különbség befolyásolhatja a terhek megoszlását Határállapotok A szegezett talajrézsők teherbírási határállapotai hasonlók az erısített földrézsőkéihez, lásd A szegezett földrézsők használhatósági határállapotai is olyanok mint az erısített talajok esetében (7.4.2), viszont a szegezés esetében valamelyes mozgások szükségesek a szegezett tömeg belsejében ahhoz, hogy mobilizálódjanak az állékonysághoz szükséges húzó- illetve nyírófeszültségek. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 97

98 7.5.4 Külsı állékonyság Ennek szempontjai azonosak az erısített rézsők és támfalak esetével, lásd Belsı állékonyság Általános szempontok Minden erısítési rendszernek köztük a talajerısítésnek is egyik fı célja a terhelések szétosztása az egyes elemek között. Ezért ha egy elem túlterhelıdik, eléri a lehetséges súrlódásának határát, akkor megcsúszhat, és ezzel tehertöbbletét átadja a többiekre. A talajszegezés további elınye, hogy kiegészítı szegeket lehet létrehozni, ha a szerkezet mozgása nagyobb az eredetileg feltételezettnél. Feltételezik, hogy egy szegezett talajrézső belsı törése egy kvázi-merev test elfordulásából származik és hogy két zóna különböztethetı meg, egy aktív és egy passzív, melyeket az a csúszólap választ el, amely mentén a mozgás kialakul. A felületnek kinematikailag megengedhetınek, a geometriai mozgásoknak lehetségeseknek kell lenniük. A törési felület alakjára különbözı ajánlások léteznek: ék, kettıs ék, körcsúszólap és logaritmikus spirális. A szegekben gerjesztett terheket az ellenálló zónába továbbítják, ezzel kap megtámasztást az aktív zóna. A szegek húzó és nyíróerıibıl adódik a kedvezıtlen erık és a talaj rendelkezésre álló nyírási ellenállásának különbségébıl származó erı- és nyomatéki egyensúly hiányát pótló erıhatás. Noha a deformációs modellt rendszerint kétdimenziósnak veszik fel, bizonyos esetekben a háromdimenziós is elıfordulhat, pl. aszimmetrikus szegezés esetén, vagy ha változik a szerkezet alaprajza. A tervezés lépései: a) a kritikus csúszólap és az aktív zóna egyensúlyának fenntartásához szükséges ellenálló erı és nyomaték meghatározása; b) a húzó- és nyíróerık meghatározása egy kezdeti, állandó térköző és hajlású, valamint állandó merevségő és hosszúságú szegkiosztás esetére; c) minden egyes szint ellenırzése figyelemmel már az építési fokozatokra is a törés lehetısége szempontjából, amely lehet: 1) a szeg elszakadása a csúszólapnál; 2) a szeg kihúzódása a passzív zónából; 3) a szeg meghajlása vagy elnyíródása a csúszólap környékén; 4) a talaj szeg ellen kifejtett teherbírásának kimerülése; d) új és javított elrendezés és ismételt helyzetelemzés. Szükséges különösen az új rézsők esetében azt is biztosítani, hogy a még megerısítetlen magasságok ellenálljanak az ideiglenes erıhatásoknak A belsı állékonyság értékelésének módszerei Ki kell választani azt az eljárást, amelynek célja a legkedvezıtlenebb törési felület meghatározása. Az ismert eljárások megfelelnek a rézsők állékonyságvizsgálatához általában használt módszereknek, ámbár más törési felületeket is szabad alkalmazni, lásd Ha a talajszegezést nem-állékony rézső állapotának javítására használják, akkor figyelmet kell fordítani bármely, már kialakult törési felületre. Meg kell állapítani a csúszólap geometriai adatait, és a helyzetnek megfelelı nyírási paramétereket kell alapul venni, pl. ahol ez indokolt a reziduális értékeket, hogy értékelhetı legyen az ilyen körülmények közötti stabilitás. A belsı állékonyság számításában jelentıs szerepe lehet a szegek nyírási ellenállásának és megkövetelhetı a számításba vétele. Ez viszont ellentétbe kerülhet az erısített töltések vizsgálatával, amelyben feltételezik, hogy az erısítések hajlékonyságuk miatt csak húzóigénybevételt viselnek, és nyírásukat nem veszik figyelembe. Ez utóbbi feltételezés alapján lehetséges csupán az egyensúly követelményébıl egyetlen megoldásra jutni. Viszont a szegek által képviselt nyírási ellenállással kiegészítve a húzóerıket statikailag határozatlanná válik a feladat. Számos vizsgálati eljárást javasoltak a szegezett rézsők állékonyságának vizsgálatára. A legelterjedtebben használatosak a két-ék módszer és a logaritmikus spirális eljárás. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 98

99 A két-ék módszer A határegyensúly megközelítésének általános formája alapozható a két-ékes törési mechanizmusra, [43], [52], [56], [61]. Az ilyen közelítés nagy elınye, hogy a lehetséges csúszólapok széles tartománya tekinthetı át, s a módszer egyszerően programozható a számítógépes vizsgálathoz. Az 56. ábra mutat egy próbaképpen felvett törési felületet. Feltételezik, hogy az erısített zóna állandó szélességő és határa párhuzamos a rézsővel. És azt is feltételezik, hogy az erısített zóna hátsó felülete abban a tartományban van, ahol a két törési sík összemetszıdése elıfordulhat; ez ugyan nem alapvetı követelmény, de úgy látszik van haszon e közelítésben, mert azokon a szerkezeteken, amelyeket törésre vizsgáltak, azt tapasztalták, hogy ez a régió felel meg a természet rendjéhez igazodó elválási helyzetnek [59]. Az ilyen analízis további korlátja, hogy nem veszi számításba a felsı felület ferdeségébıl eredı reakcióerı vízszintes összetevıjének hatását. Csak a tömegbıl származó függıleges összetevıt veszik figyelembe, bár ez a közelítés összhangban levınek látszik a határegyensúlyi módszerek általában alkalmazott közelítéseivel. Az 1. és a 2. zónákra ható erık vízszintes vetületébıl levezethetıen (lásd 56. ábra) Az 1. tartományban ( W T sin ω ) tan ϕ ' Θ + T cos ω = Q cos η sin η tan ϕ ' Θ a 2. tartományra: ahol W 2 tan(θ 2 - ϕ ) = Q [cosη+sinη tan (Θ 2 -ϕ )], W 1 W 2 az 1. tartomány felszorzott önsúlya; a 2. tartomány felszorzott önsúlya; Q az 1. és 2. tartományt elválasztó határfelületen átadódó erı T a szegek együttesében keltett húzóerı Rendezés után e két egyenlıségbıl T számítható. Bizonyos esetekben különösen meredek felülető rézsőknél és támfalaknál a legkedvezıtlenebb törési feltételt az egyetlen sík csúszólap szolgáltatja s ilyenkor az elıbbi kifejezések egyszerősödnek, lévén ekkor Θ 1 =Θ Logaritmikus spirális módszer A logaritmikus-spirálisként felvett csúszólapon alapuló módszereket, [35], [37], [48], [62], ajánlják a talajszegezés számításaihoz is és a valós mérető jelenségek megfigyelése tanúsítja, hogy ily módon ésszerő egyezés mutatkozik a tényleges szerkezet esetével. A log-spirális eljárás a nyomatéki egyensúly feltételén alapul, és így alkalmas lehetıséget kínál a szegekben keletkezı nyírás és húzás kiszámítására. A kritikus helyzető log-spirális csúszólap meghatározásának alapelvei az 57a. ábrán láthatók. A mozgatónyomaték közvetlenül számítható (lásd 57b. ábra): ahol Mo M o f fs f q w si u i n f fs Wi = = + + ' ' fq bi ωsi Rdi cosθi ui bi cos ec Θ sin i ϕ p Rdi ϕ p χ j 1 a rézső egyensúlya ellen ható mozgatónyomaték; a talaj térfogatsúlyához tartozó parciális tényezı, 26. táblázat; a felszíni teherhez tartozó parciális tényezı, 26. táblázat; az i-edik lamellára ható külsı teher; az i-edik lamellához tartozó csúszólapszakaszon mőködı pórusvíznyomás; χ nyomatéki korrekciós tényezı, mely teherbírási határállapotban 1,15, használhatósági határállapotban pedig 1,0. Mértékadó az a csúszólap, amelyre a legnagyobb M o érték adódik. Kell, hogy az erısítés által kifejtett kedvezı nyomaték, M RR legyen: M RR M O ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 99

100 Ha a talajszegezés állékonyságát vesztett rézső javítására alkalmazzák, figyelni kell bármely, már kialakult csúszólapra. Meg kell határozni az ilyen törési felület geometriai adatait, és az ehhez illı nyírószilárdsági paramétereket kell felhasználni. Az 57c. ábra részletezi hogyan alakul a log-spirális módszer esetén az ω j hajlású szegbıl származtatható stabilizáló nyomaték számítása. A szegek együttes nyomatéki ellenállása: M RR = M RT + M RV, ahol M RT a szegek húzási ellenállása által kifejtett összes stabilizáló nyomaték; M RV a szegek nyírási ellenállásából adódó stabilizáló nyomaték. Vagyis: és ahol M RT M RV T j R dj m = T j Rdj sin( Θ j ω j ) j= 1 M V j R dj cos J = 1 ( Θ ω ) =, j j a rézső j-edik szegében keletkezı húzóerı, lásd 57c. ábra; a log-spirálnak a j-edik szeg és a csúszólap metszéspontjához tartozó sugara, 57c. ábra; Θ j az R dj -nek a vízszintessel bezárt szöge, 57c. ábra; ω j a j-edik szeg hajlásszöge a vízszinteshez képest, 57c. ábra; V j a rézső j-edik szegében keletkezı nyíróerı, 57c. ábra. Különbözı módszereket fejlesztettek ki arra az esetre, ha a szegekben keltett nyíróerıt kell meghatározni, hogy úrrá lehessen lenni a statikai határozatlanság problémáján. Schlosser [35], valamint az RDGC [37] a képlékeny munkavégzés maximumára alapozzák az eljárást a szegre ható, megengedhetı oldalirányú földnyomás és a bekötési ellenállás határainak megszabásával. Bridle és Barra [48] az oldalirányban terhelt keskeny cölöpökre vonatkozó elméletet vették át a szegek elmozdulásának meghatározásához és a kinematikai kompatibilitást használják a szegekben keletkezı nyíróerık kiszámítására A szegek terhelésének ellenırzése Ahol a szegek csupán húzással akadályozzák a lecsúszást, ott ellenırizni kell az elszakadásukat, kötıdésüket az ellenálló és az aktív zónában. Utalunk a következıkre, ha a szegeket húzás és nyírás egyaránt terheli: RDGC [37], Bridle és Barr [48], vagy Jewell [57] Használhatósági határok A szegezett rézsők belsı állékonyságát érintı használhatósági határok hasonlók az erısített töltésrézsőkéihez, lásd Ahol különleges betonburkolatot készítenek, ennek többlet-deformációi is a használatósági határállapot körébe tartoznak, ezért vizsgálandók. A szegezéses eljárás nagy elınye, hogy az eredeti kivitelezést követıen bármikor beiktathatók többletszegek, hogy a deformációkat kézben lehessen tartani. 7.6 Burkolatok Rendszerint elég nehéz állandó növényzetet telepíteni a meredek rézsők szabad felszínén. Ezért ilyenkor többnyire állandó burkolatra van szükség az erózióvédelem és a homlokfal állékonyságának biztosítása végett, 6.7; és Szükség lehet a burkolatra akkor is, ha azt az erısítı elemhez rögzítve biztosítják az erıbevitelt az aktív zónába. A lapos rézsőkön általában lehetséges növényzetet telepíteni. Viszont valamennyi idıt vesz igénybe ennek kifejlıdése. Ezért lényeges lehet, hogy rövid idıre erózióvédelmet teremtsenek, és egyáltalán olyan környezeti feltételeket hozzanak létre, amelyek kedvezık a megfelelı növényzet megtelepedéséhez. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 100

101 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 101

102 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 102

103 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 103

104 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 104

105 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 105

106 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 106

107 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 107

108 8. Fejezet. GYENGE ALTALAJON ÉPÜLİ TÖLTÉSEK ALAPERİSÍTÉSÉNEK TERVEZÉSE 8.1 Általános elvek Azért használnak talajerısítést a töltések alatt, hogy ezzel növeljék a töltések ellenállását annak elkerülésére, hogy az altalaj túlzott mértékő alakváltozása vagy elnyíródása miatt a töltésben törési állapot alakuljon ki. Jelenleg két alkalmazási terület létezik: a) töltésépítés puha vagy nagyon puha altalajon; b) töltésépítés felszínsüllyedésre hajlamos területen. E két esetet külön tárgyalják a következı alfejezetek. A jelen fejezet alkalmazási területe a földmővek alapozására szorítkozik, mert másféle szerkezetekre ma még nincs elég tapasztalat. 8.2 A gyenge altalajon épülı töltések alaperısítésének tervezéséhez használt parciális tényezık Általános szempontok Az alaperısítések tervezésének és vizsgálatának többsége a határegyensúly elve alapján közelíti a feladatot, ahol egy általános biztonsági szorzóval kell számolni. Mivel az ilyen módszerek az egyensúly figyelembe vételén alapulnak, könnyen megfogalmazható a határhelyzet, megnövelvén a talaj súlyát és a mozgó terheket a megfelelı parciális tényezıkkel és csökkentve a talaj jellemzıit, valamint az erısítés ellenállását az ezekhez illı parciális tényezıkkel. A 8. fejezetben leírt tervezési módszerek alapjai a 2. fejezetben és az 5.3-ban írottak. A jelen fejezetre vonatkozó parciális szorzókat a 27. táblázat tartalmazza. 27. táblázat A 8. fejezetben használandó parciális tényezık áttekintése Parciális tényezı Teherbírási határállapot Használhatósági határállapot Teherre Talajtömegre, pl. a töltés anyagára f fs =1,3 f fs =1,0 Külsı súlyterhekre pl. sáv vagy pontszerő terhekre f f =1,2 f f =1,0 Mozgó, pl. közlekedésbıl f q =1,3 f q =1,0 származó teherre A talaj nyírószilárdságára tanϕ cv -re f ms =1,0 f ms =1,0 c -re f ms =1,6 f ms =1,0 c u -ra f ms =1,0 f ms =1,0 Az erısítésre Az erısítés ellenállására f m legyen összhangban az erısítés típusával és a tervezett élettartammal (lásd és A melléklet.) A talaj és az erısítés Az erısítést átmetszı csúszásra f s =1,3 f s =1,0 közti kölcsönhatásra Az erısítés kihúzódására f p =1,3 f p =1, A terhekre vonatkozó parciális tényezık A talaj súlyához rendelt parciális tényezıvel a talaj térfogatsúlyának (2.5 szerinti) karakterisztikus értékét kell növelni, és tekintetbe kell venni a talaj fajsúlyának, szemeloszlásának és tömörségének változásait. A külsı terhek karakterisztikus értékeit is parciális tényezıkkel kell növelni Az anyagokra vonatkozó parciális tényezık A teherbírási határállapot mérlegeléséhez 1-nél nagyobb parciális tényezık tartoznak a c és c u értékekhez. A ϕ cv -hez rendelt parciális tényezı azért egységnyi, mert ez a paraméter már amúgy is teherbírási határállapotra vonatkozik. Az erısítés anyagának parciális tényezıjét az anyag ellenállásának alapértékéhez kell használni, értéke igazodjék az erısítés fajtájához és ahhoz a tervezett idıtartamhoz, ameddig szükség van az erısítésre. A helyes f m érték meghatározásának módja feleljen meg az cikkelyben és az A mellékletben írottaknak. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 108

109 A talaj és az erısítés együttdolgozására vonatkozó tényezık. Kétféle együttdolgozásra vonatkozó paraméter fordulhat elı: a talajban kialakuló csúszás átmetszi az erısítést; az erısítés kihúzódik a talajból A tönkremenetel gazdasági következményei A gazdasági következményeket az erısítés ellenállásának tervezési értékéhez rendelendı f n parciális tényezıvel kell figyelembe venni, a 3. táblázat szerint. 8.3 Erısített töltések puha és nagyon puha altalajon Az alkalmazási kör A puha és nagyon puha altalajon épülı erısített töltések megoldásait két fı csoportba lehet sorolni: a) az egyik esetben az erısítés a töltés kezdeti állékonyságának biztosításához kell, de nem befolyásolja a süllyedését (58. ábra); MEGJEGYZÉS: az 58. ábra csak alaperısítést mutat; az 58b. ábrán az alaperısítéshez függıleges drének járulnak, az 58c. ábrán pedig az alaperısítésként geocellákat építenek be. b) a másik esetben a rendszer a stabilitást és a süllyedéseket is szabályozza és ennek része az erısítés, lásd 59. ábra Erısítés a töltésállékonyság megırzéséhez A tervezés alapelvei A puha talajra épített töltés állékonyságát döntı mértékben az altalajának nyírószilárdsága határozza meg, a puha altalajon való építkezés teherbírási probléma. Az alapsíkra helyezett erısítés mind a töltés, mind az altalaj nyírási törésének elhárítását szolgálja, a süllyedéskülönbségek mérséklése másodlagos fontosságú. Lényeges körülmény, hogy a puha altalajon álló töltés stabilitása leginkább a kivitelezés közben kritikus, mivel a puha talaj viszonylag kicsi áteresztıképessége nem tesz lehetıvé teljes mérvő konszolidációt az építés szokásos idıtartamán belül. Az építkezés végére a töltés terhe már teljes egészében mőködik, ám a nyírási ellenállás konszolidáció közben képzıdı növekménye ekkor még elégtelen lehet az állékonysághoz. A konszolidáció lezajlása után az altalaj nyírási ellenállásának kifejlıdése miatt többnyire megszőnik az erısítés stabilitásnövelı hatásának szükségessége. Ezért azon idı alatt, ami az építés vége és az altalaj konszolidációja között telik el, az erısítéssel szemben az az alapvetı követelmény, hogy a parciális tényezıkkel számított ellenállás bármely idıpontban legyen egyenlı a teher tervezési értékével, vagy legyen nagyobb annál. A puha altalajra helyezett alaperısítés azzal stabilizálja a töltést, hogy megakadályozza a töltésanyag szétcsúszását, az altalaj oldalkitérését, valamint a forgás jellegő általános alaptörést. A stabilizálás az erısítésben keletkezı húzóerıkbıl adódik, amely nyírófeszültségek által közvetítıdik az altalaj és a töltés között Határállapotok Teherbírási határállapotnak tekinthetık a következık: a töltésrézső helyi állékonyságvesztése (60a. ábra); alaptörés alámetszı csúszólap mentén (60b. ábra); a töltéstest szétcsúszása (60c. ábra); az altalaj oldalkitérése (60d. ábra); általános állékonyságvesztés (60e. ábra). A használhatóság határának kell tekinteni, ha: az erısítés túlzott mértékben megnyúlik (61a ábra); az altalaj nagyon összenyomódik (62b ábra). A következı alfejezetek ezeket a határállapotokat tárgyalják. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 109

110 A mértékadó határállapotban az altalajra fektetett erısítésben keletkezı T r húzóerı legyen a következık közül a legnagyobb: a) az alámetszı csúszólapon lehetséges alaptörés ellen folyóméterenként szükséges maximális húzóerı, T ro ( ); b) a töltéstest szétcsúszása ellen folyóméterenként szükséges maximális húzóerı T ds ( ) és az altalaj oldalkitérése ellen folyóméterenként szükséges maximális húzóerı, T rf ( ) összege. Hogy az erısítés tervezett élettartama alatt ne következzék be az erısítés elszakadására vezetı teherbírási határállapot, legyen: TD Tr f n ahol T D az erısítés ellenállásának tervezési értéke az szerint; f n a tönkremenetel gazdasági következményeit figyelembe vevı parciális tényezı, 3. táblázat. Biztosítani kell, hogy a teherbírási határállapotnak megfelelı húzóerı kifejlıdhessen az erısítésben, ehhez kielégítı kötıdés kell az erısítés és a vele érintkezı talaj között. Valamennyi számított húzóerı (T ro, T ds és T rf ) esetében ellenırizni kell azt is, hogy a velük társuló húzási határerı létrejöhet az erısítésben. A használhatósági határállapotban az erısítésben megengedhetı ε max maximális fajlagos megnyúlás legyen a szerinti Tartós állékonyság Rendes körülmények között a tervezés elsı lépése az, hogy a szokásos módszerekkel meghatározzák a töltés tartósan megkívánt méreteit. A töltésanyag és az altalaj nyírószilárdságát egyaránt a c és ϕ nyírószilárdsági paraméterek megfelelıen csökkentett értékeivel veszik számításba, számítva a hosszú idıtartam alatt a töltésanyagban vagy az altalajban kifejlıdı pórusvíznyomásokra. Nagyon puha altalaj esetén a tartósan egyébként stabil rézső is túl meredeknek bizonyulhat az elsı rövid idıtartamra vonatkozó elemzés fényében, sıt még az erısítés kiépítésével együtt is. Ilyenkor laposítani kell a rézsőt, hogy a rövid idıtartamnak is megfelelhessen, majd ezután kell ellenırizni a feltételek tartós teljesülését A töltésrézső helyi állékonyságvesztés A töltés rézsőjét (60a. ábra) ellenırizve, igazolni kell, hogy ahol H L H L s s tanϕ' f ms cv a töltés magassága; a töltésrézső vízszintes mérete; ϕ cv a töltésanyag hatékony feszültségekhez és nagy elmozdulásokhoz tartozó súrlódási szöge; f ms a tanϕ cv -hez rendelt parciális tényezı, lásd 27. táblázat Alaptörés alámetszı körcsúszólap mentén Általános szempontok A töltés forgás jellegő alaptörését (60b. ábra) sokféle eljárással lehet elemezni. A három legismertebb: csúszólapos vizsgálatok, képlékenységtani számításokon alapuló eljárások, valamint a végeselemes módszerek, illetve a véges-differenciák módszerei. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 110

111 Körcsúszólapos vizsgálat Az alapsíkján erısített töltések állékonyságvizsgálatának ez a legáltalánosabban használt lehetısége. Az alapvetı elveket a 62. ábra szemlélteti. Az erısítés járulékos nyomatéki hatásokkal növeli a töltés általános stabilitását. Az eljárás azon alapul, hogy meghatározzák az alapsík mentén a kielégítı biztonság eléréséhez szükséges húzóerık alakulását, (lásd 62a. ábra). Ügyelni kell a csúszólap kiválasztásánál az altalaj változó nyírószilárdságú rétegeire. Az elemzés a hatékony feszültségek analízisén alapulhat, számításba véve a pórusvíznyomásokat (62a. ábra), viszont a drénezetlen feltételekkel végzett számítás leegyszerősíti az eljárást és általában helyesebb eredményt ad a rövid távú stabilitás esetére. Ilyenkor az odaillı drénezetlen nyírószilárdsági paramétereket kell a 62a. ábrán közölt képletekbe helyettesíteni. A töltés alapsíkján levı erısítés valamely j pontjában folyóméterenként szükséges T roj húzóerı (62a ábra) T roj Y j = M RRj = M Dj M RSj ahol Y az alapsíkon levı erısítés függıleges távolsága a mértékadó csúszólap középpontjától; M RRj az alaperısítés egyensúlyhoz szükséges legnagyobb nyomatéka az alaperısítés valamely j pontján átmenı csúszólapokkal végzett vizsgálatokból; M Dj a felszorzott mozgatónyomaték az alaperısítés valamely j pontján átmenı csúszólapokkal végzett vizsgálatban; M RSj a talaj ellenállásából adódó stabilizáló nyomaték az alaperısítés valamely j pontján átmenı csúszólapokkal végzett vizsgálatban. Az alaperısítés különbözı pontjaihoz számított T roj értékeket ábrázolva kapjuk a 62a. ábrán látható görbét. Az erısítés mértékadó húzóerejét ennek maximum-pontja jelöli ki. A legtöbb töltésalakzat esetében elég csak az egyik oldalt vizsgálni, hogy T ro -t megkapjuk. Meglehet azonban, hogy a nagyon alacsony, széles töltések vizsgálatát folytatni kell a középvonal tartományában is, hogy T ro kiadódjék. A 62a. ábrán mutatott módszer mellett még Bishop [64] és Janbu [65] eljárásait is lehet úgy alakítani, hogy a T ro meghatározását szolgálják. A T roj kifejlıdéshez kielégítı kapcsolatnak kell lennie az erısítés és a talaj között. Erre a 62b. ábra szerint a csúszólapon belül és kívül egyaránt szükség van. A csúszólapon belül: ahol fn f n f p α' tanϕ' cv α' bc c T h L u roj γ j + L j f ms f ms a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı tényezı, lásd 3. táblázat; f p az erısítés kihúzódási ellenállásához rendelt parciális tényezı (27. táblázat); T roj az alaperısítés j-edik pontjához kiadódódott az állékonyság fenntartásához egy folyóméteren szükséges húzóerı; γ a töltés anyagának térfogatsúlya; h a töltés átlagos magassága az L j hosszon; α a talaj és az erısítés közti kapcsolatnak a tanϕ cv súrlódási szögre vonatkozó súrlódási együtthatója; ϕ cv a töltésanyag hatékony feszültségekhez és nagy elmozdulásokhoz tartozó súrlódási szöge; f ms a tanϕ cv. -hoz és c u -hoz rendelt parciális tényezı (27. táblázat); L j a csúszólap ívén belül szükséges bekötési hossz; α bc a talaj és erısítés közti kapcsolatnak c u drénezetlen nyírószilárdságra vonatkozó adhéziós együtthatója. az erısítéshoz kapcsolódó puha altalaj drénezetlen nyírószilárdsága. c u ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 111

112 Az erısítésnek a csúszólapon kívüli kötıdési hossza B L j, ahol L j az iménti definíció szerinti hossz, B pedig az erısítés egész hossza a töltés keresztmetszetében (62b. ábra) Képlékenységtani megoldások Az ilyen vizsgálat az altalaj szilárdságára alapítva teszi lehetıvé elızetes tervezési méretek megállapítását. Vannak matematikai megoldások egyrészt a mélységgel lineárisan növekvı, másrészt egy meghatározott mélységig állandó nyírószilárdság esetére Véges-elemes módszerek és a véges differenciák módszere Ha a létesítmény méretei akkorák, vagy ahol az altalaj mőszaki tulajdonságai különösen bonyolultak, (pl. tızegtalaj), indokolt lehet az alaposabb vizsgálódás. A csúszólapos vizsgálat és a képlékenységtan nem képes számításba venni sem a töltés süllyedésének az erısítés elvárt tulajdonságaira gyakorolt hatását, sem a töltés egészének viselkedését. Éppen ezekre alkalmasak ugyanakkor a véges-elemes és a véges differenciákon alapuló eljárások. Hogy e két módszer reális eredményeket adjon lényeges az eljárás korrekt felépítése, valamint a helyén való talajtulajdonságok pontos figyelembe vétele. Említeni kell azonban, hogy a törési állapot analízisének és a nem-lineáris geometriával társuló nagy alakváltozások alakulásának modellezése nagyon nehéz a véges elemes módszerrel. Boutrup és Holtz [67], Rowe [68], Jones [69], nyújtanak tájékoztatást a véges elemek felhasználásáról az erısített-talaj szerkezetek és töltések méretezéséhez A töltéstest szétcsúszása Az állékonyságvesztének a 60c. ábrán vázolt módja a szétcsúszás a töltésanyag és az erısítés felsı felülete közötti csúszás vizsgálatát igényli. Ilyenkor az az alapsíkra fektetett erısítés feladata, hogy ellenálljon a töltésanyagban fellépı kifelé irányuló mozgatóerınek. Az erısítés legnagyobb igénybevétele a töltésváll alatt keletkezik (63. ábra). Itt ez: ahol Tds T ds = 0,5 K a H fs γ ( f H + 2 ) f q w s az erısítés egy folyóméterében keletkezı húzóerı, amely a töltéstest szétcsúszásának megakadályozásához szükséges; K a az aktív földnyomás együtthatója, tan 2 45 o ϕ / 2 H γ a töltés magassága; a töltésanyag térfogatsúlya; w s a töltéskoronán ható egyenletesen megoszló nyomás; f fs a térfogatsúlyhoz rendelet parciális tényezı (27.táblázat); f q a külsı súlyterhekhez rendelt parciális tényezı (27. táblázat). A T ds húzóerı kialakulásának feltétele, hogy a töltésanyag nem csúszhat el az erısítés felszínén. A vízszintes kicsúszás megakadályozásához minimálisan szükséges L e kötıdési hossz: ahol 0,5 Ka H L e f s ( f γ H + 2 ) fs f s ws α' tanϕ γ h 'cv fms f s fn az erısítés és a talaj közti csúszási ellenálláshoz rendelet parciális tényezı (27. táblázat); f n a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı tényezı (3. táblázat); h az L e erısítési hosszon belüli átlagos feltöltési magasság; α a talaj és az erısítés közti kapcsolatnak a ϕ cv súrlódási szögre vonatkozó súrlódási együtthatója; ϕ cv a töltésanyag hatékony feszültségekhez és nagy alakváltozásokhoz tartozó súrlódási szöge; a tanϕ cv -hez rendelt parciális tényezı (27. táblázat) f ms 'cv ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 112

113 Az altalaj oldalkitérése A töltés alakjából következıen kifelé irányuló nyíró feszültségek ébrednek az alatta levı puha altalajban. Ha az altalaj nagyon puha, vastagsága pedig korlátozott, akkor ezek a nyírófeszültségek a 60d. ábra szerint oldalirányú kinyomódást okozhatnak. Ennek megakadályozásához elég hosszú L s töltésszakaszt kell építeni. A törés lényege az, hogy a töltés alatti talaj oldalirányban kinyomódik (64. ábra). E teherbírási határállapot megelızéséhez az ilyen mozgás lehetıségét kell korlátozni azzal, hogy elegendıen nagy felülető alaperısítéssel megfelelı befogást alakítanak ki. Ehhez két feltételnek kell teljesülnie. Elıször: az erısítés alsó felületén az általános nyírási ellenállás legyen az altalajban keltett oldalirányú terhekkel szemben. Másodszor: az alaperısítésnek legyen megfelelı húzási ellenállása, hogy ellenállhasson az altalajról átadott nyírófeszültségekbıl keletkezı húzóerıknek, [66, [70]. Az altalaj oldalkitérésének elkerüléséhez kell, hogy legyen (64a. ábra): ahol R ha R hp + R s + R R, R ha R hp R s az altalaj oldalkitérését okozó felszorzott vízszintes erı; az altalaj passzív ellenállásból adódó, megfelelıen csökkentett, vízszintes erı; az altalajban a z c mélységben levı síkon ébredı nyírási ellenállásból adódó, megfelelıen csökkentett, vízszintes erı; R R az altalajban az erısítés alsó felületén mőködı nyírási ellenállás megfelelıen csökkentett értéke Különbözı z c értékek felvételével végzett számításokkal kell meghatározni azt a minimálisan szükséges L s hosszat, amely az altalaj oldalkitérésének megakadályozásához szükséges. A számításokat rendszerint drénezetlen talajparaméterekkel végzik. Ha a puha altalaj korlátozott mélységig terjed, drénezetlen nyírószilárdsága pedig mélységtıl függetlenül állandó, akkor a 64b. ábrán látható összefüggések szerint a rézső vízszintes vetületének minimálisan szükséges L s hossza: L s ahol f fs f q γ 1 a talaj térfogatsúlyához rendelt parciális tényezı (27. táblázat); a külsı terhekhez rendelt parciális tényezı (27. táblázat); a töltés anyagának térfogatsúlya; H a töltés legnagyobb magassága; w s a töltéskoronán megoszló terhelés; c u a vizsgált puha altalajréteg drénezetlen nyírószilárdsága; f ms a c u -hoz rendelt parciális tényezı (27. táblázat); z c a puha altalajréteg méylsége, ha az altalaj korlátozott mélységig terjed és ezen belül függıleges irányban nem változik a drénezetlen nyírószilárdság; α bc az altalaj és az erısítés közti kapcsolatnak a c u drénezetlen nyírószilárdságra vonatkozó adhéziós együtthatója. Az alaperısítésben keltett, egy folyóméterre esı T rf erı, melyet a talajról átadott, kifelé irányuló nyírás ébreszt: ahol f fs T rf L e c uo f ms γ H + f 1 c ( 1+ α' ) c = α' bc f c f q ms uo ms bc w L e s 4 c f u ms u z az erısítés hossza (64. ábra); az erısítés alsó oldalán levı altalaj drénezetlen nyírószilárdsága; a c u -értékhez rendelt parciális tényezı (27. táblázat). ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 113

114 Nagy körültekintéssel kell kiválasztani az erısítés és a puha altalaj közti kapcsolat α bc adhéziós együtthatóját. Ez a mennyiség ugyanis nem csak az erısítés felületének jellemzıitıl függ, hanem az erısítés és a puha altalaj fajlagos alakváltozásának egymás közötti arányaitól is. Ezek összeillısége szükséges, hogy ez az együttható a lehetséges maximális értéket vehesse fel. Különösen akkor van ez így, midın érzékeny szerkezető az altalaj, ahol az erısítés megnyúlásának nem szabad túllépnie azt az alakváltozást, amelynél az altalaj drénezetlen nyírószilárdsága mobilizálódik Általános állékonyságvesztés A vastag, nagyon puha üledékeken alapozott töltések esetében ellenırizni kell az általános állékonyságot, vagyis azt, hogy nem következhet be valamely mélyen haladó csúszólap mentén forgás jellegő alaptörés, lásd a 60. ábrán, [70]. Az ismert csúszólapos módszerrel - a helyzethez illı parciális tényezıket alkalmazva - vizsgálható ez a lehetséges hatásállapot Geocellás alaperısítés A geocella háromdimenziós sejtszerkezet, amelyet összekapcsolt cellák sorozata alkot. Ezeket a sejteket közvetlenül a helyükön, a puha altalajon készítik el georácsokból vagy geohálókból, majd szemcsés talajjal töltik meg ıket, s így áll elı ez rendszerint 1 m vastag szerkezet. Egy ilyen esetet mutatott vázlatosan az 58. ábra. Az ilyen geocellás alaperısítés együttdolgozik a töltéssel és a) jól összekapcsolódó felületet biztosít a puha altalaj és a szemcsés kitöltı anyag között; b) viszonylag merev alátámasztási felületet ad, mely egyrészt az altalajra hárított terhek egyenletes szétosztását, másrészt az altalajbeli feszültségek egyenletesebb kialakulását biztosítja. E tulajdonságai teszik képessé a geocellás alaperısítést arra, hogy befolyásolja a puha talaj alakváltozását, mivel mobilizálja a maximális nyírószilárdságát, valamint teherbírását. Míg az a geocellás alaperısítés elemezhetı a fejezetekben részletezett módszerek használatával, addig az alatta levı altalaj állékonyságának számítására a 65. ábrán látható csúszólapmezıre alapított módszer használható [72]. A puha altalaj plasztikus deformációit tanulmányozzák e csúszólapmezı segítségével és kiszámítják a törıfeszültségét. Ezután ennek a parciális tényezıvel csökkentett értékét és a takarási nyomást vetik egybe az egyensúlyi feltételek teljesítése végett, lásd 65. ábrát. A geocellás alaperısítés különösen hatékony megoldás, ha a puha altalajréteg viszonylag vékony, vagyis ha a töltés szélessége nagyobb a puha réteg vastagságának négyszeresénél. Amint a teherbírási feltételek teljesítve vannak, számíthatók a geocellás alaperısítésben keletkezı húzóerık az alsó felületén kialakult feszültségállapotok elemzésével [73] Állékonyság a töltés hosszirányában Helyes eljárás az, ha a töltés hossza mentén minimálisra korlátozzák a kivitelezés folyamán feltöltött részek közötti magasságkülönbségeket. De még ekkor is feltétlenül szüksége van az alaperısítésre, hogy valamelyes állékonyságot teremtsen a töltés hossza mentén és a töltés végeinél. Az ilyenkor szükséges erısítést ugyanúgy - az eddig írottak szerint - kell meghatározni, számításba véve a kivitelezés közben valószínőleg elıforduló feltöltési magasságkülönbségeket Az erısítés megengedett alakváltozásai Az erısítésben kialakuló alakváltozások nem haladhatják meg a használhatósági határállapot figyelembe vételével elıre megszabott mértéket. (61. ábra) Az alakváltozásokat a mőködı terhekbıl kell kiszámítani. Vannak más mechanizmusok is, pl. az építési folyamatok is keltenek alakváltozásokat, amelyeket nehéz számszerősíteni. Általános irányelv lehet, hogy az alaperısítésben keletkezı ε max legnagyobb fajlagos alakváltozásnak nem szabad meghaladnia az 5%-ot a rövid idejő használat esetén, és 5-10% között maradjon hosszú távon. A megfigyelések tanúsították, hogy az erısített töltések kielégítıen viselkednek e határértékek között, [74]. Ahol töltéseket puha, érzékeny altalajra építenek alaperısítéssel, ott az erısítés legnagyobb megengedhetı alakváltozásaiát célszerő csökkenteni, hogy a fajlagos alakváltozások illeszkedjenek az altalajéhoz, lásd ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 114

115 Töltéssüllyedés Az alaperısítés önmagában nem befolyásolja a töltés süllyedésének jellemzı értékeit. Ezért a sülylyedéseket a hagyományos eljárások szerint lehet számítani. Az altalaj összenyomódása folytán megnıhet az erısítés nyúlása, így igénybevétele is. Ezért a közép és hosszú távú süllyedések esetleg éppen ellentételezik az erısítés azon igénybevételcsökkenését, amely a töltésállékonyság javulásából következne Alaperısítéső töltések függıleges szivárgókkal Mind mőszakilag, mind gazdaságilag elınyös, ha gyorsítható a puha altalaj konszolidációjának üteme (és ezen keresztül a nyírószilárdsága javulásának sebessége). Például nagyobb terhelésre vehetı igénybe az erısítés, ha ennek szükséges idıtartama csökken. Számos eljárás van a konszolidáció gyorsítására: mészcölöpök, kavicscölöpök, a felszín leterhelése, vákuumos elıterhelés, függıleges drének. Ez utóbbiakra mutat példát az 58. ábra. Az a kedvezı sorrend, ha az erısítést függıleges drének elkészülte után helyezik el, mert így elkerülhetı az erısítésnek a drének készítése közbeni sérülése. Vannak viszont esetek, amikor elkerülhetetlen az erısítés elızetes elhelyezése, s ekkor számolni kell az erısítés húzási ellenállásának csökkenésével azokon helyeken, ahol a szivárgót átvezetik rajta. A szivárgópaplan mőködését nem szabad gyengíteni Alaperısítés a töltések állékonyságát és süllyedését szabályozó szerkezetek részeként Általános elvek Különbözı megoldások vannak arra, hogy miként növelhetı a puha altalaj hatékony nyírószilárdsága, és hogy miként szabályozható a kivitelezés utáni konszolidáció. Ilyen lehetıségek: vízelvezetés, injektálás, cölöpözés és teljes talajcsere. A cölöpözés lehetıvé teszi, hogy korlátlan magasságú töltések épüljenek tetszıleges kivitelezési ütemben (feltéve, hogy maga a töltésanyag állékony) és a késıbbi süllyedések kézben tartásával. Az alaperısítést a cölöpfejek közötti áthidalásként lehet használni, ezzel még jobban elosztva a terheléseket és maximalizálni a puha talajba épített cölöpök elınyeit (59. ábra) Cölöpalapozású töltések alaperısítésének tervezési alapelvei Különféle típusú cölöpök használhatók a töltések alatt. Talajkiszorításos vagy helyben betonozott, cölöpök, fa-, kı/kavics-, injektált kavics-, mész- és tömörítı homokcölöpök. Általában azt feltételezik, hogy a töltés összes terhét a cölöpök továbbítják valamely teherbíró alsó rétegre. Ennél fogva a töltés mechanikai teljesítıképességét és az altalaj tulajdonságait csak a cölöpök típusára és kivitelezésükre való tekintettel kell vizsgálni. A cölöpfejek közötti teret áthidaló erısítés felhasználható arra, hogy a cölöpökhöz továbbítsa a töltés terheit. Az erısítés lehetıvé teszi a cölöpök közötti távolság növelését, valamint a cölöpfejek méreteinek csökkentését. Ezen felül az erısítés a töltésanyag önmagát szétcsúsztató vízszintes erıhatása ellen dolgozik, ezzel fölöslegessé válhatnak a töltés szélén a ferde cölöpök, lásd a 66. ábrát, [75], [76] Határállapotok A teherbírási határállapotok elkerülése céljából vizsgálni kell a következıket: a cölöpcsoport teherbírása (67a. ábra); a cölöpcsoport alaprajzi kiterjedése (67b. ábra); a függıleges terhek áthordása a cölöpfejekre (67c. ábra); a töltéstest szétcsúszása (67d. ábra); a cölöpalapozású töltés általános állékonysága (67e. ábra). A használhatóság figyelembe veendı határesetei: az erısítés túlzott megnyúlása (68a. ábra) a cölöpalap süllyedése (68b. ábra) Ezeket az eseteket részletezik a következı cikkelyek. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 115

116 Az alaperısítés egy folyóméteres sávjában a teherbírási határállapotban fellépı T r maximális erı: a) a töltés hosszirányában a legnagyobb húzóerı akkora lehet, amekkora a töltés függıleges terhének a cölöpfejekre való átadásához szükséges, ez T rp (lásd ) b) a töltés keresztirányában a legnagyobb húzóerı a töltés függıleges terhét a cölöpfejre továbbító T rp erınek (lásd ) és az oldalirányú széttolódás ellen szükséges T ds erınek (lásd ) összege lehet. Annak biztosítására, hogy az erısítés elszakadására vezetı teherbírási határállapot nem következik be az erısítés tervezett élettartama alatt, a következı feltételt kell teljesíteni: ahol TD f n T D f n T r az erısítés ellenállásának szerint számított tervezési értéke; a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı parciális tényezı. Ahhoz, hogy az említett teherbírási határállapotoknak megfelelı húzóerı az alaperısítésben létre jöhessen, megfelelı kapcsolatnak kell lennie az erısítés és a vele érintkezı talaj között. Ezért mindegyik teherbírási határállapotból számított húzóerıhöz ellenırizendı a hozzá tartozó kapcsolati erı is, biztosítandó, hogy a határállapotból számított húzóerı kialakulhasson az erısítésben, lásd A használhatósági határállapotra megengedhetı legnagyobb nyúlás, ε max legyen a szerinti Cölöpcsoport teherbírása A gazdaságosság azt kívánja, hogy az egyes cölöpök közötti távolság a lehetı legnagyobb legyen. A cölöpcsoport teherbírását a BS 8004 szerint kell megtervezni, tekintettel mindennemő csoporthatás miatti csökkentésre (67a ábra). Ha a cölöpöket négyzethálós elrendezésben készítik, akkor a legnagyobb tengelytávolság ahol s = Q p f fs γ H f q w s f fs Q p γ H + f q w s a cölöpcsoport minden egyes tagjának teherbírása; a talaj térfogatsúlyának parciális tényezıje, 27. táblázat; a töltés anyagának térfogatsúlya; a töltés magassága; a külsı megoszló teherhez rendelt parciális tényezı (27. táblázat); a külsı megoszló terhelés A cölöpcsoport alaprajzi kiterjedése A cölöpök által elfoglalt terület terjedjen ki a töltésvállakon kívüli részekre is, ezzel biztosítva, hogy se süllyedéskülönbség, se állékonysághiány ne veszélyeztesse a töltéskoronát (67b ábra). A legkülsı cölöpfej külsı élének helye [77] szerint legyen: ahol L p H n Θ p L p = H ( n tanθ ) p a szélsı cölöpfej külsı élének vízszintes távolsága a töltés talppontjától (69. ábra); a töltés magassága; a rézsőhajlás (69. ábra); a töltésvállat és a szélsı cölöpej külsı élét összekötı egyenes függılegessel bezárt szöge (69. ábra), Θ p =45 o -ϕ cv /2, ahol ϕ cv a töltésanyag belsı súrlódási szöge A függıleges terhek leosztása A töltésbıl származó függıleges terheket át kell adni a cölöpfejekre (67c ábra). ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 116

117 Biztosítani kell, hogy a töltéskoronán ne jelenhessenek meg helyi süllyedéskülönbségek (ami az alacsony töltések problémája szokott lenni), ezért ajánlatos, hogy a töltés magassága és a cölöpök közötti távolság elégítsék ki a következı feltételt (70. ábra): H 0,7 (s - a) ahol H a töltés magassága; s a cölöptávolság; a a cölöpfej mérete (feltételezve, hogy a cölöpfej élénél is teljes értékő az alátámasztás). Mivel nagyságrendi különbség van a cölöpök és a körülöttük levı puha talaj alakváltozási jellemzıi között, a töltés alapsíkján ható függıleges feszültségek eloszlása nem egyenletes. A talaj átboltozódási hatása folytán nagyobb függıleges nyomás hárul a cölöpfejekre, mint a köröttük levı altalajra. A cölöpfejekre továbbított p c és a töltés alján számítható σ v átlagos függıleges feszültség aránya a földbe temetett vezetékek méretezésére kidolgozott Marston-képlettel számítható, [78], [79]: ahol p' σ ' c v 2 Cc a = H p c a cölöpfejekre jutó függıleges nyomás; σ v a felszorzott, átlagos függıleges feszültség a töltés alapsíkján; σ v = f fs γ H+fq ws γ a töltésanyag térfogatsúlya; H a töltés magassága; w s az egyenletes eloszlású felszíni terhelés; a a cölöpfej oldalhossza (illetve átmérıje); átboltozódási együttható, melynek értékeit a 28. táblázat tünteti fel. C c 28. táblázat C c átboltozódási együttható cölöpalapozású töltések alaperısítésének számításához Cölöptípus C c együttható Álló cölöp (mozdulatlan) 1 C c =1,95 H/a - 0,18 Lebegı és más cölöpök 1 C c =1,5 H/a - 0,07 1): lásd: [80], Útmutató merev, betemetett csıvezetékek terheléseinek tervezéséhez A szomszédos cölöpök közötti szakaszon az erısítés által viselendı megoszló terhelés: H > 1,4 (s - a) esetben: ( s a) 1,4 f fs γ W = s 2 a 2 T 2 2 v s a 0,7 (s - a) H 1,4 (s - a) esetben s ( f fs γ H + fq ws ) W = s 2 a 2 T p' 2 2 c / σ ' v s a ( p' ) c / σ ' ( ) de ha s 2 /a 2 p c /σ v W T =0 ahol W T a szomszédos cölöpök feje közötti erısítés által viselt függıleges megoszló terhelés (70. ábra); f fs f q a talaj térfogatsúlyának parciális tényezıje (27. táblázat); a külsı terhekhez rendelt parciális tényezı (27. táblázat). A nyúlékony erısítés 1 folyóméterén a W T megoszló nyomás által keltett T rp húzóerı (lásd [81] is): T rp W = T 2 a ( s a) ε ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 117,

118 ahol T rp ε az erısítésben keltett húzóerı (70. ábra); az erısítés fajlagos nyúlása. A kifejezésben T rp és ε is ismeretlen. A T rp kiszámításához számításba vesszük a szerint az erısítésben megengedhetı legnagyobb nyúlás értékét, és ezzel összhangban az erısítés különbözı terhelési szintekhez tartozó teher/alakváltozás jellemzıit. A T rp húzóerı azzal párhuzamosan fejlıdik ki, ahogyan az erısítés deformálódik a töltés súlya alatt. Rendes körülmények között ez már a kivitelezés alatt megtörténik, de vannak esetek, mikor az erısítés nem képes deformálódni a kivitelezés közben és ilyenkor csak az altalaj összenyomódása után viseli az erısítés a terheket. A T rp -re adott képlet azokra az erısítésekre használható, amelyek képesek megnyúlni a terhelés hatására, (például a nyújtható polimerek esetében). A nem-nyúlékony (pl. fém) erısítésekhez egy másik összefüggést kell használni a rájuk ajánlható húzási ellenállás számításához Szétcsúszás Az erısítés legyen képes ellenállni az oldalirányú szétcsúszásból adódó vízszintes erınek (67d ábra). Ezt az erısítésbeli húzást akkora megnyúlásnak kell kiváltania, amekkora összhangban van a szélsı cölöp elmozdulásaival és, hogy ezáltal ne legyen szükség ferde cölöpökre. A töltés kifelé irányuló nyomásának ellensúlyozásához szükséges T ds húzóerı (a 71. ábra szerint): ahol Tds T ds = 0,5 K a fs γ ( f H + 2 ) H f q ws az erısítés egy folyóméterében keletkezı húzóerı, amely a töltésben fellépı oldalirányú mozgatóerı egyensúlyozásához szükséges; K a az aktív földnyomás tényezıje K = tan 2 45 o ϕ / 2 ; a H a töltés magassága; γ a töltés térfogatsúlya; w s a töltéskoronán egyenletesen megoszló terhelés; f fs a talaj térfogatsúlyához rendelt parciális tényezı (27. táblázat); f q a külsı terhekhez rendelt parciális tényezı (27. táblázat). A T ds kifejlıdéséhez az kell, hogy a töltés anyaga ne csúszhasson kifelé az erısítés fölött (71. ábra). Ehhez a következı minimális erısítési hosszra van szükség: ( f γ H + 2 ) 0,5 K a H fs f q w s f s f n L e α' tanϕ' γ h cv f ms ahol f s az erısítés csúszási ellenállásához rendelet parciális tényezı (27. tábla); f n a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı parciális tényezı (3. táblázat); h az L e hosszan értelmezett átlagos töltésmagasság; α a tanϕ cv talaj/erısítés közötti súrlódási együttmőködéshez tartozó együttható; ϕ cv a töltésanyag hatékony feszültségállapotban, nagy elmozdulásoknál érvényes súrlódási szöge; f ms a tanϕ cv -hez rendelt parciális anyag-tényezı (27. táblázat). És ezen felül ellenırizni kell a töltésanyag helyi állékonyságát is (lásd ) Az erısítés bekötése Az erısítésnek legyen kielégítı kapcsolata a vele érintkezı altalajjal a cölöpözött terület szélei környékén. Ezáltal biztosítható, hogy a teherbírási határállapothoz tartozó legnagyobb húzó terhelések (a töltés hossz - és keresztirányában egyaránt) kifejlıdhessenek a két külsı cölöpsor között. cv ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 118

119 A töltés keresztirányában az erısítésnek legalább a következı hosszon túl kell nyúlnia a szélsı cölöpsoron: ( + ) f n f p T rp T ds L b α tan '1 tanϕ h 'cv1 α + '2 ϕ γ 'cv2 f ms f ms ahol L b az erısítés túlnyúlása a szélsı cölöpsoron a bekötés biztosításához, lásd 71. ábra; f n a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı parciális tényezı (3. táblázat) f p az erısítés kihúzódási ellenállásához rendelt parciális tényezı (27. táblázat); T rp a szerint számított felszorzott húzóerı; T ds a szerint számított felszorzott húzóerı; h a vizsgált erısítési hossz fölötti átlagos töltésmagasság; γ a töltés anyag térfogatsúlya; α 1 az erısítés és az egyik oldalán levı talaj közti kapcsolatnak a tanϕ cv1 súrlódási szögre vonatkozó súrlódási együtthatója; α 2 az erısítés és a másik oldalán levı talaj közti kapcsolatnak a tanϕ cv1 súrlódási szögre vonatkozó súrlódási együtthatója; f ms a tanϕ cv -hez rendelt parciális tényezı a 27. táblázat szerint. A töltés hossza mentén is túl kell érnie az erısítésnek a legutolsó cölöpsoron a következı minimális mértékben: fn f p Trp L b α '1 tanϕ'cv1 α tan h + '2 ϕ. γ 'cv2 fms fms Elıfordulhat, hogy a töltés méreteibıl következıen nehéz lenne kielégítı bekötési hosszat biztosítani a cölöpözött terület széle felé és egyszersmind vízszintes egyenes mentén elrendezni az erısítést, mint azt a 71. ábra mutatja. A probléma egyik lehetséges megoldása, ha a legszélsı cölöpsorban a cölöpfejekre állított gabionok sorából alakítanak ki megtámasztó tömböt. Ilyenkor az erısítéssel körülfogják a gabionokat, alattuk átvezetve visszahajtják a töltés anyagába, és ezzel hozzák létre a szükséges kötıdési hosszúságot Általános állékonyság A pilléralapozású töltések általános állékonyságát a hagyományos állékonyságvizsgálati módszerekkel pl. a BS 6031 szerint kell vizsgálni, a cölöpök és az alaperısítés jelenléte miatti módosítások számításba vételével (67e. ábra). Az ilyen számítást a hatékony feszültéségi analízisével lehet végezni, számítva a pórusvíznyomásokra, lásd 72. ábra, a rövid távon érvényes állékonyságot viszont drénezetlen körülmények feltételezésével kell ellenırizni. Az állékonyság biztosításához a töltés alapsíkjának bármely pontjára nézve teljesülnie kell a következı feltételnek: ahol M D M RS + M RP + M RR M D M RS M RP M RR a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, felszorzott mozgatónyomaték a 72. ábra szerint. a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, a talaj ellenállásából származó, megfelelıen csökkentett stabilizáló nyomaték a 72. ábra szerint; a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, a cölöpök hatásából adódó, stabilizáló nyomaték a 72. ábra szerint; a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, az erısítésbıl származó stabilizáló nyomaték (72. ábra). ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 119

120 Az erısítés alakváltozása Korlátozni kell az erısítés legnagyobb megengedhetı fajlagos alakváltozását, ε max -ot, hogy biztosan ne jelentkezhessenek süllyedéskülönbségek a töltéskoronán. (68a ábra). Ez gondot jelenthet az alacsony töltések esetében, ahol a talaj nem képes teljes mértékben átboltozódni a töltés belsejében. A húzóerı kialakulásához szükség van az erısítés kezdeti megnyúlására. Célszerő felsı határként 6% fajlagos alakváltozást elıirányozni azt biztosítandó, hogy a töltésbıl származó összes teher átkerül a cölöpökre. Az alacsony töltések esetében csökkenthetı ez a felsı határérték, hogy megelızzük a töltéskorona mozgáskülönbségeit. Ajánlatos az erısítés (kúszás miatti) hosszú ideig tartó alakváltozását minimális mértéken tartani avégett, hogy ne keletkezhessenek helyi deformációk a töltés koronáján. Célszerő legfeljebb 2% kúszás jellegő nyúlást megengedni az erısítés tervezett élettartamára Az altalaj süllyedése A cölöpalapnak kell biztosítania, hogy nem fordulhatnak elı túlzott mértékő süllyedések (68b ábra). A túl nagy süllyedések befolyásolhatják az eredményt azzal, hogy a) süllyedéskülönbségek alakulnak ki a cölöpalapozású töltés és a hozzá csatlakozó szerkezetek között; b) megnövelik az alaperısítésben ébredı húzóerıket. 8.4 Erısítés felszínsüllyedésre hajlamos területen Alkalmazási terület A felszínsüllyedés rendszerint egy felszín alatti üreg összeomlásának eredménye. A föld alatti üreg képzıdhet természeti folyamatok hatására (pl. karsztos területek eróziója folytán), vagy emberi beavatkozás miatt (talajvízszint-süllyedés, földalatti bányászat stb.) A valamely szerkezet alatt bekövetkezı süllyedés következményei a használhatóság csökkenésétıl a teljes összeomlásig terjedhetnek, [32]. A töltések, feltöltött területek és burkolatok lényegileg hajlékony szerkezetek. Ezért a süppedés okozta károk minimalizálására alkalmazott megoldásokban általában arra törekednek, hogy a szerkezet függıleges elmozdulásának különbségeit tartsák elıre megszabott tőrési határok között. Ebbıl a szempontból a merev alapszerkezetek éppúgy hatékonynak bizonyultak, mint a talajerısítési eljárások, [20], [82] A tervezés alapelvei Az erısítés arra való, hogy korlátozza a süllyedés okozta felszíni deformáció mértékét, 73. ábra. Az erısített töltés alatt, valamivel a kivitelezése után képzıdött üreg hatása úgy javítható, hogy kitöltik habarccsal az üreget, s ilyenkor az erısítésnek csak idılegesen kell mőködnie. Ha viszont az élettartam hátralévı részében mőködnie kell, általános gyakorlat, hogy a nagy értékő létesítmények (pl. autópályák töltései) alatt minden hézagot kitöltenek, míg a kisebb költségő szerkezetek (pl. gyér forgalmú burkolatok) esetében rendszerint nem indokoltak az üregkitöltés költségei. Erısítés kétféle módon lehetséges: lehet a töltésbe épített belsı szerkezet, és elhelyezhetı alaperısítésként. Belsı erısítéskor rendszerint a töltés magasságán belül több erısítı réteget építenek be. Az ilyen megoldás elemzése bonyolult, és a jelen szabvány ezt tovább nem tárgyalja, [28], [29], [83] Határállapotok Az erısítés szerepe az, hogy biztosítsa a használhatóság fenntartását, és hogy a teherbírási határállapot (a beomlás) elkerülését. Ezért az erısítés léte az egész töltés használhatósági határfeltételét teljesíti. Az alaperısítés által határállapotban felveendı legnagyobb T r húzóerı legyen azonos a szerinti T rs értékkel. A teherbírási határállapotban az erısítés által viselt legnagyobb erı: ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 120

121 ahol TD f n T D f n T r az erısítés ellenállásának szerint számított tervezési értéke; a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı tényezı (3. táblázat) Az erısítés legnagyobb megengedhetı nyúlásának határa, ε max a szerint számítandó A tervezés menete Általános szempontok Míg a most tárgyalt esetekben az erısítés a töltés egészét védi a használhatósági határállapotát bekövetkezése ellen, az erısítés megtervezésekor mindkét határállapotot figyelembe kell venni. Az erısítés elvárt jellemzıinek megtervezésének a következı általános menetet célszerő betartani: a) meghatározandó a burkolat vagy a töltés felszíni deformációinak legnagyobb, még eltőrhetı mértéke; b) meghatározandó az üreg tervezéshez alapul veendı D átmérıje (74. ábra); c) meghatározandó az erısítés legnagyobb megengedhetı nyúlása, amellyel teljesíthetı az a) szerinti követelmény; d) meghatározandó az erısítésnek ellenállásának tervezési jellemzıi Elfogadható felszíndeformációk A fıutak esetében kivéve az országos fıutakat és az autópályákat a 74. ábra szerinti legnagyobb felszíndeformációból adódó szintkülönbség d s /D s 1%-ban korlátozandó. Nem-fıutak esetében ez 2% lehet, [84]. A fıutakra és az autópályákra ezektıl eltérı deformációs határértékek szükségesek Az üreg tervezési mérete Az üreg átmérıjének tervezési értéke rendszerint a tapasztalat vagy a hasonló körülmények ismeretére alapozva határozható meg, de lehet föld alatti felméréssel és/vagy valószínőségi alapon is megközelíteni. Óvatos értéket kell feltételezni, számítva a jövıben lehetséges süllyedések bizonytalanságaira és az ezek miatti kockázatokra Az erısítés megengedhetı legnagyobb alakváltozása Az üreget áthidaló erısítés behajlott alakja parabolával közelíthetı, ebbıl a legnagyobb megengedhetı fajlagos alakváltozása: sík alakváltozási állapot (vagyis hosszú üreg) esetén: ahol 2 4 d s 2 H 8 D D + s tan Θd ε max = 3 D 4, tengelyszimmetrikus (pl. kör alaprajzú) hézag esetén: ε max d s /D s D H Θ 2 ds 2 H 8 D + Ds tanθd ε max = 3 D 6 6 az erısítés megengedett legnagyobb fajlagos nyúlása; a töltés- vagy burkolat felszínén megengedhetı legnagyobb szintkülönbség, lásd ; az üreg átmérıjének tervezési értéke( ); a töltés magassága; a töltésanyagban kialakuló hajlásszög (lásd a 74. ábrán), amely körülbelül a súrlódási szögének csúcsértékével egyenlı. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 121

122 Az erısítés húzási jellemzıi Nyúlékony (pl. polimer) erısítésekben a behajlott állapotra jellemzı T rs húzóerı (lásd [81]-ben is): ahol T rs T rs = 0,5 λ ( f γ H + ) fs f q w s D ε az erısítés egy folyóméterében keletkezı húzóerı; λ együttható, amely attól függ, hogy az erısítésrıl mint alátámasztásról egy vagy két irányban adódnak-e tovább a terhek; γ a töltésanyag térfogatsúlya; H a töltés magassága; w s a töltéskoronán ható egyenletesen megoszló teher; D az üreg átmérıjének tervezési értéke ( ); ε az erısítés megnyúlása, amely egyenlı ε max -szal, vagy kisebb nála ( ); f fs a talaj térfogatsúlyához rendelt parciális tényezı (27. táblázat); a külsı terheléshez tartozó parciális tényezı (27. táblázat). f q Kör- vagy négyzet-alakú üreg (tehát két irányú áthidalás) esetén λ=0,67, míg hosszú üreg (csak egy irányú áthidalás) esetén λ=1,0. A T rs értékét a szerint megállapított fajlagos nyúlásból, vagy a figyelembe vett erısítı anyag tényleges nyúlási tulajdonságainak ismeretében kell számítani (feltéve, hogy ez a fajlagos érték kielégíti a szerinti követelményeket.) A képletben felhasználandó ε a nyúlás kezdeti, vagyis a kúszás miatti többletek kialakulása elıtti értéke. A közölt képlet nyúlékony erısítésekre alkalmazható. A nem-nyúlékony erısítések esetében más eljárásokat kell felhasználni az erısítés szükséges ellenállásának meghatározásához Az erısítés kötıdése A T rs kialakulásának feltétele, hogy megfelelı kapcsolat jöjjön lére az erısítés és a vele érintkezı talaj között. Az ehhez szükséges minimális erısítés-hossz: ahol fn f p Trp Lb α' 1 tanϕ' cv1 α' tan ' h + 2 ϕ γ cv2 f ms f ms L b az erısítés túlnyúlása a szélsı cölöpsoron a bekötés biztosításához, lásd 71. ábra; f n a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı parciális tényezı (3. táblázat) f p az erısítés kihúzódási ellenállásához rendelt parciális tényezı (27. táblázat); T rp a szerint számított felszorzott húzóerı; T ds a szerint számított felszorzott húzóerı; h a vizsgált erısítési hossz fölötti átlagos töltésmagasság; γ a töltés anyag térfogatsúlya; α 1 az erısítés és az egyik oldalán levı talaj közti kapcsolatnak a tanϕ cv1 súrlódási szögre vonatkozó súrlódási együtthatója; α 2 az erısítés és a másik oldalán levı talaj közti kapcsolatnak a tanϕ cv1 súrlódási szögre vonatkozó súrlódási együtthatója; a tanϕ cv -hez rendelt parciális tényezı a 27. táblázat szerint. f ms ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 122

123 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 123

124 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 124

125 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 125

126 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 126

127 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 127

128 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 128

129 9. Fejezet. ÉPÍTÉS ÉS FENNTARTÁS ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 129

130 9.1 Általános szempontok A jelen fejezet ajánlásai azon erısített talajszerkezetek készítésére és fenntartására vonatkoznak, amelyekhez a szokásosan használt különbözı anyagokat használják el. Ha olyan anyagokat alkalmaznak, amelyekrıl nincs külön rendelkezés ebben a fejezetben, akkor is követni kell az általános alapelveket, amennyiben ezek érvényesíthetık. 9.2 Falak és hídfık Általános szempontok Az erısített talajtámfalak és -hídfık teljesítıképességét befolyásoló tényezıket az 1. táblázat részletezi. Az erısített talajtámfalak és -hídfık kivitelezését befolyásoló tényezık, [85]: az altalaj; a töltésanyag; az erısítés; a homlokzat; a kapcsolatok; a vízelvezetés; a helyszínre vonatkozó korlátozások; a rendeltetésük; a létesítés üteme Altalaj A támfal vagy hídfı alapjának tekintik azt a zónát, amelynek teljes szélességét arra készítik elı, hogy megfeleljen az erısített szerkezet alsó szélességének. A fal alapsíkjáig ki kell fejteni a földet, elıállítva ezzel a névleges alapszintet, amely szükség esetén lépcsızetes is lehet (19. táblázat). Az alapsík mélysége a fal lábánál, a végleges térszint alatt feleljen meg a nek. Ha az alapsíkon termett talaj van, ajánlatos sima hengerrel néhány járatot tenni rajta, mielıtt bármilyen töltésanyagot terítenek rá. A puha foltokat ki kell emelni és helyére jól graduált szemcsés anyagot kell beépíteni. Rendszerint még egy kisebb zóna kifejtésére is szükséges lehet az alapsík alatt, amelybe elıregyártott vagy helyszínen készített beton sáv kerül, ezzel könnyítve a kemény anyagú homlokfal felépítését Töltésanyag Általános szempontok Az erısített talajtámfalakat és -hídfıket rendes körülmények között olyan minıségő töltés-anyaggal tervezik, amely összhangban a gyel könnyő és gyors építést tesz lehetıvé A töltésanyag elhelyezése és tömörítése A töltésanyagot lerakják, elterítik, lesimítják és megfelelı vastagságú vízszintes rétegekben tömörítik, amint ezt a Specification for Highway Works [1] elıírja, illetve a következık betartásával. a) A lerakást és tömörítést úgy kell végrehajtani, hogy minden erısítı réteg az elıírt helyére kerüljön a tömörített réteg felszínén. b) A töltésanyagot általában a burkolattal párhuzamos sávokban kell elteríteni, lesimítani és tömöríteni az erısítı elemek elhelyezésétıl, illetve rögzítésétıl, valamint a homlokfal jellemzıitıl függıen meghatározott lépcsıkben. c) Ügyelni kell arra, hogy az erısítés és a homlokfal elemeit sérülés bizonyosan ne érje, ne mozduljanak ki a helyükbıl az elıírt tőrési határokon túl a töltésanyaggal végzett mőveletek közben. A feltöltés rendjét úgy kell megszervezni, hogy az erısítés elemein se gépek, se jármővek nem közlekedhetnek. d) Mindazon jármőveknek és építıgépeknek, amelyek 1500 kg-nál nehezebbek, legfeljebb 2 m-re szabad megközelíteniük a burkolat és a meredek rézsők homlokfelületét. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 130

131 e) A fal burkolatának, vagy a meredek rézsők homlokfelültének 2 m-es körzetében a következı módszerek valamelyikével kell tömöríteni a töltés anyagát: 1. vibrodöngölıvel; kg-nál nem nagyobb tömegő vibrolappal; 3. olyan vibrohengerrel, amelynek össztömege legfeljebb 1500 kg, az 1 m szélességére esı tömege pedig nem nagyobb 1300 kg-nál. f) A szerkezet hátoldalát megfelelı módon meg kell támasztani, vagy ideiglenes dúcolattal, vagy úgy ütemezve a munkákat, hogy egyidejőleg a megtámasztandó töltés is elkészüljön A töltésanyagra vonatkozó elıírások Sok anyag van, amely megfelelı a töltések és erısített rézsők készítésére, de alkalmatlanok az erısített talajtámfalakhoz. Ez utóbbiakhoz súrlódó vagy kohéziós-súrlódó töltésanyagot és válogatott ipari hulladékot szoktak használni. Ezeket könnyő tömöríteni, viszonylag könnyen leadják a vizet és ezért nincs szükség bennük külön vízelvezetı rétegekre. A szárazföldi területen épülı szerkezetek esetében a töltésanyag feleljen meg a és elıírásainak. Ha a 15 µm-nál kisebb mérető finom szemcsék mennyisége nagyobb 10 %-nál, mind a kivitelezés, mind a szerkezet használati idején belül számítani kell a pórusvíznyomás hatásaira. Ha a tömörítés során számottevı pórusvíznyomás keletkezhet, akkor a talaj hajlamos lesz a folyós viselkedésre, és míg az általános földmőépítésben ez rendszerint nem okoz gondot az erısített talajok esetében a homlokfal torzulását eredményezheti. Nagyon finomszemcsés anyagot egyáltalán nem szabad tenger- vagy folyóparti környezetben felhasználni, hacsak nem alkalmaznak különleges óvintézkedéseket, illetve nem létesítenek (vízszintes és/vagy függıleges) állandó szivárgórétegeket. Víz alatti építkezéshez szabad hidraulikus eredető töltésanyagot használni, de ilyenkor a szerkezetben olyan különleges körülmények érvényesüljenek, amelyek lehetıvé teszik, hogy a feltöltött anyag tömörítés nélkül is jól a helyére kerüljön Kréta használata töltésanyagként Szabad töltésanyagként használni azt a kréta-anyagot, amelynek telítési víztartalma (SMC) nem haladja meg a 29%-ot és a természetes nedvességtartalma legfeljebb 23%. Tilos állandó jellegő mővekbe beépíteni azt, amelynél SMC > 29 %. A megfelelı minıségő krétát tehát fel szabad használni az erısített talajszerkezetekben, de ugyanolyan gondossággal, mint általában az ebbıl az anyagból létesített földmővek esetében. A helyszínre szállított kréta-anyagban nem szabad 600 mm-nél nagyobb tömböknek lenniük, és úgy kell lerakni és sima hengerrel tömöríteni, hogy a kész töltésben nem fordulhassanak elı 125 mm-nél nagyobb darabok. A homlokfal 2 m-es környezetében gépi döngölıvel kell szétverni minden nagyobb kréta-tömböt, vagy hátrább kell tolni a szerkezet belseje felé és ott kell szétaprítani. A tömörítı gépet a kréta szemeloszlásához illıen kell kiválasztani. A burkolat 2 m-es környezetében a elıírásai szerint kell tömöríteni. Nem szabad olyan körülmények között tömöríteni, hogy a kréta-anyag híg sárrá változhasson. Ajánlatos a munkamódszert elıre kikísérletezni, [86]. Minden egyes homlokfalelem hátoldalához 300 mm szélességő szemcsés anyagú vízelvezetı és fagyvédı réteget kell beépíteni, vagy ehhez hasonló hatású rendszabályokat kell hozni. Ahol ez elıfordul, erre súrlódó töltésanyagot használjanak, amely megfelel a és nek. Geotextília burkolást vagy függıleges drénszerkezetet is szabad alkalmazni. Noha a kréta-anyagú töltésekre vonatkozóan a telítettségi víztartalmat 29 %-ban, a természetes víztartalmat 23 %-ban korlátoztuk, nagy gonddal kell eljárni azon anyagok eltérítése és tömörítése során, amelyek megközelítik ezeket a felsı határértékeket. Különösen azt kell biztosítani, hogy: a) a homlokfalelemek ne mozduljanak el a közelükben használt nehéz tömörítıeszközök hatására; b) a tömörítıgép legyen képes hatékonyan széttördelni a nagyobb darabokat, hogy elérhetı legyen az ajánlott tömörítési követelményeket. Ezért a gép igazodjék a kréta-anyag tulajdonságaihoz, de leginkább dinamikus tömörítıeszköz ajánlatos. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 131

132 A töltésanyag minıségellenırzése kivitelezés közben A töltésanyag kiválasztása, elterítése és tömörítése feleljen meg a Specification for Highway Works [1] szerinti általános elıírásoknak, osztályozásnak, definícióknak és a földmővek anyagára vonatkozó gyakorlatnak, valamint a BS 6031 ajánlásainak Hulladék anyagok használata Általános szempontok A következı hulladék anyagokat szabad a nek megfelelıen töltésanyagnak használni: agyagtartalmú anyagok, erımővi pernye és szénbányászati meddı. Ezek alkalmassága a súrlódási tulajdonságaiktól függ, valamint attól, hogy agresszívek-e a szándékolt erısítés, homlokfal és kapcsolóelemek szempontjából. Alkalmazhatóságukat elızetesen reprezentatív számú mintán végzett vizsgálatokkal kell tisztázni. A minıség szavatolása végett építés közben gyakran kell a helyszínen ellenırizni mind a mechanikai ellenállásukat, mind a kémiai tulajdonságaikat (lásd: BS 6001:1-3 részei valamint BS 6002) Agyagtartalmú anyagok Az agyagtartalmú anyagokat (pl. palaanyagokat, agyagpalákat, bányameddıt) gondosan kell kiválasztani, különös gondot kell fordítani a vegyi jellemzıik felmérésére, változatosságuk lehetıségére, hogy biztosítható legyen az erısítéssel való összeférıségük (lásd ) Erımővi pernye Az erımővi pernye, amelyet a vel összhangban erısített talajok töltésanyagaként szokás használni, az erımővekben elégetett szénpor égési végterméke. Valamely szerkezethez töltésanyagként használt pernye ugyanabból a beszerzési forrásból érkezzék, legnagyobb szemcsemérete pedig 3 mm lehet. A pernye kissúlyú töltésanyagként való felhasználása meghonosodott eljárás, ezt az anyagot az erısített talajszerkezetekben is fel lehet használni könnyő töltésanyagként. Az optimálisnál nem nagyobb víztartalmú pernyét a vel összhangban vibrohengerekkel kell tömöríteni. Vannak pernyék, amelyek nem felelnek meg a fém anyagú erısítésekkel érintkezı töltésekre vonatkozó elektrokémiai korlátozásoknak. Ezért csak nem-fém erısítési elemeket, például polimereket szabad a pernyével együtt használni, a fém kapcsolóelemek pedig a 6. táblázat szerinti rozsdamentes acélból legyenek. A homlokfalelemek mögött 300 mm vastag szivárgótestet kell kialakítani a BS 882:1983-beli 5. táblázat szerinti C vagy M fokozatnak megfelelı szemeloszlású anyagból. Az ebbe a szivárgóba temetett kapcsolatokat a és a 6. táblázat szerint kell készíteni Szénbánya-meddı Általában elınyben részesítendı a meddıhányóból származó anyag, mert az már átesett bizonyos fokú fizikai és kémiai öregedésen mind az odakerülése, mind a hányóbeli tartózkodása közben. De szabad azt az anyagot is használni, amelyik közvetlenül a bányából vagy a szén elıkészítésekor kerül elı. Mivel az anyag maga változatos lehet, szigorú minıségellenırzés kell, hogy a jellemzıi állandók az adott felhasználás során (lásd ). Meddık kıanyaga általában jó szemeloszlású és víztartalma a tömörítési optimum körüli, válogatva szabad töltésanyagként használni. Tömörítésére a szerint a sima vibrohengerek alkalmasak Az erısítés elemei A fém anyagú elemeket elıre le kell gyártani, és beépítésre készen kell a helyszínre szállítani. Ugyanígy kell eljárni a merev polimer erısítésekkel. A hajlékony polimereket, a geotextília lemezeket, hálókat, rácsokat és szalagokat is elıregyártva, jól rögzített tekercsekben kell a helyszínre vinni Burkolat Általános szempontok ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 132

133 A szerkezet látványát a homlokfal végsı külleme nagyban befolyásolja. A felület alakja alapesetben sík, de sok ok miatt változhat: a) Gyenge minıségő a kézi munka. Ez azonnal feltőnik, amint a kivitelezés elıre halad és láthatóvá válik a felület egyenetlen volta. Ezért a homlokfal készítését a munka haladtával szemmel kell tartani ellenırizendı az egyenességét. b) Az erısítés megnyúlik a kivitelezés közben és közvetlenül utána. A terhelés alá került erısítés nyúlása a homlokfal torzulásait okozhatja. Ennek mértéke egyrészt az erısítés merevségétıl, másrészt az igénybevett talajellenállás mobilizálódásának mértékétıl függ. c) Az erısítés kúszási nyúlása. Ezt a 24. táblázat szerint a használhatósági határok korlátozzák. d) A finomszemcsés talajok kúszása. Ez nagy víztartalom esetén fordulhat elı Merev homlokfalak Fı típusai: a) Különálló elemek (egy-egy elem a falmagasság egy részét fedi le). Ezekre mutat példát a 16a. ábra. Rendszerint elıregyártva betonból készülnek, egymást átfedı kapcsolatokkal, amelyekbe összenyomható tömítés kerül. b) Teljes magasságú elemek (a teljes magasságot egyetlen darabbal fedik le). Ezekre mutat példát a 16b. ábra. Rendszerint elıregyártott elemek. Az ilyen elemeket külön meg kell támasztani a feltöltési mőveletek közben, amíg a rákötött erısítések meg nem tartják ıket. A homlokfal alját meg kell támasztani az elırecsúszás ellen, amíg a legalsó erısítı réteg képes lesz mőködni. Fel kell becsülni a támasztáshoz szükséges erıt, hogy méretezni lehessen a dúcot és ennek túloldali alapozását. A G. mellékelt ad tanácsot az ilyen dúcerık meghatározására. c) Hajlékony burkolat. Fém, vagy polimer anyagúak, a 16c. ábra szemléltet ilyeneket. Minden talajerısítés esetében bekövetkezik a feltöltött anyag kismérvő összenyomódása a feltöltés közben. A különálló elemek a hézagaikban levı összenyomható tömítések révén képesek ehhez alkalmazkodni, a hajlítható fém homlokfalak meggörbülnek, a lágy burkolatok pedig torzulással követik a mozgást. A teljes falmagasságra kiterjedı homlokfalelemek esetében bármekkora is a magasságuk a töltésanyag (s benne az erısítı elemek) és a burkolat közti mindennemő relatív elmozdulást meg kell akadályozni. Különféle módszerek használatosak: hornyolások, hosszúkeskeny nyílások, kampók, reteszek, stb. A csúszó kapcsolatnak lehetıvé kell tennie, hogy az erısítés átvigyen vízszintes terheket, miközben képes lefelé mozdulni a feltöltési folyamat alatt anélkül, hogy elveszne az erıátadás. A viszonylag rövid teljes magasságú panelek esetében a geotextíliák például közvetlenül rögzíthetık a burkolati panelhez. Ilyen esetben elıfordulhat a burkolati kapcsolatok közelében deformálódás. Az így keltett többlet-erı becsült értékét be kell számítani az elviselendı terhelés tervezett nagyságába Hajlékony homlokfalak Ilyen szerkezetet mutat a 16c. ábra. Egy hajlékony burkolat úgy alakul ki, hogy minden egyes erısítı réteget visszahajlítanak a töltés egyes emeletei körül. A visszahajtott részt hátra horgonyozzák a töltésbe vagy cövekekkel vagy a belsı végének egy részét egy kis töltésréteggel lefedve. Az ilyen homlokfal szabad elmozdulást tesz lehetıvé, a csatlakoztatás követni képes az erısített talajtömb bármekkora süllyedését. Burkolat vagy homlokfal rendszerint csak a 45 o -nál meredekebb rézsők esetében ajánlatos; az ennél lankásabb rézsőkön az erózió elleni védelem a lefedés fı feladata. A visszahajtott erısítés úgy készül, hogy a túlnyúló (geotextília vagy georács) erısítést 180 o -kal fölfelé visszahajtják, ezzel létrejön a burkolat, illetve a visszahajtott részt a töltésbe horgonyozzák, vagy a következı szinten levı erısítéshez kapcsolják. Ilyenkor a töltésanyagot egy kívül odaillesztett, ideiglenes támasztással helyezik el és tömörítik (75a. ábra). Sokféle ilyen ideiglenes homlokzat-támasztási módszer létezik, közöttük, pl. a csúszó zsaluzáshoz hasonló, lásd 75b. ábra és [89]. A puha burkolat kínálja magát a növényzet megtelepedésére [90], melynek formái: a) termıtalajt helyeznek (és ráhúzni) a visszahajtás belsı oldalára, ha az erısítés háló, rács vagy szalag és rács kombinációja; ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 133

134 b) főmagkeveréket tartalmazó geotextíliát fektetnek a visszahajtott burkolat-elem hátoldalára c) élı, gyökértelen vagy gyökeres rızse viszontagságtőrı bokorból vagy cserjébıl (mint amilyen a főzfa, nyárfa, égerfa és nyír) fésőszerően fektetésével, s ezek legyenek körülbelül 2,5 m hosszúak s háromnegyedük legyen a töltésanyagba temetve A növényzet megeredésének elısegítése végett lombtrágyát és talajjavító szereket szabad a töltésanyag ide csatlakozó mm-es sávjában elhelyezni. Gyökeres cserje ültetése során mm vastag humusz réteget célszerő a beültetett növényekre teríteni, mielıtt elhelyeznék az erısítés következı rétegét. Minden esetben biztosítani kell, hogy a növényzet elegendı vizet kaphasson. Az ilyen növényzet szerepe a következı 1) erısíti a talajtömeget az erısítéshez hasonló hatással; 2) behorgonyozza a szerkezet homlokfelületét a mélyebb stabil zónába a gyökerek révén; 3) csökkenti a talaj nedvességtartalmát a párolgás által, és ezzel növeli a nyírószilárdságát; 4) csökkenti a párologtatással a nem-stabil tömegek súlyát; 5) védi a szerkezetet az esı, a fagy, a hıhatások ellen, és az erısítést az UV-sugárzástól Víztelenítés Általános szempontok Az erısített talajszerkezetek víztelenítése fontos tényezı. Ha a szerkezet vízzel telítıdhet, akkor megnınek az erısítésben keletkezı húzóerık, a töltésanyag és a megtámasztott feltöltés tulajdonságai pedig megváltozhatnak. Megnınek a falra ható erık, a pórusvíznyomás minden növekedése csökkenti az erısítésre ható takarási nyomást és ezzel a kihúzódási ellenállását. A víz kétfelıl juthat a szerkezetbe: a) leszivárog a felszínrıl, ha nincs kellı szigetelés ellene; b) a megtámasztott talajtömeg felıl talajvíz áramlik a szerkezetbe. Ez rendszerint csak azon közlekedési pályák földmőveit támasztó szerkezetek esetében jelentıs körülmény, amelyek hossztengelye mentén a hegyfelıli oldalon a talajvíz a bevágási koronaszint fölé kerülhet Víztelenítés a fal tetején Utakhoz tartozó falak esetén általában elegendı egy szigetelt járdaszegély és vízelvezetı árok a homlokfal felsı szilárd vállgerendájának hátsó szélén. A 76a. ábra mutat példát arra az esetre, amikor nincs szilárd vállgerenda hajlékony szigeteléső hézagokkal kialakított árkot hoznak létre az útpálya szélén. Ezen felül a nem teljes magasságú falak esetében vízelvezetésre van szükség a burkolat felsı lezárása mögött is, azért, hogy eltávolítsák vele az oldalrézsőn lefolyó vizeket, melyek tartalmazhatnak kohéziós anyagot is (76b. ábra). Valamennyi szerkezet esetében, vagyis nem csak az utakat támasztóknál, meg kell gátolni a felülrıl érkezı víz bejutását és meg kell oldani az esıvíz összegyőjtésének és elvezetését. Hídfın nyugvó alapgerendák esetében meg kell oldani a hídpályaburkolat és a töltéslezáró falak közötti hibás hézagon keresztül beszivárgott víz kivezetését (77. ábra) A fal egészének víztelenítése Az erısített talajok esetében is érvényesek a szokásos (pl. vasbeton, vagy falazott) szerkezetek víztelenítésére vonatkozó szokásos szempontok. Viszont a súrlódási tulajdonságaira vonatkozó tervezési szempontok folytán az erısített töltésanyagok áteresztıképessége nagyobb lehet, mint a hagyományos szerkezetek által megtámasztott töltésanyag. Sıt, még ha a finom szemcsetartomány határán van is az erısített töltésanyag, akkor is eléggé áteresztı lehet, emellett pedig elég nagy a szélessége is (többnyire legalább 0,7 H). Sok esetben ez az erısített tömeg hatékony szivárgónak bizonyulhat, anélkül, hogy egyéb vízelvezetésre lenne szükség (78. ábra) Ha a szerkezet alatti talaj áteresztı, az alapsík pedig a talajvízszint fölött van, akkor semmiféle vízszivárgás nem irányulhat a szerkezet alapja felé. Más esetben azonban hosszirányban elhelyezett porózus vagy nyitott csatlakozási hézagokkal készített, 150 mm-nél nem kisebb átmérıjő alagcsı kell a fal lába elıtt (79. ábra), ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 134

135 hogy összegyőjtse és az oldalszivárgóba juttassa vizet. Ez a csı elhelyezhetı a burkolati panel mögött is, de elınyösebb elıtte, ahol könnyen hozzáférhetı a késıbbi karbantartás számára. Lehetıvé kell tenni, hogy bármilyen vízszivárgás kikerülhessen a szilárd homlokfal mögül, ehhez egyes kiválasztott elemekbe csurgókat kell kialakítani. A különálló homlokfalelemek esetében nagyon egyszerően megoldódik vízmozgás, ha az összes panelnél elhagyják a függıleges hézagok közötti tömítést a fal lábának eltakart szakaszán (79. ábra) A homlokfal elé telepített alagcsı anélkül teszi lehetıvé a talaj-erısítés kivitelezésének megkezdését, hogy ezt az erısítések közötti drén fektetésével félbe kellene szakítani. Ha viszont a homlokfal elemek mögé fektetnék a csövet, úgy a csatlakozó erısítések miatt nehéz lenne kielégítı esést biztosítani. Emellett a hozzáférés is nehezebb, és a csövek dugulásának elhárításához speciális megoldások lennének szükségesek Bevágásokat magtámasztó támfalak víztelenítése Azokon a helyeken, ahol a megtámasztott talaj felıl vízáramlás várható, a 80a. ábrán látható módon a fal mentén bizonyos távolságokban szivárgókat kell készíteni, melyek jellemzı mélysége 300 mm, szélessége pedig 1000 mm legyen. Ha jelentıs a vízáramlás, akkor 300 mm vastag szivárgópaplan készíthetı az erısített talajtámfal alatt, s ennek vizét az alapsík alatt kell kivezetni. Ha szükséges, ezt a paplant a szükséges magasságig folytatni lehet hátul, az ideiglenes bevágási rézső mentén (80b. ábra). A 80. ábrán bemutatott részletek a kivitelezés körülményeihez igazodóan másmilyenek is lehetnek, anélkül, hogy ez befolyásolná a talajerısítés részleteit. Ha például a hegy felıli oldalon nem lehetséges a víztelenítés, használható a talpnál épített győjtıcsı. A szivárgó árkok és szivárgó paplan méreteit a feltételezett körülményekhez igazodva kell meghatározni. A szerkezet alá telepített szivárgó szőrıanyagát minden esetben úgy kell megtervezni, hogy ne kerülhessen a környezı talaj vagy az erısített szerkezet töltésanyaga a vízelvezetı rendszerbe Fenntartás Minden erısített-talaj szerkezet számára készíteni kell egy rendszeres felülvizsgálati és karbantartási ütemtervet, azokról jegyzıkönyvet kell felvenni, és ezeket meg kell ırizni. A [91]-ben, továbbá az LAA - A helyi hatóságok kezelésében lévı utak helyes karbantartási gyakorlatának szabályzatában - található útmutató a felülvizsgálatok gyakoriságára és céljaira. Különösen fontos ellenırizendı tételek: a) nagy süllyedések, akár egyenletesek, akár különbözıek, b) a burkolat vízszintes elmozdulásai; c) a burkolat sérülése; d) az erısített talajtömegben, a körül vagy az alatt észlehetı vízelvezetési problémák; e) a fémrészek korróziója (rozsdafoltok); f) a homlokfal elemei vagy más szerkezeti részek közötti hézagok megnyílása; g) repedések a szerkezeten mögötti töltésben. 9.3 Rézsők Általános szempontok Az erısített földrézsőkre vonatkozó tényezıket az 1. táblázat részletezi. Az erısített rézsők kivitelezésének sok részlete azonos a szokványos töltésekével, és vannak, amelyek az erısített talajtámfalak és -hídfık kivitelezésével egyeznek meg, lásd Altalaj Az erısített talajszerkezet számára sík alapfelületet kell elıkészíteni. Bár a süllyedéskülönbségek jelentısége ezek esetében kisebb, mint a hagyományos szerkezeteknél, a tömörítésnek az erısített ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 135

136 szerkezet épségére gyakorolt hatása megkíván bizonyos elıkészítést. A helyszínt úgy kell elıkészíteni, ahogy a elıírja Az erısítés elemei és a töltésanyag A töltésanyagok feleljenek meg a nak. Akár a Specification for Highway Works [1]-szerint, akár a vonatkozó háttöltési elıírás szerint kell ıket elhelyezni. A töltésanyagok minıségére és vizsgálatára a 3. ill. 4. fejezet ad útmutatást. A lemezszerő erısítést a fı terhelési irányban, vagyis a töltés felszínére merılegesen kell lefektetni. Minden érintkezést vagy összekapcsolást, amely a fı terhelési irányra keresztben áll a szerint kell kialakítani. Ajánlatos, hogy keresztirányban a geotextíliák között legyen mm átfedés (vagy 500 mm, ahol jelentıs mozgásokra számítanak). A georácsokat rendes körülmények között csak kis átfedéssel fektetik, viszont a geotextíliákéhoz hasonló átfedések kellenek, ha jelentıs mozgások várhatók. Az építési forgalom csak akkor haladhat az erısítés fölött, ha már legalább 100 mm takarás van rajta Burkolatkészítés Helyben készülı burkolatok Visszahajtott burkolatok A 81. ábra szemlélteti a leggyakrabban használt visszahajtott burkolatképzést. Ezt külön megtámasztás vagy zsaluzat nélkül is lehet csinálni, míg a rézsőfelület hajlása kisebb kb. 1:1-nél, az ennél meredekebbekhez azonban kell a megtámasztás ( ). A következı ajánlások szerint kell eljárni: a) 1:1-nél nem meredekebb rézsők. Ezek esetében nem is követelmény a visszahajtással készülı burkolat, így a kivitelezés lépései a következık lehetnek: 1) lefektetik az erısítı réteget a már tömörített töltésrétegre; 2) a következı töltéséteg lefekettése és tömörítése a töltés szélén; 3) befejezik az erısítés elteítését, a feltöltést és tömörítést; 4) a rézső felületét a szükséges formájúra alakítják; 5) humuszolás és főmagszórás, serkentendı a növényzet gyors kifejlıdését és elhárítandó az eróziót (változat lehet erózió elleni geotextília fektetése). b) 1:1-nél meredekebb rézsők. A meredek töltésrézsőkhöz általában kell valamilyen zsaluzat és/vagy burkolat-megtámasztás. A megtámasztás formái különbözıek lehetnek, az eredmény általában 60 o és 80 o közötti hajlású sík rézsőfelület, lásd 75. ábra. Ahol geotextíliát alkalmaznak az erısítésre, ott lépcsızött vagy ferde síkként alakítják ki a rézsőfelületet, mert ez képes a deformálódásra, a mő küllemén pedig úgysem sokat javít a rézsős zsaluzat. Ha georácsból készül az erısítés, általában sík felületet képeznek ki. Georács vagy geotextília visszahajtásával is lehetséges felületet képezni és elkerülni a homlokzat torzulását. A meredek rézsőfelület kivitelezésének sorrendje a következı: 1) elıkészítik az alapsíkot; 2) felállítják a szükséges rézsőhajlásnak megfelelı állványzatot; 3) leszabják és elterítik a legalsó erısítı réteget a homlokzati oldalon a visszahajtáshoz és a töltésbe való betemetéshez szükséges ráhagyással; 4) ha indokolt, leterítenek egy geotextília vagy gyeptégla béléslemezt a visszahajtott homlokzat belsı oldalánál, hogy ne peregjen ki a burkolaton a töltésanyag; 5) feltöltik és tömörítik az erısítés fölötti réteget a szerint; 6) az erısítés szabadon maradt végét körben visszahajtják a feltöltött rétegre, mintegy becsomagolva azt; ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 136

137 7) vagy lehorgonyozzák az erısítés szabad végét a töltésre fektetett, a horgonyzáshoz szükséges hosszúságban, vagy összekapcsolják a következı erısítési réteggel, majd megfeszítik a körbehajtott részt, hogy feszes legyen a burkolatnál; 8) ezt ismételgetik a teljes magasság eléréséig. E módszer különbözı változatait ismertetik: Jones és tsai. ]89], Jones [92], [93], Paul [94], Göbel és tsai [95] és Rüegger [96]. A lépcsızetes rézsőburkoláshoz is lehet zsaluzatot használni, melynek magassága általában a rétegekével azonos, a mőveletek sorrendje pedig az elıbbivel azonos (75b ábra). A geotextília és georács erısítéseket óvni kell az UV-sugárzás okozta károsodás és a vandál rongálás ellen. Az óvórendszabályokra, a füvesítésre, a növényzet telepítésére vonatkozó ajánlások a ban és ben vannak Gabion és zsákszerő burkolatok Gabionok vagy zsák alakúra formált geotextíliák, georácsok használatával kombinálható a burkolatképzés és a zsaluzat. Használhatók fémhálós gabionok, és vannak egyéb lehetıségek is, például gépkocsi abroncsok az adott talajjal megtöltve, lásd [93] és 82. ábra. Ahol gabionokat vagy zsákokat alkalmaznak, a kivitelezés módja legyen összhangban a ben írottakkal, s ilyenkor a gabionok vagy zsákok mőködnek zsaluzatként, [89]. A geotextíliákból formált gabionok és zsákok könnyen deformálódnak és nem ajánlatos az erısítı rétegek közvetlen összekapcsolása velük a lehetséges helyi túlfeszítésük miatt. Rendszerint úgy csatlakoztatják ezeket az elemeket, hogy a gabionok vagy zsákok a visszahajtott erısítés belsı oldalán maradnak. A polimer rácsokból vagy fém hálóból készített gabionok már merevebb alakzatok és így a fı erısítı elemeket célszerő rákapcsolni a gabion-kosár aljára és így fektetni a töltésanyagra. (82. ábra). Ilyenkor a gabiont a végleges helyén töltik meg. Az egyes elemeket végeikkel érintkezve helyezik egymás mellé, acél kábellel összehúzzák ıket, hogy egy m hosszú sort alkossanak. E húzóelem feszesen tartásával elérhetı, hogy a gabionok megtartsák a feltöltésük közben is az eredeti alakjukat. Ehhez kell egy húzó/feszítı eszköz, továbbá az acélrudak behelyezése a végsı gabion véglapjánál. A gabionok kézzel vagy géppel is feltölthetık. Ha lehetséges szép felülető nagy követeket célszerő a külsı felülethez rakni. Ezzel javul a mő külsı megjelenése és csökken az a veszély, hogy a szerkezet megsérül. A homlokzati elemként használt gabionok esetében ajánlatos az 1 m magas gabionokba 1/3 és 2/3 magasságuknál keresztirányú vonóvasat beépíteni. 500 mm-es gabionban elegendı egy, a félmagasságban elhelyezett vas. Az egész mőveletet a gabion enyhe túltöltésével kell befejezni, ideálisak ehhez a töltıanyag finomabb frakciói. Ezután lezárható a gabion fedele és az egészet rögzíteni kell az adott falszakasz tetején vagy acél huzalt használva erre. Hasonló módon lehet eljárni más homlokzatképzı anyagok, tégla, falazó tömbök (ugyanúgy, mint a falak esetében) vagy gépkocsiabroncsok [93] használata esetén. Az abroncsok beépítésének módja hasonló a gabionokéhoz illetve zsákokéhoz Felszíni burkolatképzések A geotextíliákkal erısített töltéseket védeni kell a természeti vagy emberi károsítás ellen, legyen az UV-sugárzás vagy szándékos rongálás következménye. A védekezés legismertebb módja a rézső füvesítése. Ilyenkor egy humusz réteget helyeznek a rézső felszínére a burkolat alá vagy fölé. A humuszréteget szemcsés zónára kell fektetni és helyi óvintézkedésekre van szükség az ilyen felület stabilitásának fenntartására, amíg a fő kikel. Nedves füvesítési eljárás is alkalmazható, amikor a vetımag közvetlenül a visszahajtott geotextília külszínére juttatják. Ilyenkor ajánlatos a burkolat belsejét humuszréteggel bélelni. A fő gyökérzete átfúródik a geotextílián és nagyon hatékony védıréteget alkot. Egy lehetséges változat: közvetlenül a burkolat mögé olyan geotextíliaréteget fektetnek, amelyben eleve benne van a főmag. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 137

138 Használhatók merev burkolatok is, például lövellt beton, vagy olyan beton elemek, amelyeket hozzácsíptetnek, vagy hozzá szegeznek a burkolathoz. Ha lövellt betont használnak, meg kell fontolni, hogy a kivitelezést követı mozgások a burkolaton repedezéseket, lepattogzásokat okozhatnak. Ahol a rézső közelében tőz is elıfordulhat, ott gondoskodni kell a burkolat és minden polimer anyagú erısítés védelmérıl Elıregyártott burkolatelemek Ezek kövessék a függıleges szerkezetek esetére adott általános ajánlásokat, lásd Új eljárás a fém háló és geotextília homlokzat használata, amelyek harmonikaszerő alakzatot formálnak Vízelvezetés Rendszabályok kellenek, hogy a töltésanyag ne telítıdhessék vízzel, vagy ne fejlıdhessen ki lenne olyan víznyomás, amelyre a tervben nem számítottak. Az itt szükséges megfontolások a falak esetéhez (9.2.7) hasonlók Töltésrézsők helyreállítása Általános szempontok Gyakran alkalmazzák a talajerısítést a rézsők javítására (83. ábra) Van, ahol az egész töltést elbontják és újraépítik. Olyan esetekben, ahol a teljes töltést elbontják és visszaépítik, az alkalamazás hasonló az új töltésként épített rézsőkéhez, és ezek tervezése és a kivitelezése legyen összhangban a 7.4 és 9.3 között írottakkal. Régebben a megcsúszott rézsőket úgy javították, hogy jó vízvezetı szemcsés töltésanyagot szállítottak oda. Az erısítéssel történı helyreállításokhoz gyakorta használják fel a helyben maradt, lecsúszott anyagot, ámbár a javítást rendszerint egybekötik a javított vízelvezetés kiépítésével, hogy megelızzék az altalaj törését. Az ilyen eljárásnak számottevı gazdaságossági elınyei lehetnek. A javításokat gyakran szők helyen kell elvégezni, például egy útpálya vagy vasúti vágány mellett. Az ilyen munkák megtervezése során számítani kell a hozzájutás és az anyagtárolás nehézségeire. Egy jellemzı elrendezés, egy rézső lépcsıs földkiemelése látható a 83c ábrán. Célszerő a lépcsık hosszát általában 30 m-re (vagy más kisebb méretre) korlátozni, ami az ideiglenes rézsők esetében megfelelı Kivitelezés A rézső helyreállítás ajánlott sorrendje. a) Leszedik és tárolják a humuszos fedıréteget; b) Kiemelik a földet az ábrán látható minimális mélységig és a biztonságtól függı legmeredekebb ideiglenes rézsőfelületig. A bevágást lehet lépcsızni (83. ábra). c) Elhelyezik az erısítést a töltéstestre merılegesen, a legalsó talajszinten. Nem szükséges, hogy a szomszédos lemezek átfedjék egymást. d) Visszatöltik a kifejtett anyagot és tömörítik a szerint. Ha ez a talaj túlságosan nedves vagy képlékeny, a jó megmunkáláshoz szükséges mértékő meszet célszerő hozzáadni, feltéve, hogy ez összhangban van a vel. e) A következı, az ábrán érzékelhetı megfelelı szinten elhelyezik a következı erısítı réteget a már tömörített rétegre. Így folytatják a visszatöltések és erısítések sorozatát. f) Visszaterítik a humusz réteget. Az erısítésnek nem kell a rézsőfelületen túlnyúlnia. A kivitelezés közben szemmel kell tartani a meglevı vízelvezetést, és ellenırizni kell nem sérült-e. Ha indokolt, a töltés talpánál levı drént ki kell cserélni vagy helyre kell állítani. A töltés minden felfedezett szivárgási helyét drénezni kell, megelızendı a késıbbi felpuhulást, lásd Rendesen 30 m hosszú rézsőszakaszt vesznek egyidejőleg munkába, vagy ennél rövidebbet, ha a helyi körülmények ezt parancsolják. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 138

139 9.3.7 A talajszegezés kivitelezése Általános szempontok A alfejezetekben leírt sorrendek fıként a szegezéssel erısített bevágásokra vonatkoznak. A tevékenységek fı mozzanatai viszont hasonlóak a javítások esetében is, eltekintve a fejtés és valószínőleg a burkolatkészítés részleteitıl. A kivitelezés pontos sorrendje az adott kivitelezési körülményektıl függ; a most következık általános útmutatást jelentenek A kivitelezés sorrendje Az ilyen földfalat felülrıl lefelé készítik, miközben a földfal elıtti talajtömeget fokozatosan eltávolítják. A szegeket minden szinten be kell juttatni, és ha szükséges, ki kell injektálni a 84. ábrán látható részleteknek megfelelıen Földfejtés A falszerkezet elıtti talajt akkora lépcsıkben célszerő eltávolítani, hogy egyrészt az a legkisebb talaj- vagy kızetfelület váljon szabaddá, amelynél hatékonyan és praktikusan elvégezhetı a lıtt beton burkolatkészítés, illetve a talajszegek bejuttatása, másrészt biztosítsák a feltárt felület állékonyságát, és minimalizálják a talajmozgásokat. Ehhez szükség van valamilyen mértékő, rövid ideig érvényesülı kohézióra, de nem szükséges, hogy ez nagy legyen. A már kész szegezett szerkezetrész alatt kızetrobbantást csak ellenırzött robbantási módszerrel szabad végrehajtani. Meg kell figyelni a homlokfelület alakváltozásait a fejtés elırehaladása közben, és ha ezek nincsenek ésszerő összhangban a várakozásokkal, akkor sőríteni kell a szegeket Lıtt beton burkolat készítése A mővelet megkezdése elıtt minden érintett felületet meg kell szabadítani a laza anyagrészektıl, a sártól, az elızı betonozás maradványaitól, és minden idegen anyagtól, mely megakadályozná a lıtt beton kötését. Ahol szükséges ferde helyzető csurgókat, vízszintes dréneket vagy más megoldásokat kell alkalmazni a szivárgás lehetıvé tételére. A torkrétozás közben a csurgókat és dréneket meg kell óvni, hogy megırizzék hibátlan mőködıképességüket. MEGJEGYZÉS: Más elfogadott felületképzési eljárások is lehetségesek, egyetértésben a szállítója elıírásaival A szegek behelyezése A szegeket pontosan a tervezett helyükre, az elıírt méretekkel és hajlással kell beépíteni,. A szegezést az ismert fúrási módszerek valamelyikével magfúrással, forgó fúrással, csigafúróval, béléscsı behajtással vagy közvetlen beveréssel lehet végrehajtani. A kiválasztott eljárás feleljen meg az adott helyszíni körülményeknek: a behajtás ne lazítsa ki a szomszédos szegeket, ne veszítse el azok egy része se a takarását, s nem következzen be talajtörés a gyenge réteghatárok mentén. A szegek méretei nem legyenek nagyobbak a tervezettnél. A nyílt furatokban behelyezett szegeket a helyükön kell injektálni. Az injektálást a kifúrt lyuk végén kell megkezdeni és el kell érni, hogy a szegeket folytonosan fedje az injektált anyag. A talajszegek tartósságát a 3. fejezetben írottakkal összhangban kell meghatározni Beton és acél burkolatok Az állandó szerkezetekhez helyben készített vasbeton burkolat készíthetı. Szabad használni a nek megfelelı elıre gyártott beton vagy acél paneleket is. Az injektált szegeket rendszerint csavarozással kapcsolják a burkolati hálóhoz (lıtt betonhoz). Általában a vert szegeket is hozzáerısítik a burkolathoz Vízelvezetés A vízelvezetés szempontjai kövessék a ban részletezett eljárást. Ezeken felül szükség lehet a rézsőfelületre hullott esıvíz elleni védelemre a kimosások ellen. 9.4 Alaperısítés ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 139

140 9.4.1 Általános szempontok A munkálatok tervezése során különös figyelmet kell szentelni azoknak a nehézségeknek, amelyek a helyszín megközelítésébıl, az elızetes megtisztításából és a terület munka közbeni járhatóságából adódhatnak. Különösen nagy gondot okozhat a nagyon összenyomható vagy kis szilárdságú talajon való közlekedés, ez sajátos géppark, köztük kis nyomást átadó talajszállító eszközök használatát teheti szükségessé Az alapfelület erısítése Általános szempontok Az alapfelület erısítésének kivitelezési módszereit befolyásolják a hely felszínének és környezetének körülményei. A helyszínre vonatkozó kutatás terjedjen ki az altalaj mérnöki tulajdonságainak megadására, bármilyen kiszáradt felsı kéreg jelenlétére és kiterjedésére, s megállapítandók a növényzet fajtája és a méretei is. Víz alatt munkaszint esetében fel kell mérni a víz mélységét a javasolt szerkezet területén A helyszín megközelítése Ha a helyszín megközelítése a rossz járhatóság miatt nehézkes, (akadályozott), akkor ideiglenes bejáró útról kell gondoskodni. Egy alkalmasan közeli helyen tiszta munkaterületet és tároló helyet célszerő kialakítani az alaperısítés elemeinek összeszerelésére és tárolására Az erısítés anyagainak tárolása A tekercsben vagy összehajtogatott állapotban levı geotextília vagy georács anyagokat száraz talajon és a napsugározástól védve kell tárolni. Ha a vasalás UV-sugárzás elleni csomagolásban van, akkor nincs szükség további védelmére Az erısítés összekapcsolása A teherviselési fıirányra merıleges, minden egyes kapcsolat hatással van az erısítés húzási ellenállására és a más mőszaki tulajdonságaira. Ha lehetséges, az erısítés egyetlen összefüggı darabban fogja át a töltés teljes szélességét (vagyis ebben az irányban ne legyen toldás). A töltés hosszirányában elkerülhetetlennek a toldások. Ezt számításba kell venni midın a töltés építés alatti és közvetlenül azutáni hosszirányú állékonyságát kell felbecsülni. A kapcsolat feleljen meg a nek A helyszín elıkészítése A növényzettel benıtt területrıl csak a nagyobb növényeket, a bokrokat és a fákat kell a természetes felszínig letakarítani. El kell távolítani az akadályokat, amelyektıl megsérülhet az erısítés. A köveket, amelyek valószínőleg átszúrnák az erısítést, vagy más mechanikus sérülést okoznának rajta, el kell távolítani az erısítés számára elıkészített területrıl. A szerves anyag idıvel elkorhad, és ezért figyelemmel kell lenni a bennmaradó vastagabb szerves talajok hosszú idı alatt kifejtett hatásaira. A kidöntött fák vagy bokrok gyökérzetét és a térszínt fedı növényzetet célszerő a helyén hagyni. Ahol köztudott, hogy száraz talajkéreg van a felszínen ügyelni kell arra, hogy ezt fel ne törjék a hely elıkészítése és az elsı töltésréteg építése közben. Mielıtt kezdik elteríteni az erısítés, a felszín minden hirtelen változását ki kell egyengetni alkalmas töltésanyag elterítésével. Ha valahol ilyen kiegyenlítı réteget terítenek le azért, hogy kiegyenlítsék vele a felszíni egyenetlenségeket ide értve a vízzel borított részeket és akadályokat is ügyelni kell arra, hogy az eltérített réteg ne károsítsa/gyengítse a természetes altalaj függıleges irányú vízvezetı képességét. Ha lehet, az ilyen töltésanyag legyen szemcsés, és nem-szıtt geotextíliából elválasztó réteget célszerő alá a puha talaj felszínére fektetni, hogy megelızzük az elszennyezıdését. Az ilyen szabályozó réteg elterítése során ügyelni kell, hogy az esetleges kiszáradt kérget ne terheljék túl, vagy ne szakítsák át Az erısítı elemek kezelése és elhelyezése ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 140

141 Kedvezı esetben tekercsleve szállítható a helyszínre az alaperısítés anyaga, ahol a megfelelı helyre helyezve legördítik, és elkészítik a toldásokat. A 85. ábra mint útmutató szemlélteti, hogyan lehet megkönnyíteni a kapcsolás/fektetés egymás utáni mőveleteit. Az 1. lépésben elterítik az erısítı anyagot a töltés szélessége mentén. A 2. lépésben a következı adagot az elsı tetején gördítik le, és a 3 lépés ezek széleinek összekapcsolása. Ezután a felsı réteget átfordítják a térszínre (4. lépés), majd e mőveleteket ismételgetik (5., 6. lépések). Rosszabb megközelítési körülmények esetén értelemszerően változtatni kell a módszereken. Ha az alaperısítés legördítését és a helyben való kapcsolatkészítést a körülmények nem teszik lehetıvé, akkor az erısítés elemeit stabil talajon vagy munkapadozaton kell elıregyártani, és kézzel kell eljuttatni a beépítési helyére. Ha a rossz altalaj kiterjedése kicsi, a mővelet megkönnyíthetı úgy, hogy az elemeket a stabil altalajú helyrıl kötéllel húzzák be. Az ilyen kivitelezési eljárás nagyon kényesnek bizonyulhat, következésképpen az erısítı elemeket úgy kell megválasztani, hogy megfelelık legyenek a mőszaki tulajdonságai a tervezett feladatra, és nem menjenek tönkre a kivitelezés közben. További bonyodalom, ha az alaperısítést sekély vízzel borított területen, mocsáron, ingoványon kell lefektetni. Ha nem mély a víz, az erısítést még kézzel lehet leteríteni méretre szabott és összekapcsolt elemeket használva. A víznél könnyebb erısítés felúszása ellen helyi leterheléssel kell védekezni. Mélyebb vízben vagy általában ahol az alaperısítés már nem oldható meg kézi munkával, sekély merüléső ladikról vagy gépi csörlı használatával lehet az elemeket lefektetni. Ha elég erıs geotextíliát vagy georácsot kell lápos, mocsaras területen elhelyezni, ott megengedhetı, hogy a legördítést végzı munkások magán az erısítésen járjanak Napfény-hatás Meg kell szabni azt a leghosszabb idıtartamot, amíg a polimer erısítı anyagot a védı csomagolás eltávolítása és a végleges betemetése között napfény (vagy más UV-sugárzás) érheti. Egyébként ez olyan rövid legyen, amilyen csak lehet. Ha szükséges a gyártó tanácsát kell kérni A töltésanyag elhelyezése A töltésanyag elhelyezésének sorrendjére gondosan ügyelni kell, különösen az olyan gyenge altalajok esetében, melyek teherbírását már a legcsekélyebb megterhelés is kimerítheti. Az anyagot depóniába kell dönteni az adott munkaterület végén. Innen olyan géppel kell az esedékes helyére vinni, amely képes szétteríteni az erısítésen. Kétféle eredményes elhelyezési módszer használatos [98]. Az egyik esetben teljes szélességében terítik a töltésanyagot. Ilyenkor különös gonddal kell ügyelni, hogy az igen lágy altalajon ne alakulhasson ki sár- vagy iszaphullám a töltés elırehaladása közben. Mert ha már egyszer kiemelkedik egy ilyen hullám, nehéz lehet a szétnyomogatása, lásd 86. ábra. Ha az anyagot a töltés teljes szélességben hordják elıre, a sárhullám kialakulását azzal lehet mérsékelni, hogy a töltés tengelyvonalának környékén kissé elıbbre haladnak a töltés lábvonalaihoz képest, (lásd 87. ábra). Nagyobb hullám kifejlıdésének megelızése végett ügyelni kell arra, hogy a legalsó töltésréteg vastagsága csak akkora legyen, amennyi minimálisan szükséges ahhoz, hogy a könnyő, kis helyi nyomást átadó lánctalpas tológépek járhassanak rajta. A másik módszer szerint (88. ábra) a töltés végén elıször mindkét lábvonal mentén kezdik behordani az anyagot, így ott mintegy szerviz-utak alakulnak ki. Ezeket azután fokozatosan szélesítik, és ezzel rögzítik a széleknél az alaperısítést még mielıtt a töltés-tengelyvonalának környékére sor kerülne. Ez a módszer kevéssé alkalmas kisebb töltésszélesség esetén. A tervezett erısített töltés építése elıtt célszerő próbatöltést készíteni, hogy meghatározzák a sárhullám keletkezésének mértékét. Nagyon káros lehet az erısítés alatt, közvetlenül a töltésanyag elıtt képzıdı nagy amplitudójú hullám, mert ennek elırenyomulása közben elszakadhat vagy elmozdulhat az erısítés. Ez azzal hárítható el, hogy a töltés hosszirányában csak rövidebb erısítési szakaszokat készítenek elı. Hacsak lehet, az elsı töltésréteget az erısítés teljes hossza mentén el kell elhelyezni, mielıtt a következı réteg rákerülne. Ezáltal az erısítés korán megkapja az UV- ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 141

142 sugárzás elleni védelmét, s megindul valamelyes konszolidáció, kialakul a továbbiakhoz egy járószint, és megnı a következı réteg felhordása közbeni hullámképzıdéssel szembeni ellenállás. Ahol a térszínen kiszáradt talajkéreg van, vagy afelszínt növényzet borítja, csekély a sárhullám kialakulásának esélye. Mégis gondosan kell kialakítani a kezdı rétegeket, elkerülendı az altalaj helyi túlterhelését. Így pl. nem szabad az erısítés elejére közvetlenül rádönteni, illetve a késıbbi szétterítéshez hozott anyagból ideiglenes dombot képezni. Minthogy a töltés legalsó/legelsı rétege szokás szerint szemcsés, vízvezetı anyag, ennek megfelelı tömörítése elérhetı azzal, ha az építıgépeket rajta járatják. Bármilyen is a szemcsés anyagú szivárgó paplan, vastagsága legyen nagyobb, mint a töltéskeresztmetszet mentén várt süllyedéskülönbség. A töltésanyagot a Specification for Highway Works [1] elıírásaival összhangban kell tömöríteni. Az építıgépeket ellenırizni kell, megelızendı, hogy olyan alkalmatlan gép járjon rá a területre, amely megrongálhatná az alaperısítést. Ez ott fontos, ahol az altalaj konszolidációjának gyorsítása végett szalagdréneket építenek be. Ha az ilyen drének készítéséhez nehéz gépeknek kell a tetthelyre bejárni, akkor a szükség szerinti töltésvastagsággal kell elhárítani a forgalom miatti helyi vagy általános talajtörést Alapgerendák és húzott membránok A kivitelezés módszereit befolyásolják a felszíni és felszín közeli talajviszonyok. Rendszerint vagy húzott membránok szükségesek a talaj gyenge pontjai vagy üregek fölötti területek áthidalásához és ezek tervezésekor általában inkább ezek merevségére, mint a szilárdságukra számítanak, [16], [20], [76], [82], [83], [101], [102]. Ezekben az esetekben lényeges, hogy az erısítéseket ésszerő egyenletességgel fektessék, hogy csökkenjen a hullámosodás miatti rövidülés mértéke. Az alapgerendákba rendes körülmények között nem építenek be homlokfal elemeket, amelyekben rögzítı elemek vannak az erısítéshez való csatlakoztatások számára, és ezért az erısítı rétegek ellenırzése minden esetben terjedjen ki a különbözı erısítési szintek mérésére. Ahol húzott membránok érintkeznek szilárdulás alatt álló betonnal (például cölöpalapozású töltések esetében) ügyelni kell arra, hogy az erre használt geomőanyagot ne károsíthassa a beton kötési folyamata. A húzott memránok beépítési módszere az alaperısítéshez hasonló, lásd Geocellák építése Az altalajra kerülı georács két lépésben készíthetı. Elıször mint egy sejtszerő szerkezetet alakítják ki az egymással kapcsolatban álló, polimer georácsból formált cellák sorozatát, melyek függıleges válaszfalait hozzáerısítik az alapfelületre fektetett georácshoz (89. ábra). Ez a szerkezet kb. 1 m magas lehet. A második lépésben meg kell tölteni a cellákat szemcsés anyaggal. A helyszíni felépítés azzal kezdıdik, hogy georácsot gördítenek a puha altalajra az építendı töltés tengelyvonalával párhuzamosan a szomszédos tekercsek 300 mm átfedésével. Az átfedés szerencsésebb megoldás, mint a tőzéses rögzítés, hogy gyorsabb legyen a beépítés, és hogy egyensúlyban tartsa a merevítés és a kitöltés idejét. Ezután egy másik georácsot illesztenek rájuk a töltés tengelyre merılegesen, és ennek egyik élét összetőzik az alap-georáccsal. Egy újabb georács következik, melynek éppen érintkeznie kell az elıbbivel, és ennek egyik élét is hozzákapcsolják az alapgeorácshoz. Ezt így folytatva haladnak elıre a puha terület fölött. Ha már elég sok keresztirányú membrán be van erısítve a helyére, az összefőzött alsó élük körül elfordítva függıleges helyzetbe hozzák és ideiglenesen kifeszítik ıket (89a. ábra). Ezután a sejtszerkezetet úgy véglegesítik, hogy georács tekerccsel haladnak végig a keresztfalak között (89b. ábra) és hozzáerısítik ıket. A cellákat úgy kell megtölteni, hogy az alakzat ne torzuljon. Ezért egyik cellát sem szabad egyszerre feltölteni, csak ha már a szomszédok félig teltek. Nem szerencsés a cellák töltıanyagának tömörítése, ezért 150 mm túltöltés írható elı az utólagos tömörödés miatti süppedésre számítva, egyben lehetıvé téve, hogy az építıgépek mozoghassanak a geocellákon a válaszfalak rongálása nélkül. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 142

143 9.4.5 Fenntartás A nagyon összenyomható vagy kis szilárdságú talajon létesített alaperısítést célszerő rövid idıtartamra tervezni, melynek élettartama annyi, mint amennyi idı az altalaj bizonyos fokú konszolidációjához szükséges. Mivel az egyszer beépített erısítés úgyis hozzáférhetetlen, karbantartására magától értetıdıen nincs is szükség. Ugyanez a helyzet azokkal az alapgerendákkal és húzott membránokkal, amelyekkel gyenge altalajok, alábányászott területek vagy aláüregelıdések fölötti töltések alá építenek, hogy a beomlásokat megelızzék vagy süllyedéseket csökkentsék. 9.5 Mozgatás, tárolás, fektetés Általános szempontok A talajerısítés minden elemét úgy kell mozgatni, tárolni és lefektetni, hogy sérülésük veszélye a lehetı legkisebb legyen. Az ezekre vonatkozó ajánlások a fejezetben találhatók. Bármely más alkatrészt vagy anyagot, amelyek nincsenek említve hasonló elvek szerint kell kezelni és tárolni Talajok és más töltésanyagok Az erısített talajszerkezetekhez alkalmazott töltésanyagokat a Specification for Highway Works [1] elıírásaival összhangban kell mozgatni, tárolni, elteríteni és tömöríteni Fém anyagú erısítések Általános szempontok Ez a szabályzat az acél anyagú erısítésekkel foglalkozik. A más fémbıl készült erısítı elemeket akkor szabad használni, ha a mőszaki feltételeik megfelelnek az e szabályzatban megadott tervezési elıírásoknak vagy kielégítik a 3. és 4. fejezetek ajánlásait Mozgatás A fém anyagú erısítı elemet úgy kell fel- és lerakodni, illetve mozgatni, hogy ne hajlítsák meg ıket, mert az maradó alakváltozást okoz, vagy rongálja a védıbevonatot. Az erısítı elemeket nem szabd koptató hatású felületen, például vasbetonon vagy durva szemcsés talajon vonszolni, vagy károsító anyagokon keresztül húzni, mint amilyenek például egyes felszín közeli talajok is lehet. Meg kell elızni a védıanyag sérülését, amely a korrodáló anyagok belépési pontjává válhatna, ezért csak szálakból sodrott kötelet, szövet-anyagú láncokat szabad használni hozzájuk. Ugyanilyen gondosan kell bánni a burkolati elemekhez való rögzítés kapcsolószereivel Tárolás A fém anyagú erısítı elemeket mindenkor távol a talajtól és nem-felszívódó anyaggal alátámasztva, szabályos alakzatba rakva kell tárolni, hogy elkerüljük a szennyezıdésüket. Az optimális tárolóhely a beépítés helyének közelében van. A különbözı hosszúságú és keresztmetszeti mérető tételeket elkülönítve és világosan megjelölve kell tárolni. A tárolás rendje lehetıleg biztosítsa az egyes szállítmányok elkülönítését. Legjobb, ha egy tételt teljes egészében felhasználnak a következı megbontása elıtt. Ez megkönnyíti a minıségellenırzést Fektetés A fém anyagú erısítı elemeket az elıírt szintre tömörített töltésanyagra kell fektetni. Az elemek jól láthatóan vízszintesek legyenek, s nem szabad feszülniük a feltöltött felszín egyenetlenségei fölött. Ha a lefektetés elıtti vagy alatti ellenırzés olyan görbületeket tár fel, amelynek sugara kisebb az erısítı elem szélességénél, akkor a görbült elem nem használható fel. A galvanizált védıréteg kezelés közben keletkezett kis felülető sérülését ki kell javítani a BS 729 szerint. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 143

144 9.5.4 Polimer anyagú erısítés Általános elvek A polimer erısítések általában szıtt, hurkolt vagy tőzött geotextíliák, illetve georácsok vagy szalagok. A csomagolásuk, kezelésük, tárolásuk gyártmányonként változó. Ha az alább következı ajánlások nem vonatkoznának valamely gyártmányra, akkor további eligazítást kell kérni valamely engedélyezı hatósági szervtıl, a beszállítótól vagy a gyártótól Mozgatás A polimer erısítéseket általában tekercsekben szállítják, amelyeken a megfelelıséget azonosító jelzésnek kell lennie, pl. BS EN : A helyi mozgatás során el kell kerülni a termék sérülését, mint pl. a felületének lehorzsolását, a bemetszıdését, vagy a szakadását. Ahol a tekercs közepén átdugott csı vagy tengely könnyíti az emelést, követni kell a gyártó cég erre vonatkozó ajánlásait. A tekercsben leszállított geotextíliát legalább két ponton alá kell támasztani, elkerülendı a nagymértékő hajlítást, hacsak nem központi acél csı szolgáltatja az alátámasztását. A hagyományos rakodó gépek használhatók a tekercsek lerakására vagy mozgatására Tárolás A polimer erısítések tárolási körülményei legyenek tekintettel azok jellemzıire és helyigényére. Általában megoldható a helyszíni, rövid ideig tartó tárolás anélkül, hogy különösebb óvórendszabályokra lenne szükség, míg a termékek a csomagolásukban maradnak. A hosszabb fényhatás ellen vagy a zárt helyen való tárolással lehet védekezni, vagy az anyagok átlátszatlan csomagolásával. A geotextíliákat száraz helyen kell tartani, különösen azokat, amelyek képesek felszívni a vizet, és ahol alacsony hımérsékleten megfagyhatnak, és így megnehezül a fektetésük. Ha polimer anyagú rudak vagy más rögzítı elemek használatára is szükség van, ezek tiszta, száraz körülmények között tárolandók Fektetés Az erısítı elemek fektetése elıtt dönteni kell a mőveletek sorrendjérıl és módszereirıl. Az elfogadott módszernek szavatolnia kell, hogy aközben az erısítés nem sérülhet meg, toldásaik és rögzítéseik pedig hatékonyan kialakíthatók. Az erısítı elemek elhelyezése feleljen meg a fıfeszültségek irányának, figyelembe véve, hogy a legtöbb lemezszerő terméknek van kitüntetett ellenállási iránya. A geotextíliákat és a georácsokat többnyire meghatározott szélességő tekercsekben szállítják le. Nem ajánlatos levágni e szélességbıl, inkább nagyobb átfedést kell hagyni. Ha elkerülhetetlen egy tekercs megkurtítása, úgy ezt nagymérető, éles vágószerszámmal kell végrehajtani. A geotextília hosszát éles pengével, ollóval vagy vágógéppel lehet méretre vágni. A kirojtosodásra hajlamos anyagok vágott végét hıkezeléssel vagy ragasztószalaggal kell lezárni. A polimer georács lemezeket leghelyesebb a fektetés elıtt méretre vágni. Az erısített támfalak vagy rézsők polimer anyagú erısítı elemeinek fektetési sorrendjére vonatkozó ajánlások a 9.2-ben és 9.3-ban találhatók, az alapozások esetére pedig a 9.4-ben. A támfalak vagy rézsők erısítését általában ezek alaprajzi irányára merılegesen helyezik el. Az erısítést jól tömörített töltésrétegre kell fektetni, láthatólag vízszintesen, és össze kell kapcsolni a merev homlokfallal, a gabionokkal vagy az olyan hajlékony burkolatokkal, mint amilyenek a zsákok vagy a geotextíliával körülfogott töltésanyagba ágyazott csövek, vagy kialakítható a hajlékony homlokzat a töltésanyagra való visszahajtással is. Ilyen esetekben nincs szükség az egymás melletti erısítı elemek összekapcsolására. Ahol a geotextíliát visszahajtott hajlékony homlokzatkialakítással tervezik, ott legalább mm átfedésrıl kell gondoskodni. Ha a geotextíliákat vagy a georácsokat töltések egy- vagy többrétegő alaperısítésére használják, úgy a gyel összhangban kell összekapcsolni ıket. Az építés idején, a feltöltés közben a töltés tengelyvonalával párhuzamos az uralkodó igénybevétel iránya, az építés után viszont a keresztirányú feszültségek lesznek az uralkodók. Az a helyesebb, ha ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 144

145 a szalagszerő alakzatokat a legnagyobb terhelési igénybevétel irányában, vagyis a töltéstengelyre merılegesen fektetik. Viszont könnyíti az építést, és idıt lehet megtakarítani, ha a geotextíliát a tengelyvonallal párhuzamosan gördítik a helyére. Ez ugyan nem ajánlott módszer, de megengedhetı, ha biztosítani lehet a kapcsolatok épségét, és ha a tervezés eleve számít a keresztirányú ellenállás csökkenésére A geotextíliák összevarrása Általános szempontok A teherviselésre tervezett geotextíliák esetében elınyıs és hatásos megoldás az összevarrásuk az egyik elemrıl a másikra való teherátvitel céljából. A geotextíliák összekapcsolódásának erısségét a következı tényezık befolyásolják: a) a geotextília anyaga; b) a varrás/tőzés jellege; c) a tőzés formája; d) a tőzés sőrősége; e) a varrófonál; f) a varrógép A geotextília anyaga A geotextíliát megadott szélességben és nagy hosszúságban gyártják. Hacsak lehetséges, kerülni kell a hosszirányú, vagyis a legnagyobb húzás irányába esı toldásokat. Ha ez mégis elkerülhetetlen, akkor a kapcsolatnál nagy legyen az átfedés, vagy széleket a helyszínen speciális módon alakítsák ki. Az összevarrásra alkalmas geotextíliákat elve erısített végekkel vagy szegélyekkel gyártják. A szegély kialakításának jelentıs hatása van a varrott illesztések eredményességére A varrás típusa A következı varrástípusok lehetségesek (5. ábra). a) Varrás egymásra fektetéssel: ez a leggyakoribb varrásfajta, de minısége nagyon függ a geotextília szegély-élének körülményeitıl. b) Pillangó-illesztéses varrás: ezt akkor használják, ha gyenge vagy nem túl alkalmas az összevarrásra a szegély éle. Jó eredményt ad a kettıs ráhajtás két vonal mentén végzett összevarrása. c) J-alakú varrás: nem egyforma, vagy különbözıen szegélyezett geotextíliák összevarrására használatos. A könnyebb, lazább szerkezető geotextília kerüljön a ráhajtás belsı oldalára. Ahol nagyon erıs összekapcsolásra van igény, ott a gyengébb anyagon való ráhajtás megismételhetı és így kettıs J-alakú varrás hozható létre. Ez a varrásmód csökkenti a szálszakadás lehetıségét. Tökéletes eredményt ad a két vonal mentén végzett összevarrás. d) Egymásba kapaszkodó varrás: ezt a megoldást széles, nagyszilárdságú szıtt anyagokhoz használják. A varrás saját ellenállásának erıssége a szegıszövet ellenállásától függ, amely erısebb és vastagabb anyag, mint maga a geotextília. Ezt a szegıszövetet a tulajdonképpeni összeerısítés elıtt egy egyszerő fércelés mentén rögzítik, mielıtt kialakítják a pillangó alakú ráhajtást, és elvégzik az ábra szerint a két vonal menti összevarrást. e) Z-alakú varrás: erıs szélő geotextíliák esetében használatos, ha csaknem teljes és kis alakváltozással járó erıátvitelre van szükség. A több vonal mentén való összevarrás lehetıvé teszi kisebb ellenállású poliészter-fonál használatát. A varrást nem-ráhajtott, teljes szélességő geotextílián kell elvégezni, hagyományos szerkezető varrógéppel Öltési formák Három alapeset lehet (lásd a 6. ábrát). a) Egyszerő láncöltés. Ez egy egyszerő fonal-alakzat, szerkezeti teherátadásra nem ajánlható. b) Kettıs láncöltés. Akkor használatos, ha egy szál megsérült, és el kell kerülni a további bomlást. A geotextíiliák varrásának leggyakoribb változata. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 145

146 c) Hagyományos összeöltés. A geotextíliák ritkán használt helyszíni összeerısítése Az öltés szaporasága Ez függ a geotextíliától, a varrás fajtájától, a fonaltól és a varrógép típusától. Könnyő geo-textíliák esetében 3-4 öltés essen 1 cm-re, nehéz geotextíliáknál pedig A varrófonal A fonalméret egysége a Tex. Definíció szerint ez egy 1000 m hosszú fonal grammokban megadott súlya. A geotextíliák varrófonalai a ( ) Tex közötti tartományba esnek. a) Polipropilén. Szerkezeti varrásra ezt nem szabad használni, csak fércelésre, illesztésre. b) Poliészter. Ez a leggyakrabban használt fonal típus. c) Aramid. Nagy ellenállású varratokhoz használható Varrógépek A geotextíliák méreteibıl és súlyából következik, hogy a varrás közben az anyag mozdulatlan és a varrógép mozog. A kézi varrógépek, amelyek egyetlen tőt használva képesek kettıs láncöltésre, a 400 Tex tartományba esı fonallal dolgoznak. A nehezebb gépeket alá kell támasztani és külön eszközzel kell mozgatni a varrás közben. Az ilyen gépeken gyakran két tő van, így képesek egyidejőleg dupla-kettıs láncöltést létrehozni. A hordozható varrógépeket célszerő rendszeresen szervizelni különösen, ha poros környezetben dolgoznak A georácsok összekapcsolása Ezt a alfejezet tárgyalta ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 146

147 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 147

148 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 148

149 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 149

150 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 150

151 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 151

152 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 152

153 FÜGGELÉKEK A MELLÉKLET (szabályzat jellegő) AZ ERİSÍTİ ANYAGOK PARCIÁLIS TÉNYEZİINEK FELVÉTELE A.1 Az erısítés tervezési szilárdsága A.1.1 Általános szempontok Támfalak, rézsők és bizonyos alapozások esetében feltételezik, hogy a tervezett teher állandó marad az erısítés tervezett élettartama alatt. Következésképpen az erısítés ellenállásának tervezési értékeként azt kell elfogadni, amely érvényes lesz az élettartam végén is. A kúszási alakváltozást szenvedı erısítés esetében inkább a használhatóság szempontjai szabják meg az ellenállás tervezési értékét, mintsem a kúszás miatti szakadás. A gyenge altalajra épülı töltések esetében az erısítés terhének tervezési értéke idıvel csökken, így az ellenállás tervezési értéke bármely pillanatban legyen egyenlı a tervezett igénybevétellel vagy legyen nagyobb annál. Az erısítés ellenállásának karakterisztikus értéke T B, ezt kell csökkenteni az erısítés anyagára érvényes f m parciális tényezıvel, hogy megkapjuk az ellenállás T D tervezési értékét, vagyis T T D = f B m Az ellenállás tervezési értékét a teherbírási vagy a használhatósági határállapot fogja megszabni. Világosan meg kell különböztetni a gyenge alaptalajra épülı töltések alaperısítését, illetve a támfalak, rézsők és a különleges töltések erısítését. A gyenge altalajon álló töltések esetében az erısítésre jutó teher tervezési értékének maximuma az építés végére alakul ki, hallgatólagosan feltételezve, hogy az építés tartama alatt még egyáltalán nem konszolidálódott az altalaj. Az építés utáni konszolidáció elıre haladtával fokozatosan csökken az erısítésre jutó teher tervezési értéke. Ez azt jelenti, hogy az ellenállás tervezési értéke bármely pillanatban egyenlı kell legyen a teher tervezési értékével, vagy nagyobbnak kell lennie annál (lásd ). A támfalak és rézsők esetében azt feltételezik, hogy a teher tervezési értéke állandó marad a tervezett élettartam alatt. Az ellenállás megállapítandó tervezési értékét tehát az a terhelés határozza meg, amely a támfal vagy rézső kijelölt élettartama végén lesz érvényes. Ez a megközelítés túl óvatos lenne a töltések alaperısítésére, ahol az igénybevétel csökken az építés után. Ha a tervezett élettartam hosszabb, mint a T B idıbeli csökkenésének vizsgálataira fordítható idıtartam, az szükséges, hogy T B értékét a kutatási eredmények extrapolálásával határozzák meg. A fém anyagú erısítésekre az extrapoláció arra vonatkozó becslést jelent, hogy miként csökkennek az idıben az erısítés méretei az elektrokémiai korrózió miatt. Ezt a csökkenést már meghatározták az acél anyagú erısítésekre, és a 3. fejezetben adják meg az elıírt méret-ráhagyásokat. A polimer erısítésekre, vagy azokra a fémanyagokra, melyeknek van lassú alakváltozása, a T B értékét szükség esetén extrapolációval határozzák meg a kúszási alakváltozások és kúszás miatti szakadás megállapítására szolgáló speciális vizsgálatok eredményei alapján. A 1.2 Fém anyagú erısítések Általában az erısítés ellenállásának T B karakterisztikus értékét az adott elem tiszta keresztmetszeti területére vonatkoztatott húzószilárdságból számítják. A lassú alakváltozásra is hajlamos erısítések ellenállásának karakterisztikus értékét az A szerint kell meghatározni. A fém elemek szakítószilárdságát elfogadott vizsgálati eljárással, például a BS 1449:1 rész szerint kell meghatározni. A.1.3 Polimer erısítések Az ellenállás T B karakterisztikus értéke az erısítésnek a megjelölt élettartama végén szükséges. Kisebbnek kell lennie a következıknél: ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 153

154 a) Az erısítés kúszási ellenállásának (a kúszás miatti szakítóerınek) a tervezett élettartam végén a jellemzı legnagyobb hımérséklet figyelembe vételével extrapolált T CR értéke; b) a T CS húzóerınek azon extrapolált értéke, amely csak akkorára növeli a kúszási alakváltozást az építés vége és a tervezett élettartam vége között, hogy az még nem lépi túl a használhatósági határállapotra elıírt mértéket. A kúszás miatti szakítóerıt a BS 6906 : 5 rész (szakítószilárdság mérésével összhangban módosítva) szerint kell meghatározni. A.2 Az f m parciális anyag-szorzó Az két összetevıjét említi, vagyis f m = f m1 x f m2 ahol f m1 az anyag saját tulajdonságaira vonatkozó parciális tényezı; f m2 a szerkezet és a környezet hatásait figyelembe vevı parciális tényezı. Egyszerő vagy horganyzott, csupán tengelyirányú húzással terhelt acél esetében f m legyen 1,5, T B pedig vonatkozzék a legkisebb gyártási méretekre és a legkisebb szakítószilárdságra, de legalább 4 mm vastagságra. A más (fém és polimer anyagú) erısítı elemekhez rendelendı f m értékek a terhelés (húzó, nyomó, nyíró, stb.) jellegétıl és azoknak az összetevıknek a nagyságától függenek, amelyek a tulajdonságaikat befolyásolják. A.3. Az f m1 parciális tényezı A.3.1 Összetevıi A 15. táblázat ismerteti az f m1 összetevıit, mely szerint f m1 = f m11 x f m12 ahol f m1 az erısítés gyártási körülményeinek állandóságára és arra vonatkozik, hogy az erısítés teherbírásnak becslését miként befolyásolják ezek és a lehetséges pontatlanságok; a vizsgálati eredményeinek extrapolációjára vonatkozó parciális tényezı. f m2 A.3.2 Az f m11 parciális tényezı A Általános szempontok Ez a tényezı a gyártás körülményeinek állandósított megfelelıségét, és azt veszi figyelembe, hogy e körülmények változásai hogyan hathatnak a teherbírásra. A becslés alapja eltérı a fém és a polimer anyagok esetében. Azon fém elemek esetében, amelyeknek szabályos keresztmetszetük van, és nem szenvednek hajlamosak a kúszásra, az alapanyag alkotó részei feleljenek meg az elıírásoknak, például aminıket acél esetére a 6. táblázat ad meg. Az ilyen anyagok esetében egy elem ellenállása a keresztmetszeti területének és a szilárdságának a szorzata. Az ellenállást befolyásolja a szilárdságnak a gyártási folyamatból eredı még megengedett változásai. Következésképpen az ellenállásváltozások a méretek és a szilárdságok változásaiból származtathatók le. A jelen szabályzat nem írja elı, hogy a polimer anyagú gyártmányokban milyen polimer alkotó elemeknek kell lenniük. A polimer erısítı elemeknek rendszerint szabálytalan, helyrıl helyre változik a keresztmetszete hossz- és keresztirányában is. A keresztmetszeti területük még idıben és a hımérséklettıl, a teher intenzitástól függıen is változik. Ezen felül a polimer erısítések szilárdságát befolyásolja a gyártási folyamat, és ezért egyik helyrıl a másikra az is változik. Így azután a terhelhetıség változásai nem vezethetık le a méret és a szilárdság változásának ismeretébıl, hanem ehelyett átlagolt paraméternek tekintendık. Így az f m11 parciális tényezınek, amely tehát az anyag gyártásának körülményeire vonatkozik, a következıket kell figyelembe vennie: a) van-e a gyártására és ellenırzı vizsgálataira vonatkozó szabvány (ettıl függ az f m111 szorzó); b) van-e az elemek méreteire és tőréseire vonatkozó szabvány (ettıl függ az f m112 szorzó). ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 154

155 A Az f m111 parciális tényezı A fém erısítı elemek minıségét a minimális szilárdság szerint kell elıírni, ezért ilyenkor f m111 =1. Ilyen esetekre megfelelı minıségellenırzést célszerő alkalmazni, pl. az UK CARES szerint. A polimer erısítések minıségét a jellemzı (= a 95%-os valószínőségő érték) vagy az átlagos ellenállás alapján írják elı. Ha a jellemzı szilárdság van elıírva, akkor f m11 =1,0. Ha az átlagos szilárdság van megadva, akkor 1,64 σ f m111 = 1 + µ 1,64σ ahol µ az erısítés átlagos szilárdsága; σ az átlagos szilárdság szórása Ezen belül bizonylatolni kell, hogy megfelelı, hiteles minıségellenırzést és szavatossági eljárást végeztek, pl. BS EN ISO 9002 szerint. A Az f m112 parciális tényezı A fém anyagú erısítı elemek méretei feleljenek meg a pontosan megszabott tőréseknek. Ilyenkor az erısítés ellenállását szabad akár a legkisebb megengedett keresztmetszeti méretbıl számítani és ilyenkor f m112 legyen 1,0, vagy szabad a névleges keresztmetszetet alapul venni és az ilyenkor használt f m112 legyen 1,0-nél nagyobb. Polimer erısítés esetén legyen f m112 =1,0. Az A.1 ábrán tekinthetı át az f m111, f m112 és f m11 mennyiségek meghatározásának menete. Fém anyagú erısítésre f m111 = 1,0 Polimer erısítésre f m111 = 1,0 a minimális szilárdságra vonatkozó elıíráshoz a jellemzı szilárdságra vonatkozó elıíráshoz Az anyagokra vonatkozó szabvány Igen Nem 1) A méretekre vonatkozó szabvány f m111 1) A 8. ábra alapján állapítandó meg Fém anyagú erısítés Nem 1) f m112 Polimer erısítés Fém anyagú erısítésre f m112 = 1,0 a minimális szelvényre vonatkozó elıíráshoz Igen Polimer erısítésre f m112 = 1,0 f m11 = f m111 x f m112 A.1 ábra Az f m11 parciális tényezı felvétele ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 155

156 A.3.3 Az f m12 parciális tényezı A Általános szempontok Ezzel a parciális tényezıvel, mely a vizsgálati adatok extrapolációjára vonatkozik, a következıket kell számításba venni: a) a rendelkezésre álló adatok becslése egy statisztikai burkológörbe megalkotásához (ez vonatkozik az f m121 esetére); b) ezen statisztikai burkoló érvényének kiterjesztése az erısítés tervezett élettartamára (ez vonatkozik az f m122 szorzóra). A Az f m121 parciális tényezı Fém anyagú erısítések esetében a vonatkozó szabványok szerinti statisztikai eljárást kell alkalmazni a meglevı adatokra azért, hogy a késıbbi idıre vonatkozó extrapolációhoz burkológörbét szerkesszenek. Az f m121 a rendelkezésre álló adatok megbízhatóságának mérıszáma. Ha sok, közvetlenül érvényes, hosszú idıszakon át mért adat áll rendelkezésre, akkor ezek statisztikai elemzése megengedi, hogy f m121 =1,0 legyen. Ha viszont nagyon kevés vizsgálati eredmény áll rendelkezésre, akkor a statisztikai elemzéshez 1,0-nél nagyobb f m121 értéket kell rendelni. Ugyanígy kell eljárni a polimer erısítések esetén is, és f m121 =1,0 vehetı fel, ha az eredmény-halmaz olyan kúszási vizsgálatokból származik, amelyeket a várható legmagasabb mőködési hımérsékleten hajtottak végre. Valamely folyamatosan gyártott polimer erısítés tulajdonságait szabad megnövelni (az ugyanazon gyár korábbi termékeihez viszonyítva), ha javítottak a polimer anyagi összetételén és gyártási technológiáján. Ha ez a helyzet, úgy felvehetı, hogy az érvényes adatok felhalmozódásának idıszaka akkor kezdıdött, amikor elkezdték a kúszási vizsgálatokat az eredeti összetételő polimer-adalékkal és gyártási technológiával. Ha szükséges, a gyártáshoz használt polimer adalék állandóságát olyan idıszakra szabad vonatkoztatni, amikor elıírt vizsgálati módszerekkel kutatták a polimer adalék használhatóságát [103], az elıírt gyártási eljárás egyenletességét viszont meg lehet állapítani egy olyan idıtartamra, amikor elismert gyártmány-minısítési eljárást alkalmaztak, pl. a BS EN ISO 9002 szerint. Minden más esetben f m121 -nek nagyobbnak kell lennie 1,0-nél. A Az f m122 parciális tényezı Mind a fém, mind a polimer anyagok esetében ez a tényezı a tartóssági vizsgálatok során nyert adatok (az erısítés tervezett élettartamáig terjedı) extrapolációjának megbízhatóságára vonatkozik. Ajánlatos, hogy csak tízszeres idıarány alapján extrapoláljanak, amikor f m122 =1,0 lehet, amint az A.2 ábrán látható. Viszont nagyobb, akár százszoros idıarányig terjedı adatok extrapolációja is megengedhetı feltéve, hogy az extrapolációt olyan vizsgálati adatokra alapítják melyeket folyamatos, valósi idıtartammal végeztek, és/vagy gyorsítottak a vizsgálaton, például úgy, hogy a legnagyobb üzemi hımérsékletet meghaladó hımérsékleten hajtják végre a vizsgálatokat. Ilyenkor az f m122 értékei a valódi idıtartamú kúszási vizsgálatok alapján az A.2 ábra szerint alakulnak. Általában tehát: f m122 = log 10 (t d / t t ) ahol t d t t az erısítés tervezett élettartama; a kúszási vizsgálatok valódi idıtartama. A kúszási vizsgálatok valódi idıtartama ne legyen kisebb a tervezett, kiválasztott élettartam 10%-ánál, hogy jelzést lehessen kapni a mechanizmus bármely értékcsökkenésérıl. A 10 évnél hosszabb tervezett élettartam esetében az adatokat legalább órás vizsgálatokból kell származtatni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 156

157 A 10 évesnél nem hosszabb élettartam esetében a vizsgálat tartson legalább ennek 10%-áig. Az A3. ábra szemlélteti az f m121, f m122 és f m12 meghatározásának általános menetét. Azon polimer erısítések esetében, amelyek a meglevı anyagfajták tökéletesítései, de még nincsenek azokéval azonos idıtartamokra vonatkozó vizsgálati adataik, úgy kell eljárni, amint az A írja elı a meglevı anyagokkal szerzett adatok használatára vonatkozóan. A.4 Az f m2 parciális tényezı A.4.1 Az összetevık A 15. táblázat az f m2 két összetevıjét említi: f m2 = f m21 x f m22 ahol f m21 az erısítés beépítés közbeni sérülékenységére vonatkozó parciális tényezı; f m22 annak a környezetnek a hatását veszi számításba, melybe az erısítés kerül. A rendelkezésre álló adatok mennyiségének, minıségének, érvényességének és idıtartamának statisztikai elemzése f m121 A statisztikai elemzés eredményeinek extrapolálása a megkívánt használati élettartamra, lásd az A.2 ábrát f m122 f m12 = f m121 x f m122 A.3 ábra Az f m12 parciális tényezı felvétele A.4.2 Az f m21 parciális tényezı A Általános szempontok Ezzel a parciális tényezıvel, mely a beépítés közbeni sérülésre vonatkozik, a következıket kell számításba venni: a) a beépítés elıtt és közben azonnal vagy rövid idı alatt bekövetkezı, sérülést okozó hatások (erre vonatkozik az f m211 szorzó); b) a rövid idı alatt bekövetkezı rongálódás hosszú idıre kiható következményei (ezekre vonatkozik az f m212 ). Az A.4 ábra vázolja az f m211, f m212 és f m21 altényezık meghatározásának elvi menetét. Mind a fém, mind a polimer erısítést érhetik beépítés közbeni sérülések. Ennek súlyossága függ a behelyezést megelızı kezeléstıl, az erısítés szerkezetétıl, annak a talajnak a tulajdonságaitól (fıként a talajszemcsék méretétıl), amelybe az erısítés kerül, valamint a tömörítés erıhatásaitól. Az erısítı anyag beépítés közben sérülékenységének tanulmányozása vagy igazolása A Fém anyagú erısítések Acél anyagú erısítések esetén az f m21 =1,0, ha az idom legkisebb mérete legalább 4 mm, és feltéve, hogy a töltésanyag megfelel a 3. fejezet ajánlásainak. Az említettnél vékonyabb erısítés és a 3. fejezetben ismertetett határokon kívüli töltésanyag esetében egynél nagyobb értékre lehet szükség, és ezt a D. melléklet szerinti helyszíni rongálási kísérletekkel kell megállapítani. f m211 A rövid idı alatt bekövetkezı sérülések által okozott hoszszú távú ellenállás-változások tanulmányozása f m212 f m21 = f m211 x f m212 A.3 ábra Az f m21 parciális tényezı felvétele ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 157

158 4.2.3 Polimer erısítések Ha helyszíni mozgatás és tárolás a 9.5-nek megfelel, akkor erısítés sérülését már csak a fektetés módja, a töltésanyag, az építıgép, különösen a tömörítı eszköz, fajtája és használata befolyásolja. Az erısítı elemek gyártói vagy a jóváhagyó hatóság teszi közzé az f m211 értékeit, amelyeket a ban leírt kísérletekbıl származtattak, alkalmazva ezeknél a különféle töltésanyagok és tömörítési módszerek elıírás szerinti tartományát. Ha a talaj jellege (szemeloszlása), illetve a tömörítés módja kívül esik ezeken elıírásokon, az f m211 értékét az adott töltésanyag és tömörítési módszer alapján kell felbecsülni. A rövid ideig tartó rongálódás hosszú idıre szóló következményeit veszi számításba az f m212 szorzó. Ez függ az erısítés szerkezetétıl, a polimer anyag fajtájától vagy fajtáitól, valamint a környezet kémiai jellemzıitıl. A hosszú idejő hatások szemmel láthatók lesznek ott, ahol a kezdeti rongálás idıvel feszültségkoncentrációt okoz az erısítésben, és ezt fokozhatja a környezet vegyi hatása. A.4.3 Az f m22 parciális tényezı Ez a parciális szorzó van tekintettel mindazon káros hatásra, melyet a talajkörnyezet okozhat az erısítésben. Ide tartozik minden folyamat, amely a tervezésben számításba vett maximum fölé emeli a hımérsékletet, vagy ennél sokkal gyakrabban a különféle vegyületek hatásai. Általában a természetes talaj vagy az ebbıl elıkerülı töltésanyag vegyi tulajdonságai nem hatnak a polimer erısítésekre, bár vannak, amelyeket megtámadhat a nagyon lúgos vagy savas közeg. Ha valószínőleg érintkeznek agresszív vegyületek az erısítéssel, akkor vagy elıre számolni kell ezzel, vagy meg kell elızni úgy, hogy az erısítést megfelelı vízelvezetéssel vagy szigeteléssel vesszük körül. A talajkörnyezet hatásain kívül az f m22 számértékével kell figyelembe venni az erısítés feszültségállapotát és a kiválasztott élettartamát is. A védırétegekkel vagy bevonatok ellátott erısítések esetében a védıanyagok ellenállóbbak lehetnek, mint a megvédendı teherviselı elemek. Ha az ilyen erısítı elemek esetében a beépítés közbeni sérülések nyomán a teherviselı elem lesz kitéve a talajkörnyezet támadásának, akkor ezt is az f m22 -ben kell megjeleníteni. Hasonló módon: a feszültségek, a hirtelen bekövetkezı sérülések és a talajkörnyezet hosszú ideig érvényesülı együttes hatásai kölcsönösen befolyásolhatják egymást, és így felerısíthetik azt a hatást, amely egyedül a talajkörnyezetbıl adódnék. B. MELLÉKLET (szabályzat jellegő) MIKROBIOLÓGIAI AKTÍVITÁS INDEX-VIZSGÁLATA MEGJEGYZÉS: Ez kiegészítı eljárás a szulfátredukáló bakteriális becsléshez. B.1 Alapelv Az eljárás a tápanyagokban gazdag talajkörnyezet mikrobiológia aktivitásának vizsgálására való. A kutatógödörbıl három talajmintát kell venni a lehetıséghez képest fertızésmentes módon. A talajt légzáró, leszigetelt tartályokban úgy kell elhelyezni, hogy egészen kitöltse azokat. A vizsgálatot a mintavételt követı 24 órán belül el kell végezni. B.2 A felszerelés B.2.1 1,0 liter térfogatú üveg menzúra. B ml térfogatú mérıhenger. B.2.3 Két 500 ml térfogatú fızıpohár. B.2.4 Üveg anyagú keverıpálca. B.2.5 0,001 g pontosságig leolvasható mérleg. B.2.6 ph-mérı. B.2.7 Autokláv. B.2.8 Inkubátor. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 158

159 B.3 Vegyszerek B.3.1 Kálium dihidrogén foszfát. B.3.2 Ammónium klorid. B.3.3 Kalcium-szulfát. B.3.4 Magnézium-szulfát. B.3.5 Élesztı-por B %-os nátriumlaktát-oldat B.3.7 0,25g ammónium-vas (II) szulfát. B.3.8 N/10 nátrium-hidroxid. B.4 Az eljárás B.4.1 Pontosan le kell mérni és elkeverni az 500 ml-es fızıpohárban: 1g kálium dihidrogén foszfátot, 2g ammónium-kloridot, 2g kalcium-szulfátot, 4g magnézium-szulfátot Fel kell tölteni és 200 ml csapvízzel a lehetı legteljesebben fel kell oldani ıket melegítve a poharat. B.4.2 Ebbıl az oldatból ki kell venni 100 ml-t, át kell tenni az 1 literes menzurába, és ezt kell 1 literre feltölteni csapvízzel. B.4.3 Ehhez az oldathoz kell adni 1g élesztıport, 5g 70%-os nátriumlaktát-oldatot és az 5 ml vízben frissen elkevert 0,25g ammónium-vas (II) szulfát oldatból 1 ml-t, végül az N/10 nátriumhidroxid hozzáadásával be kell szabályozni e keverék ph-értékét 7,2 és 7,4 közé. B.4.4 Az elızı B.4.1- B.4.3 szerint elıállított ún. steril Baar-táptalajt 30 másodpercig forralni kell. B.4.5 Az elıbbibıl színültig kell tölteni a vizsgáló edényeket. Mindegyik talajmintából 1g teendı az egyik edénybe, 0,1g a másodikba és 0,01g a harmadikba (s mindezeket két példányban). B.4.6 Meg kell tölteni további két edényt a Baar-anyaggal (hogy összehasonlítás céljából). B.4.7 Az edényeket 30 o -on inkubátorba kell tenni, majd fel kell jegyezni azt az idıt, ami a talajok elsı feketére színezıdéséig eltelik. B.5 Osztályozás Az osztályozást a B.1 táblázat szerint kell elvégezni. Az aktivitási mutatószám a táblázatbeli faktorok összege, ennek ismeretében a B.2 táblázat szerint kell osztályozni a szulfát redukáló baktériumokat. B.1 táblázat A szulfátredukáló bakteriális aktivitás osztályozása Index-faktor Az 1g-os mintán a fejlemény kezdetéig eltelt napok száma >10 Talaj-faktor A 0,1g-os mintán a fejlemény kezdetéig eltelt napok száma (4) (6) (8) (10) (12) (>14) A 0,01g-os mintán a fejlemény kezdetéig eltelt napok száma (6) (8) (10) (12) (14) (>16) MEGJEGYZÉS: Ha a fejlemény a 0,1g és 0,01g mintákon elıbb jelenik meg, mint az 1g-os mintákon, akkor a talajfaktor automatikusan zéró. B.2 táblázat A bakteriális szulfátredukálás minısítése Az aktivitási index Kevesebb 5-nél 5-7 között 7-nél több A minısítés inaktív aktív nagyon aktív ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 159

160 C. MELLÉKLET (szabályzati anyag) FÖLDMŐANYAGOK HATÉKONY FESZÜLTSÉGEKHEZ TARTOZÓ BELSİ SÚRLÓ- DÁSI SZÖGÉNEK (ϕ ) ÉS KOHÉZIÓJÁNAK (c ) MEGHATÁROZÁSA MEGJEGYZÉS: A ϕ és c mennyiségeket célszerő dobozos nyírókészülékkel meghatározni. Ez lehet a BS 1377 : 7- rész szerinti, kereskedelmi forgalomban kapható nyíró-berendezés. C.1 Szemcsés anyagok nyíródobozos vizsgálata C.1.1 Elıkészítés Drénezetlen, állandó alakváltozási sebességő nyírásra alkalmas nyíródobozt célszerő használni. A négyzetes nyíródoboz oldalhossza legyen 300 mm, mélysége nem kisebb 150 mm-nél. A legnagyobb szemcse mérete ne legyen nagyobb a dobozban levı próbatest magasságának 1/8-ánál. Három próbatestet kell vizsgálni, mindegyik foglalja el a nyíródoboz teljes mélységét és legyen a tömörsége 92 ± 2 %. Ez utóbbi a legnagyobb száraz térfogatsőrőségre vonatkozik, amit a BS 1377 : 4 rész szerint vibrációs döngölıvel kell meghatározni. A három próbatestet három különbözı hatékony normál-feszültséggel kell megterhelni. Egyik legyen egyenlı a tervezett töltés alapsíkján érvényesülı maximális függıleges nyomással, a másik esetében ez a magasság negyedénél, a harmadik esetben a felénél értendı. A próbatestre ható normálfeszültség mőködjék 24 óra hosszat a nyírás megkezdése elıtt. A nyírás sebessége olyan legyen, hogy ettıl pórusvíznyomás ne fejlıdjék ki. C.1.2 Az eljárás Az adott normálfeszültséghez tartozó nyírási csúcsfeszültség a legnagyobb nyíróerıbıl adódik. Mindegyik mintára meg kell határozni a nyírószilárdság burkolóját. A 300 mm-es négyzetes nyíródobozzal nyert vizsgálati eredmény tekintendı a töltésanyag jellemzıjének. Ezt a kezdeti vizsgálati eredményt lehet alapul venni a töltésanyag további minıségellenırzéséhez, amikor 60 mm-es dobozt használnak. C.1.3 A jegyzıkönyvezendı adatok A következıket kell minden esetben jegyzıkönyvezni: a) normálfeszültség, kn/m 2 ; b) csúcs-nyírófeszültség, kn/m 2 ; c) a csúcs-nyírófeszültségnél mért fajlagos elmozdulást %-ban. C.2 Kohéziós anyagok dobozos nyíróvizsgálata C.2.1 Elıkészítés Drénezett, állandó alakváltozási sebességő nyírásra alkalmas nyíródobozt célszerő használni. A négyzet alaprajzú nyíródoboz oldalhossza 300 mm legyen, és ekkor mélysége ne legyen kisebb 150 mm-nél, vagy ha 60 mm oldalhosszúságú a doboz, mélysége legalább 40 mm legyen. A legnagyobb szemcse mérete ne legyen nagyobb a dobozban levı próbatest magasságának 1/8-ánál. A töltésanyag tulajdonságainak legelsı vizsgálatához három-három próbatestet kell készíteni mind nyíródoboz-méret esetében. A próbatestek foglalják el a doboz teljes mélységét, tömörségük legyen 92±2 %. Ez utóbbi arra a száraz térfogatsőrőségre vonatkozik, amelyet a BS 1344 : 4. részével összhangban 4,5 kg-os ejtıdöngölıvel határoztak meg. Az egész nyíródobozt legalább 24 óra hoszszat víz alá kell helyezni, hogy megengedjük a próbatest a felpuhulását. A három próbatestet különbözı hatékony normálfeszültségekkel kell terhelni. Az egyik a kész töltés aljánál, a másik a szerkezet teljes magasságának negyedénél, a harmadik a felénél mőködı maximális függıleges nyomással legyen egyenlı. A normálfeszültségeket a már felpuhult mintára kell adni, legalább 24 órán át a nyírás kezdete elıtt. A nyírás sebessége olyan legyen, hogy miatta ne keletkezzék pórusvíznyomás. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 160

161 C.2.2 Az eljárás Minden egyes normálfeszültség esetében a legnagyobb nyíróerıbıl adódik a hozzá tartozó nyírási csúcsfeszültség. Mindegyik mintára meg kell határozni a nyírószilárdság burkolóját. A 300 mm-es dobozzal kapott vizsgálati eredmények tekinthetık a töltésanyag jellemzıjének. Ezt a legelsı vizsgálati eredményt lehet alapul venni a késıbbi 60 mm-es dobozzal végzett minıségellenırzéshez. C.2.3 A jegyzıkönyvezendı adatok A következıket kell minden esetben jegyzıkönyvezni: a) normálfeszültség, kn/m 2 ; b) csúcs-nyírófeszültséget kn/m 2 ; c) csúcs-nyírófeszültségnél mért fajlagos alakváltozás %; d) a vizsgálat utáni víztartalmat. C.3 Erımővi pernye dobozos nyíróvizsgálata E vizsgálatokat a C.2-ben írottak szerint kell végezni a következı eltérésekkel: a) a legnagyobb száraz térfogatsőrőséget 2,5 kg-os ejtıdöngölıvel kell a BS 1377 : 4. rész szerint meghatározni; b) a normálfeszültséget azonnal mőködtetni kell, a mintát pedig tüstént víz alá kell helyezni, amint a dobozt megtöltötték és az anyagot betömörítették; c) egy negyedik próbatestet is vizsgálni kell azzal a hatékony normálfeszültséggel, amelyik a szerkezet teljes magasságának három negyedénél mőködı, vagy a mérıberendezésben egyáltalán lehetséges legkisebb nyomások közül a nagyobb; d) a víz alá helyezés 24 órás idıtartama alatt a normálfeszültséget is mőködtetni kell, s ezután a nyírást rögvest, további késlekedés nélkül el kell végezni. D. MELLÉKLET (szabályzat jellegő) HELYSZÍNI RONGÁLÁSI VIZSGÁLAT D.1 Általános szempontok A most leírt eljárás mind a fém, mind a polimer anyagokra alkalmazható. Ám a vizsgálódás terjedelmét szabad csökkenteni az illetékes hatóság belátása szerint. A következı cikkelyben részletezettektıl eltérı alaprajzok, összeállítások és eljárások is szóba jöhetnek. A helyszíni rongálási vizsgálat céljai: a) az erısítés fektetésének elemzése olyan töltésanyag-típusokban, amelyek megegyeznek a Specification for Highway Works [1]-nek a talajosztályokra vonatkozó határaival, továbbá az ilyen töltésanyagok tömörítésének tanulmányozása az említett elıírás szerinti és attól eltérı körülmények között is; b) az erısítés feltárása, húzási ellenállásának és merevségének mérése, valamint a helyszínen elszenvedett sérülések megállapítása; c) az erısítés ellenállásának az építés által okozott csökkenésének számszerő megállapítása. D.2 A vizsgálati helyszín Egy vízszintes sík felületet kell elıkészíteni és felosztani kilenc, egyenként 3,5 m x 3,5 m részterületre, amint azt a D.1 ábra mutatja, és szabadon hagyva körülötte az építıgép számára akkora munkaterületet, hogy körbejárhassa a vizsgálat helyét, és ne kelljen átjárnia a részterületeken. Ha azt tervezik, hogy az erısítést majdan tömörített töltésanyagok közé építik be, például egy erısített talajtámfalba vagy töltésrézsőbe, akkor egy 150 mm vastag réteget (vagy a tervezett legvastagabb töltésréteg másfélszeresét, attól függıen, hogy ezek közül melyik a nagyobb) kell elteríteni és betömöríteni minden részterületen az erısítés lefektetése elıtt. E réteg anyaga legyen azonos azzal, amit majd az erısítés fölé helyeznek. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 161

162 Ha az erısítést a terv szerint tömörített/feltöltött réteg alatt kell majd használni, például puha altalajon épülı töltés alaperısítéseként, akkor a töltés altalajából kell egy 150 mm vastag réteget (vagy az abból építhetı legvékonyabb réteg vastagságának másfélszeresét, attól függıen, közülük melyik a nagyobb) kell elteríteni az összes részterületen, mielıtt az erısítést elhelyezik. D.3 Az erısítés elrendezése Az erısítésbıl kielégítıen nagy darabokat kell elıkészíteni, mindegyikük hossza legyen 10,5 m. Ezeket kell a részterületeken keresztben lefektetni, (D.1 ábra). Ekkor nem szabad húzást kelteni az erısítésben. Fel kell jegyezni a QC számot és/vagy a tétel sorszámát. Elegendı mennyiségő anyagot kell tartalékolni minden vizsgált tételbıl, mintaanyagként elıkészítve azokat a húzóvizsgálatokra. D.4 A töltésanyag A felhasználásra javasolt töltésanyagnak három különbözı szemeloszlású változatát kell elıkészíteni: a durva-, a közepes- és a finomszemcséset. A töltésanyag lehet súrlódó, kohéziós-súrlódó vagy más, e szabályzatban máshol definiált anyag. Száraz szitálással kell meghatározni mindegyik töltésanyag szemeloszlását. A töltésanyagot nem szabad rádönteni az erısítésre, hanem tológéppel kell szétteríteni rajta. Mindegyik töltésréteget 150 mm vastagságúra (vagy a legnagyobb szemcseméret másfélszeresére, amelyik a nagyobb) kell betömöríteni. D.5 A tömörítı eszköz A Specification for Highway Works [1]-nek megfelelıen kell tömöríteni. A henger egy méterre esı tömegét és a járatszámot ugyanezen szabályzat 6/4 táblázatával, továbbá a jelen szabályzat cikkelyével összhangban kell kiválasztani. D.6 Tömörítés A kísérlet során legfeljebb három különbözı mértékő tömörítést kell végezni. a) Szabványos tömörítés. A kiválasztott rétegvastagság tömörítésére használt henger járatszáma legyen összhangban a jelen szabályzat cikkelyével és a Specification for Highway Works [1] 6/4. táblázatával. b) Túltömörítés. Az elıbbi járatszám kétszeresével végrehajtott tömörítés. c) Két réteg tömörítése. Az elsı/alsó réteget tömörítik az elıbbi a) pont szerint. Ezután elterítik a második réteget és ezt is az a) pont szerinti járatszámmal tömörítik. MEGJEGYZÉS: Esetleg elızetes tömörítési kísérlet is szükséges a helyszíni rongálási vizsgálathoz, hogy megállapítható legyen a tömörítetlenül elterített rétegvastagság, amely a háromféle tömörítéssel az elıírt vastagságúra tömöríthetı. D.7 A helyszíni vizsgálat Az erısítést tehát a D.1 ábrán érzékeltett módon sokféle körülmény között kell vizsgálni. 1 m 2 -es hálózatban be kell szintezni minden egyes részterület tömörítés utáni felszínét, meghatározandó az átlagos (ténylegesen elıállított) rétegvastagságot. A betömörített töltés bemért felszínének változása az átlaghoz képest +20, illetve -30 mm-nél nagyobb ne legyen. D.8 Az erısítés feltárása Az eddigiek befejeztével az összes részterületen kézi munkával kell eltávolítani a töltésanyagot. Az eközben a kézi szerszámmal véletlenül megrongált erısítı elemet nem szabad felhasználni a késıbbi vizsgálatokhoz. D.9 A próbatestek készítése Az erısítés minden egyes darabjából három mintát kell készíteni a helyszíni rongálódás megszemlélésére és húzóvizsgálatra. D.10 A sérülések becslése a látvány alapján A látható helyszíni sérülések mértékét értékelni kell, és jegyzıkönyvbe kell foglalni. A sérüléseknek négy fokozata fordulhat elı: a) Általános kopás. Ez az erısítés azon állapotára vonatkozik, hogy a vele érintkezésbe került sok kis kıszemcse kis karcolásokat és horzsolásokat hagy hátra az erısítés felszínén. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 162

163 b) Repedések, bemetszıdések és zúzódások. A nagyobb szemcsék okozta rongálódást jelentik. 1) Repedésnek kell tekinteni a szalag vagy bordázat azon részét, mely helyileg úgy bomlik apró szálakra, hogy ott a fény áthatol rajta. 2) Bemetszıdésnek kell nevezni a bordázat vagy szalag sérülését, ha hosszában vagy keresztmetszetében élesen határolt metszésvonal jött létre. 3) Zúzódásként értékelendı a bordázat vagy szalag sérülése, ha összenyomódott ugyan, de a fény még nem hatol át rajta. A fém anyagú erısítések védırétegét ugyanúgy kell szemrevételezni, mint a polimer anyagúakét. D.11 Az erısítés vizsgálati módszerei Az erısítéseket az elfogadott módszerekkel összhangban kell megvizsgálni: a fém anyagokat a BS 1449 : 1 rész : szerint, a polimereket vagy a BS 6906 : 1 rész : 1987, vagy az ISO : 1992 szellemében. Megvizsgálandók a sérült mintatestek és az ellenırzı, sértetlen példányok. Be kell számolni az egyes helyszíneken rongálódott minták sérülésének jellegérıl, húzási ellenállásáról és legnagyobb nyúlásáról. Össze kell hasonlítani ezeket a kontroll-példányok tulajdonságaival. E. MELLÉKLET (szabályzat jellegő) ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 163

164 AZ ERİSÍTETT VAGY HORGONYZOTT TALAJSZERKEZETEK ERİSÍTİ- VAGY HORGONY-ELEMEI, ILLETVE A TÖLTÉSANYAG KÖZTI KAPCOLAT SÚRLÓDÁSI ÉS ADHÉZIÓS EGYÜTTHATÓJÁNAK MEGHATÁROZÁSA E.1 Erısítı elemek E.1.1 Általános szempontok A súrlódási és adhéziós együttható meghatározására egy 300 mm oldalhosszúságú nyíródobozzal kell nyíró vizsgálatokat végezni, ahol a doboz alsó felének tetejére az erısítı anyag egy darabját kell rögzíteni, majd csak a felsı részbe be kell helyezni a töltésanyagot. Magát a vizsgálatot úgy kell végrehajtani, ahogy a C. melléklet szabályozza a földmő-anyagok hatékony feszültségekhez tartozó belsı súrlódási szögének és kohéziójának meghatározását. Az eltérés csupán abban áll, hogy a nyíródoboz alsó részébe, abba pontosan illeszkedı acél tömböt kell elhelyezni, amelynek vastagsága az alsó fél doboz mélységénél az erısítési anyag-darab vastagságának megfelelı mértékben kisebb. MEGJEGYZÉS. Ilyenkor persze szükségtelen a nyíródoboz alján a sima fogazású bordázat. E.1.2 Mintadarabok készítése E A vizsgált anyag elemeit akkora darabokra kell vágni, hogy pontosan beleilleszkedjenek a nyíródobozba, és annyi darab kell belılük, hogy átfedés nélkül takarják le annak belsı területét. A mérnök jóváhagyásával a minta úgy rögzítendı az alsó acéltömbhöz, hogy szintben legyen a nyíródoboz alsó részének tetejével, és erısítési elemek bordái a nyírás irányával párhuzamosak legyenek. E A tervezett munkálatokhoz használandó töltésanyagból a vizsgálatok végzéséhez elegendı mennyiségő, és az ilyen anyagok esetére megengedett víztartalmú mintát kell elıállítani úgy, hogy annak egésze átessék a 20 mm-es szitán, és elég legyen a nyíródoboz felsı felének megtöltéséhez. A megengedett víztartalmat a Specification for Highway Works [1] követelményei szerint kell meghatározni. A nyíródoboz két felének összeillesztése után az elıkészített töltésanyagot be kell tölteni és tömöríteni a nyíródoboz felsı felébe, *ahogy a C. melléklet leírja. E.1.3 Számítások A töltésanyag és az erısítı elem közötti súrlódási tényezı értékének meghatározásához a normál feszültségekhez tartozóan ábrázolni kell a vizsgálat során mért nyírófeszültségek csúcs-értékeit és meg kell mérni az ezekre illeszkedı egyenes vonal hajlásszögét. Az adhéziót a zéró normálfeszültségnél leolvasható csúsztató feszültség jelenti. E.1.4 A jegyzıkönyvezendı adatok Minden egyes vizsgálat esetében jegyzıkönyvezni kell a következı adatokat is: a) normálfeszültség, kn/m 2 ; b) a nyírófeszültség csúcsértéke, kn/m 2 ; c) a nyírási csúcsértéknél mért fajlagos elmozdulás %; d) kohéziós anyagok esetében a víztartalom vizsgálat utáni értékét. E.2 Horgonyelemek A horgonyszárra vonatkozó súrlódási együtthatót ugyanúgy nyíródoboz használatával kell meghatározni, mint azt az erısítı elemekre az E.1.1 elıírta. A horgony test(ek) (lásd 32. ábra) részesedését a kihúzási ellenállásból a talajmechanika alapelveivel összhangban ahol ez indokolt kihúzási vizsgálatokkal kiegészítve kell meghatározni. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 164

165 F. MELLÉKLET (szabályzat jellegő) KÍSÉRLETI ÉPÍTÉS Támfalszerkezet kipróbálásához egy kb. 10 m x 6 m területő vízszintes sík alapfelületet kell elıkészíteni. A fal magassága ne legyen kisebb 3 m-nél, és az eddig felépített töltés alapterülete ne legyen 3 m x 3m-nél kisebb. A töltés oldalfelületei úgy lehetnek lejtısek, hogy a tömörítı gép biztonságosan és hatékonyan dolgozhasson. A töltésanyagot a vel összhangban kell elteríteni és tömöríteni. A kísérlet során a következıket kell megfigyelni: a) a mozgatás és a tárolás nehézsége; b) a beépítés nehézsége és pontossága; c) az elemek ide értve a homlokfal elemeket is sérülése, deformációja vagy viszonylagos elmozdulásai. G. MELLÉKLET (tájékoztató jellegő) TÁMASZERİK A teljes magasságú homlokfalak deformációit a töltés készítése közben ideiglenes támokkal lehet szabályozni. Az ilyen támok használata szokványos megoldás. A támaszerı P L vízszintes összetevıjét szabad a következıképpen számítani: 2 K a γ ht PL = 6 ahol h t a homlokfal alja fölötti feltöltés magassága. Az e képletbıl számíthatónál kisebb támaszerık adódnak a H magasságú fal építésének speciális sorrendje esetén. A megtámasztások kiváltásának bevált sorrendje, ha a h p megtámasztási pont H/2 < h p < H magasságban van, és ahol a fal alja ferdén meg van támasztva: a) elkészül a töltés valamely h t > H/2 magasságig; b) eltávolítják a fal alját támasztó ferde támot; c) eltávolítják a támot; Ilyen kivitelezési sorrend esetén a támasztó erı vízszintes összetevıje PL K 2 a γ h t h = t 6 h p. Ha a szerkezet puha altalajon áll, akkor a homlokfalnak a töltés felé irányuló elfordulása valószínőleg tovább csökkenti a P L támasztó erıt [26]. ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 165

166 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 166

167 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 167

168 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 168

169 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 169

170 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 170

171 ÁKMI-2001/03 4. melléklet: Brit talajerısítési szabvány 171

172 5. melléklet Német útügyi elıírás a geomőanyagok útépítési alkalmazására Merkblatt für die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erdbau des Straßenbaus Kiadta: Fordította, szerkesztette: Forschungsgesellschaft für Strassen- und Verkehrswesen Arbeitsgruppe Erd- und Grundbau dr. Szepesházi Róbert fıiskolai docens Széchenyi István Egyetem Gyır 2003 ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 171

173 Tartalomjegyzék 1. Általános elvek Fogalmak Általános elvek Geotextíliák (Geotextilien) Georácsok (Geogitter) Geokompozitok (Verbundsoffe) Mőszaki tulajdonságok Általános elvek Alapanyagok Nemszıtt geotextíliák Szıtt geotextíliák Hurkolt geotextíliák Georácsok Geokompozitok Öregedéssel szembeni ellenállóképesség Alkalmazási területek Általános elvek Geotextíliák alkalmazása elválasztásra Geotextíliák és georácsok alkalmazása rézsők biztosítására és helyreállítására Geotextíliák alkalmazása víztelenítı létesítmények szőrıelemeként Geotextíliák és georácsok alkalmazása földszerkezetek erısítésére Méretezési irányelvek Az erısítés esetén végzendı mechanikai méretezés A geotextíliák hidraulikai méretezése szőrési és drénezési funkció esetén Vizsgálatok Általános elvek Fajlagos felület Méretek vastagság mm Szakítóerı és szakadónyúlás (kn/m és %) Idıbeli viselkedés tartós teher alatt (Kúszás és tartós szilárdság) (%) Statikus átszakítóerı (kn) Viselkedés dinamikus igénybevételre Károsodás beépítéskor (%) A forgalom okozta sérülések Vegyi ellenállóképesség (%) Idıjárásállóság (%) Súrlódási tényezı a termék és a talaj között A termékek egymás közötti súrlódási ellenállása Kihúzódási ellenállás Jellemzı szőrınyílás O 90,w (mm) Vízáteresztıképesség a felületen keresztül k v (m/s) Vízáteresztıképesség a geotextília síkjában k H m/s Irányelvek a termékek kiválasztásához A kiválasztás rendje Kiválasztási paraméterek ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 172

174 8. A szerzıdések irányelvei Általános elvek Szállítási feltételek Minıségbiztosítás Elszámolás Szavatosság Függelékek 1. Az alkalmazott rövidítések jegyzéke 2. A termékekre vonatkozó követelmények megadása a kiírásokban 3. A termékismertetı (minta) 4. A termékjellemzık összefoglalása 5. Kontrollvizsgálati mintavételi jegyzıkönyve 6. Minta kontrollvizsgálat jegyzıkönyvére ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 173

175 1. Általános elvek Az elıírás a földmőépítésben és a víztelenítı berendezésekben alkalmazott geotextíliák és georácsok, valamint a georácsokhoz hasonló termékek alkalmazási lehetıségeit tárgyalja, de nem foglalkozik a geomembránokkal és fémanyagú erısítésekkel. Kiegészítıleg utal olyan kapcsolódó anyagokra, melyek a témakörhöz kapcsolódnak. Ilyenek: Empfehlungen des Areitskreises 14 Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau, DVWK-Merkblatt 221: Anwendung von Geotextílien im Wasserbau, DVWK-Merkblatt 225: Anwendung von Kunststoffdichtungsbahnen im Wasserbau und für den Grundwasserschutz, AK 14B DGEG: Empfehlungen für den Entwurf und die Berechnung von Erdkörpern mit Bewehrunge aus Kunsstoffen (EBGEO), Empfehlungen des AK 11 Geotechnik der Deponien und Altlasten. Az anyag csak az európai elıírások megjelenéséig lesznek érvényben. Ugyanakkor már most is el kell fogadni olyan más uniós országból származó termékeket is, melyek ha ezt nem, de saját elıírásaikat kielégítik, s velük a védelmi biztonság, az egészség és az alkalmasság szükséges szintje elérhetı. 2. Fogalmak 2.0 Általános elvek geotextíliák georácsok és hasonló termékek geomembránok vízáteresztık csaknem vízzáróak nem szıtt geotextíliák nyújtott georácsok geomembránok szıtt geotextíliák szıtt georácsok bentonitpaplanok hurkolt geotextíliák fektetett georácsok geoszalagok és rúdszerő elemek más síkelemek más síkelemek geokompozitok A geotextíliákon az elıírás vízáteresztı nemszıtt, szıtt és hurkolt termékeket, valamint geokompozitokat ért, melyeket a késıbb megnevezendı célokra használnak. A georácsok szintetikus szálakból vagy különbözı csomóponti kapcsolatokkal mőanyagból elıállított rácsszerkezetekbıl állnak, melyek nyílásmérete 10 mm-nél nagyobb és a késıbb megnevezendı célokra használatos. Megkülönböztethetık a szıtt, a nyújtott és a fektetett georácsok. Vannak továbbá geoszalagok és rúdszerő elemek is. A termék győjtıfogalmat akkor használja az elıírás, ha az elıírás 2.1 és 2.2 fejezetében szereplı termékek összességérıl szól. ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 174

176 2.1 Geotextíliák (Geotextilien) 2.1. Nemszıtt geotextíliák (Vliesstoffe) A nemszıtt geotextíliák síkban egymásra fektetett végtelen mőszálak vagy 3-5 cm hosszú fonalak rögzítésével készülnek. A rögzítés lehet mechanikai (tőzés), adhéziós (kémiai kötés) vagy kohéziós (hıkezelés) Szıtt geotextíliák (Gewebe) A szıtt geotextíliák egymást derékszögben keresztezı fonalakból készül. A fonalak típusától, a szövés módjától és a szálak mennyiségétıl függıen sokféle típusa létezik. Bizonyos esetekben a csomópontokat rögzítik Hurkolt geotextíliák (Maschenwaren) Olyan termékek összefoglaló fogalma, melyek egy vagy több szálból álló fonalrendszerek, melyek keresztkötéssel össze vannak hurkolva, egy vagy több szálból álló egyirányú fonalrendszerek, melyeket egy másik fonalrendszer kapcsol össze. 2.2 Georácsok (Geogitter) Szıtt georácsok (gewebte Geogitter) A 10 mm-nél nagyobb nyílású szıtt geotextíliákat sorolják ide Nyújtott georácsok (gestreckte Geogitter) A lyukasztott mőanyaglemez egy- vagy kétirányú nyújtásával elıállított szerkezet, melynek polimermolekulái a nyújtási irányban orientálódnak, így ebbe az irányba a szilárdság megnı, és a nyúlás csökken. A rácsok keresztezıdése merev, így az erıátvitel a kereszt- és a hosszirányú rácselemek között lehetséges Kötött georácsok (Gelegte Geogitter) Burkolt szalagokból (lásd 2.2.4) készülnek, a keresztirányban egymásra fektetett szalagokat a keresztezésnél összekapcsolják Geoszalagok és rúdszerő elemek (Bänder und stabförmige Elemente) Az összefoglalóan georácsszerő elemeknek is nevezik ıket. A geoszalagok szálakból szıtt vagy kötött fonalak, melyeket egymás mellé fektetik, és polimerköpennyel rögzítik ıket. A rúdszerő elemek esetében kötegbe fogott fonalakat rögzíteni polimerköpennyel. 2.3 Geokompozitok (Verbundsoffe) Síkban összekapcsolt nemszıtt vagy szıtt geotextíliákból, georácsokból vagy más elemekbıl készített termékek tartoznak ide. ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 175

177 3. Mőszaki tulajdonságok 3.0 Általános elvek A termékek tulajdonságait az alkalmazott nyersanyagok, az összetevık, azok elrendezése, és a rögzítés módja határozza meg. 3.1 Alapanyagok Az alapanyagok ez idı tájt általában a következık lehetnek: Poliamid PA Polietilén PE Polieszter PET Polipropilén PP Egyéb anyagokat, pl. stabilizátorokat is alkalmaznak a gyártás során bizonyos tulajdonságok elérésére. Burkolóanyagként polivinilklorid (PVC), polieszter (PET) és bitumen. Használnak lebomló természetes anyagokat is, pl. lenfonalat, jutát, kókuszrostot a felületvédelemre. Abból lehet kiindulni, hogy a nyersanyagok nem szennyezik a talajvizet. A vízben kioldódó vagy kimosódó kiegészítı anyagokat, melyeket a gyártás során felhasználnak (pl. bizonyos Avivagen, stabilizátorok, konzerváló anyagok), a termékismertetıkben (8.1.1) meg kell adni mind a típusukat, mind a mennyiségüket. E tekintetben az alkalmazott anyagoknak hiteles hygéniai intézet által kiállított bizonylattal kell rendelkezniük. 3.2 Nemszıtt geotextíliák A következı fı tulajdonságokkal rendelkeznek: elsısorban elválasztásra és szőrésre ajánlják, de drénezésre is alkalmas. mechanikai tulajdonságaik erısen irányfüggık, ami a szálak részleges irányultságának következménye, nagy a nyúlásuk az elıbbi ok miatt, s ez a rögzítés módjától is függ, de felületi beépítés esetén a keresztirányú megkötés miatt csökken, a nagy nyúlási hajlam teszi lehetıvé a jó elválasztó hatást, tudják követni az egyenetlen felülete és a durva szemcséket, még egy esetleges helyi átszakadás esetén is körülveszik az átszakadást okozó szemcsét, a talaj és az anyag közötti súrlódás mindkettı sajátosságaitól nagyban függ, különösen a geotextília felületi struktúrája és az egyenetlen felület követésének mértéke lényeges (5.1 és 7.1.6), a szőrés szempontjából a jellemzı szőrınyílás (Öffnungsweite) és a vízáteresztıképesség lényeges (5.2), a szőrınyílást a mechanikai igénybevétel nem befolyásolja, a vízáteresztıképesség csökken a felületre ható terhelés hatására. 3.3 Szıtt geotextíliák. A következı fı tulajdonságokkal rendelkeznek: elsısorban erısítésre használják, ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 176

178 irányfüggı a mechanikai viselkedése, néhány szál elszakadása jelentısen csökkentheti a teherbírását, a talaj és az anyag közötti súrlódás mindkettı sajátosságaitól nagyban függ, különösen a geotextília struktúrája és az egyenetlen felület követésének mértéke lényeges (5.1 és 7.1.6), a szőrés szempontjából lényeges a jellemzı szőrınyílás és vízáteresztıképesség (5.2), a jellemzı szőrınyílást a felületre ható nyomás alig, a síkbeli húzás nagyban befolyásolja, a vízáteresztıképesség csökken a felületi terhelés hatására. 3.4 Hurkolt geotextíliák. A következı fı tulajdonságokkal rendelkeznek: elsısorban erısítésre használják ıket, csekély nyúlás mellett nagy húzóerıt képesek felvenni a fonalak irányában, keresztirányban kisebb erıt vesznek fel, viszont diagonálisan is mőködhetnek, ha olyan irányban is vannak szálak, a talaj és az anyag közötti súrlódás a szıtt geotextíliákéhoz hasonló. 3.5 Georácsok A következı fı tulajdonságokkal rendelkeznek: csak talajerısítésre alkalmazzák ıket, a teherátadás alapvetıen a talaj és a rács közötti súrlódás révén valósul meg, merev csomópontok esetén a keresztirányú rácselemeken passzív földnyomások is mőködnek. 3.6 Geokompozitok A következı fı tulajdonságokkal rendelkeznek: kombinált igénybevételek, funkciók esetén használandók, a komponensek tulajdonságai határozzák meg az egyes funkciók teljesítésére. 3.7 Öregedéssel szembeni ellenállóképesség A ma használatos anyagok már számottevı ellenálló képességgel rendelkeznek, ha beépítéskor kevéssé sérülnek meg, és a fénnyel szemben kellı védelmet kapnak (7.1.3 és 7.1.8). A poliészterek érzékenységét az alkáli környezettel szemben külön figyelembe kell venni (7.1.7). A hidraulikai és szőrési tulajdonságok romlását a környezı talaj tulajdonságaihoz való illeszkedést biztosító méretezéssel el elehet kerülni (5.2). A tartós terhelés hatására bekövetkezı kúszásra méretezni kell a szerkezeteket (5.1.4, 6.4 és 7.1.5). ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 177

179 4. Alkalmazási területek 4.0 Általános elvek A geotextíliákat és a georácsokat a földmővekben a következı funkciókra alkalmazzák: Elválasztás (Trennen): töltésanyagok alatti elválasztása (4.1), Biztosítás (Sichern): új töltésrézsők biztosítása (4.2.1), megcsúszott rézsők helyreállítása (4.2.2), Védelem (Schützen): új földrézsők erózióvédelme (4.2), geomembránok óvása károsító hatások ellen (4.3), Szőrés (Filtern): víztelenítı létesítmények különbözı rétegei közötti szőrés (4.3 és 5.2), Víztelenítés (Entwässern): víztelenítı létesítmények vízelvezetı feladatának ellátása (4.3 és 5.2), Erısítés (Bewehren): földszerkezetek mechanikai erısítése (4.4 és 5.1). 4.1 Geotextíliák alkalmazása elválasztásra Feladat: a különbözı összetételő rétegek keveredésének megakadályozása, a két réteg közti szőrési feladat megoldása. Példák: 1) töltésépítés esetén a gyenge altalaj és az elsı szemcsés töltésréteg közé, 2) talajcsere esetén a finomszemcsés, gyenge altalaj és a szemcsés cseretalaj közé, 3) töltésépítés esetén a szőrıszabályt ki nem elégítı egymás utáni rétegek közé, 4) terepfeltöltés esetén a finomszemcsés, gyenge altalajú mélyedések és a szemcsés feltöltés közé, 5) közlekedési pálya felsı zónájának építése esetén a termett talaj és a fagyvédı réteg közé, 6) közlekedési pálya felsı zónájának építése esetén a termett talaj és az ágyazat közé. A kiválasztás szempontjai: a legcélszerőbb nemszıtt geotextíliákat alkalmazni, szőrésre méretezni kell a geotextíliát (5.2 és 7.1.9/7.1.10), a beépítéskor fellépı igénybevételeket is figyelembe kell venni a termék kiválasztásakor, a földanyagok minıségét a szokásos módon kell tervezni. Beépítési szabályok: a geotextíliát keresztirányban kell lefektetni az építési irányban való legalább 50 cm-nyi átfedéssel, illetve szükség szerint (pl. víz alatt) összevarrással is, keskeny, két tekercsszélességnél nem szélesebb réteg alatt hosszirányban is fektethetık a geotextíliák, a geotextíliákon jármővek közvetlenül nem közlekedhetnek, az elsı réteget elıredöntéssel kell óvatosan elteríteni, a geotextíliára kerülı elsı réteg jó vízvezetı, jól tömöríthetı, mállásra nem hajlamos és általában legalább 50 cm vastag legyen, de vastagságát az altalaj teherbírásához és az anyag tömöríthetıségéhez kell igazítani, ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 178

180 ha a fektetés és a takarás közötti idı egy hétnél nagyobb, akkor a termék idıjárásállóságát figyelembe kell venni (7.1.8). 1. ábra: Elválasztó réteg töltés alatt 2. ábra: Elválasztó réteg talajcsere alatt 3. ábra: Elválasztó réteg a szőrıszabályt ki nem elégítı töltésrétegek között ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 179

181 4. ábra: Elválasztó réteg terepmélyedések feltöltésekor 5. ábra: Elválasztó réteg az altalaj és a szőrıszabályt ki nem elégítı fagyvédı réteg között 6.ábra: Elválasztó réteg burkolatlan (föld)utak és burkolta utak esetén (pl. ideiglenes felvonulási utak, erdei utak, gazdasági utak, közlekedési pályákhoz csatlakozó területek) 4.2 Geotextíliák és georácsok alkalmazása rézsők biztosítására és helyreállítására Geotextíliák és georácsok alkalmazása töltésrézsők biztosítására Feladat: a rézső szélsı zónájának hámlási, folyási és kimosódási veszélyének elkerülése, a töltésrézsők csúszásának megakadályozása. Az erısítés növeli az állékonyságot (4.4 és 5.2) Példák: 7) a töltésanyag szélének becsomagolása a rézsőperem kifolyásának és kimosódásának megakadályozására, 8) váltakozó anyagú töltés rétegeinek elválasztása és finomszemcsés zónáinak becsomagolása a rézsőperem kifolyásának és kimosódásának megakadályozására, 9) nyílt vízzel érintkezı rézső építésekor a töltésanyag szélének becsomagolása és külsı kıszúrással való védelme a kimosódás és az erózió megakadályozására. ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 180

182 A kiválasztás szempontjai: az öregedési tulajdonságokat fokozottan figyelembe kell venni, mert a geotextília ez esetben a beépítéskor hosszabban szabadon lehet, célszerő idıjárásálló anyagokat alkalmazni, illetve a terméket a fénytıl óvni (7.1.8), szőrésre méretezni kell a geotextíliát (5.2, 7.1.9, ), a beépítéskor fellépı igénybevételeket is figyelembe kell venni a termék kiválasztásakor, a földanyagok minıségét a szokásos módon kell tervezni. Beépítési szabályok: a becsomagolt talajzóna szélessége legalább a rétegvastagság négyszerese legyen, a geotextíliát legalább 50 cm-nyi átfedéssel kell fektetni, és össze kell varrni ıket, a geotextílián jármő közvetlenül nem közlekedhet, az elsı réteg elıredöntéssel terítendı, a geotextíliára kerülı elsı réteg jó vízvezetı, jól tömöríthetı és min. 50 cm vastag legyen. 7. ábra: A rézső biztosítása kimosódás és kifolyás ellen 8. ábra: A rézső biztosítása a finomszemcsés rétegek kifolyódása ellen egyidejő elválasztással 9. ábra: A rézső biztosítása erózióval szemben árvízveszélyes területen ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 181

183 4.2.2 Geotextíliák és georácsok alkalmazása rézsőcsúszások helyreállítására Feladat: a töltésanyag és az eredeti talaj közötti szőrési problémák megoldása, a rézső szélsı zónájának hámlási, folyási és kimosódási veszélyének elkerülése, a lejtıben szivárgó vizek megfogása, Az erısítés növeli az állékonyságot (4.4 és 5.2) Példák: 10) megcsúszott rézső helyreállítása geotextíliával körbefogott, folytonos víztelenítı és támasztó kıtömbbel, 11) megcsúszott rézső helyreállítása geotextíliával körbefogott, víztelenítı és támasztó bordával, 12) megcsúszott rézső helyreállítása geotextíliával védett szemcsés anyaggal és főzfavesszıvel. A kiválasztás szempontjai: célszerő idıjárásálló anyagokat alkalmazni, illetve a terméket a fénytıl óvni (7.1.8), a geotextíliának állnia ellent kell állnia a gyökerek hatásainak is, illetve a gyökerek átengedését lehetıvé tevı nyílásokkal kell rendelkeznie, szőrésre méretezni kell a geotextíliát (5.2, és ). Beépítési szabályok: a geotextília-tekercsek elhelyezését, toldását úgy kell megoldani, hogy a szőrési feladatukat mindenhol teljesíthessék, az építés közben a felszín hajlása biztosítsa a víztelenítést, és zárja ki az újabb csúszások veszélyét, a talpfelületek 15 %-nál laposabbak legyenek, ha lejtıs felületre két töltésréteg közé geotextília kerül, akkor annak durva felületi struktúrájával vagy lépcsızéssel kell a csúszás elleni biztonságot szavatolni, a geotextíliát legalább 50 cm-nyi átfedéssel kell fektetni, és össze kell varrni ıket, a felületi fektetésre érvényesek a 4.1 elıírásai. 10. ábra: Megcsúszott rézső helyreállítása geotextíliával körülzárt kıtömbbel ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 182

184 11. ábra: Megcsúszott rézső helyreállítása geotextíliával körülvett víztelenítı és megtámasztó kıbordával 12. ábra: Erózióveszélyes és folyósodásra hajlamos anyagú, megcsúszott rézső helyreállítása geotextíliával körülvett durvaszemcsés rétegekkel és növénytelepítéssel 4.3 Geotextíliák alkalmazása víztelenítı létesítmények szőrıelemeként Feladat: a víztelenítı létesítmények eltömıdésének megakadályozása, a víztelenítı létesítmények vízszállító kapacitásának biztosítása. ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 183

185 Példák: Minden úthoz kapcsolódó víztelenítı berendezésben, ahol szőrés szükséges, a feladat megoldható geotextíliával. A következık csak példaként érzékeltetik a lehetıségeket. 13) bármely árkos szivárgó kialakítása geotextília szőrıvel, 14) bevágásokban épülı oldalszivárgó szivárgótestének védelme geotextíliával, 15) rézsőbe épülı lemezszivárgó szőrırétegei geotextíliából, 16) rézsőben geotextíliából (geokompozitból) készülı drénlemez, 17) megszakító szivárgó geotextíliából (geokompozitból) készülı drénlemezbıl, 18) árkok alatti szivárgók szivárgótestének védelme geotextíliával és geomembránnal, 19) támszerkezetek hátöltésének víztelenítését szolgáló szivárgók szőrırétege geotextíliából, vagy geokompozitból, illetve a szerkezet szigetelésének védelme geotextíliával, 20) gabionfalak elválasztása a háttöltéstıl geotextíliával. A kiválasztás szempontjai: mindenek elıtt szőrésre kell méretezni a geotextíliát (5.2, és ), a vízelvezetı elemek esetében a síkbeli vízelvezetést is vizsgálni kell, a beépítéskor fellépı igénybevételeket is figyelembe kell venni a termék kiválasztásakor az e- rısségi osztály megállapításával, ferde felületek esetén a geotextília és a talaj közötti csúszás elkerülésére megfelelı súrlódási tulajdonságok is szükségesek (7.1.6), támszerkezethez kapcsolódó szivárgásra is használhatók a geotextíliák, de különösen jók erre a geokompozitok, ez esetben ezeknek a szerkezethez való kapcsolását (pl. ragasztással) meg kell oldani, a geokompozitok, pl. nemszıtt geotextíliával és távtartó mőanyag drénlemezzel, jól elvezetik síkjukban a vizet, de megfelelıen szőrnek is, de a szemcsés szivárgótestet teljesen nem pótolják, kellı idıjárásállóságú anyag választandó, mert a beépítés közben óhatatlanul hosszabban szabadon lehet az anyag. Beépítési szabályok: a tekercsek elhelyezését, toldását úgy kell megoldani, hogy a szőrési feladatukat mindenhol teljesíthessék, az építés közben ügyelni kell arra, hogy a lejtıs felületeken a geotextília alatt a víz ne mozoghasson, mert az csúszásokhoz vezethet, ennek vizsgálatakor csak a talaj maradó nyírószilárdsággal szabad számolni ha lejtıs felületre két töltésréteg közé geotextília kerül, akkor annak durva felületi struktúrájával vagy lépcsızéssel kell a csúszás elleni biztonságot szavatolni, a tekercseket legalább 50 cm-nyi átfedéssel kell fektetni és össze kell varrni ıket, a nagyfelülető beépítések esetében a 4.1 fejezet szabályai érvényesek. a beépítéskor ügyelni kell a rongálódások elkerülésére, mert bármely hiba esetén a szemcsevisszatartási képesség elveszik. ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 184

186 13. ábra: Árkos szivárgó geotextília szőrıvel 14. ábra: Oldalszivárgó geotextília szőrıvel 15. ábra: Rézsős szivárgóréteg geotextília szőrıvel az oldalszivárgóhoz csatlakoztatva ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 185

187 16. ábra: Rézsős drénlemez szőrést és vízelvezetést ellátó geotextíliával (geokompozittal) és az oldalszivárgóhoz csatlakoztatva 17. ábra: Megszakító drénlemez szőrést és vízelvezetést ellátó geotextíliával (geokompozittal) és az oldalszivárgóhoz csatlakoztatva ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 186

188 18. ábra: Folyóka a felsı rézsőperemen alul szigetelt építési szivárgóval kombinálva 19. ábra: Háttöltés víztelenítése a szigetelésvédı és vízelvezetı geotextíliával 20. ábra: Gabionfal háttöltésének víztelenítése geotextíliával ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 187

189 4.4 Geotextíliák és georácsok alkalmazása földszerkezetek erısítésére Feladat: az altalaj teherbírásának növelés, meredek rézsők állékonyságának biztosítása. A geotextíliák és a georácsok a földtestben húzóerıket képesek felvenni. Az alaptöréssel és a rézsőcsúszással szembeni biztonság ezáltal növekszik Töltés alaperısítése Cél: az alaptöréssel szembeni biztonság növelése Példák: 21) egy erısítıréteg beépítése a gyenge altalaj és a töltés közé, 22) több erısítıréteg beépítése a gyenge altalaj és a töltés közé, illetve a töltés alsó zónájába 23) erısítıréteg beépítése a (részleges) talajcsere alá és esetleg fölé is, 24) geocellák beépítése a gyenge altalajra a töltés alá. 21. ábra: Töltés alaperısítése az altalajra fektetett egyetlen erısítıréteggel 22. ábra: Töltés alaperısítése több erısítıréteggel 23. ábra: Töltés alaperısítése erısített talajcserével ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 188

190 24. ábra: Töltés alaperısítése geocellával Burkolatlan (föld)utak teherbírásának növelése Cél: a teherbírás növelése, az alakváltozások csökkentése, a járhatóság fenntartása. Példák: 25) egy erısítıréteg beépítése a gyenge altalajra a szemcsés pályaszerkezet alá. 25. ábra: Burkolatlan út erısítése georáccsal Burkolt utak kötıanyag nélküli szemcsés rétegének teherbírásnövelése Cél: végleges teherbírás-növelés, az építés közbeni járhatóság biztosítása. Példák: 26) erısítıréteg beépítése a gyenge földmőre a kötıanyag nélküli pályaszerkezeti réteg alá, 27) erısítıréteg beépítése a kötıanyag nélküli szemcsés pályaszerkezeti réteg belsejébe. 26. ábra: Burkolt út szemcsés pályaszerkezeti rétegének erısítése egy alsó erısítıréteggel 27. ábra: Burkolt út szemcsés pályaszerkezeti rétegének erısítése belsı erısítıréteggel ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 189

191 4.4.4 Önmagában nem állékony, de 70º-nál kisebb hajlású rézsős földtest erısítése Cél: új rézső állékonyságának biztosítása az erısítéssel, megcsúszott rézső helyreállítása erısítéssel az eredetivel azonos hajlással és anyaggal. Példák: 28) erısítı rétegek beépítése új földrézső kellı szélességő zónájába visszahajlítással, 29) erısítı réteg beépítése megcsúszott földrézső kellı szélességő zónájába visszahajlítás nélkül. 28. ábra Új töltésrézső erısítése visszahajlított erısítırétegekkel 28. ábra Megcsúszott töltésrézső erısítése egyenes erısítırétegekkel Önmagában nem állékony, de 70º-nál meredekebb rézsős földtest erısítése Cél: A meredek tereplépcsı állékonyságának biztosítása az erısítéssel és a merev homlokfallal. Példák: 30) betonelemekhez kapcsolt erısítı rétegek beépítése a földtest kellı szélességő zónájába, 31) gabionkosarakhoz kapcsolt erısítı rétegek beépítése a földtest kellı szélességő zónájába, 32) teljes magasságú vasbeton panelhez kapcsolt erısítı rétegek beépítése a földtest kellı szélességő zónájába, 33) száraz kırakatból kialakított homlokfalhoz kapcsolt erısítı rétegek beépítése a földtest kellı szélességő zónájába, A tervezés és a kiválasztás szempontjai: az erısítés alkalmassága és az erısített földtest állékonyságát igazolni kell (5.1), ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 190

192 a beépítéskor lehetséges sérülések teherbíráscsökkentı hatását a méretezéskor és a termék kiválasztásakor figyelembe kell venni (5.1.4), utak felsı zónájának teherbírásnövelésekor a tervezett hatást helyszíni próbaszakaszon végzendı mérésekkel, célszerően tárcsás terheléssel kell igazolni, a szabad rézsők szélébe kerülı erısítéskor kellı idıjárásállóságú anyag választandó, mert a beépítés közben és után óhatatlanul hosszabban napsütésnek lehet kitéve az anyag (7.1.8), vizsgálandó továbbá a mechanikai károsodás veszélye is, a szabad rézsők széle az erózió és a talajfolyás ellen is védendı, georácsok esetében, illetve nem teljes szélességő erısítı elemek esetébe esetleg külön geotextíliaréteg beépítése is indokolt, szőrési és elválasztási igény esetén az erısítı anyagot erre is méretezni kell, vagy külön geotextíliaréteget kell beépíteni, az erısített földtest víztelenítését szüksége esetén az erısítıréteg megfelelı síkbeli vízvezetıképességével kell biztosítani (5.2), az öregedési tulajdonságokat az 5.1.4, és a szerint kell figyelembe venni. Beépítési szabályok: az erısítı elemeket a mechanikai igénybevételnek megfelelıen kell lefektetni, ebben az irányban toldani csak a toldás megfelelıségét külön igazolva szabad (5.1 és 6.3), ha rétegek elválasztó és védelmi funkciót is ellátnak, akkor legalább 50 cm átfedéssel kell fektetni ıket, s ez csak megfelelı összekapcsolás (varrás, tőzés) esetén csökkenthetı, alaperısítéskor a füves felsı réteget nem szabad letermelni, csak a felszín durva egyenetlenségeit kell eltávolítani, esetleg egy kiegyenlítıréteget kell elteríteni, az erısítırétegeket ráncolódásmentesen kell lefektetni, a geotextílián vagy a georácson jármővek közvetlenül nem közlekedhetnek, az elsı réteget elıredöntéssel kell elteríteni, a geotextíliára vagy georácsra kerülı elsı réteg jó vízvezetı, jól tömöríthetı, mállásra nem hajlamos és általában legalább 50 cm vastag legyen, de beépítési vastagságát az altalaj teherbírásához és a szemcsés anyag tömöríthetıségéhez igazodva kell megválasztani, az erısített rézsők anyaga tetszıleges lehet, de a méretezésnél (5.1) figyelembe vett tulajdonságokkal kell rendelkeznie. 30. ábra: Erısített talajtámfal növényzettel betelepíthetı betonelemekbıl kialakított homlokfallal ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 191

193 31. ábra: Erısített talajtámfal fém vagy polimer anyagú gabionkosarakból készített homlokfallal 32. ábra: Erısített talajtámfal teljes magasságú vasbeton panel homlokfallal 31. ábra: Erısített talajtámfal kıbıl szárazon rakott homlokfallal ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 192

194 5. Méretezési irányelvek 5.1 Az erısítés esetén végzendı mechanikai méretezés Az erısített talajszerkezetek megfelelı töltésanyagból és geotextíliából vagy georácsból állnak a következı feladatok ellátására: gyenge teherbírású altalajon épülı töltés esetében a rézsőcsúszással illetve alaptöréssel szembeni biztonság növelése (4.4.1 Alaperısítés), a jármőforgalom által közvetlenül terhelt földutak és a kötıanyag nélküli pályaszerkezeti rétegek teherbírásának növelése (4.4.2 és Teherbírásnövelés), tereplépcsıknek a talaj természetes rézsőhajlásánál meredekebb kialakítása és biztosítása (4.4.4 Rézsőerısítés és erısített talajtámfal). Az erısítı elemeknek a földmő szempontjából még megengedhetı alakváltozások mellett kell az állékonyság biztosításához szükséges erıt mobilizálnia. Az erıátadás az erısítıelemrıl a talajra a köztük fellépı súrlódás és adhézió révén valósul meg. Ezt a súrlódási tényezıvel és az eléréséhez szükséges elmozdulással lehet jellemezni. Egymással érintkezı erısítırétegek esetében is értelmezhetık ugyanezek a paraméterek. A további eljárások az 1. fejezetben ajánlott irodalmakban találhatók Alaperısítés méretezése A gyenge teherbírású altalajon az állékonysághoz szükséges erıhatások hiánya pótolandó az erısítéssel. A végsı állapot állékonyságvesztéssel szembeni biztonságának azonban az erısítés nélkül is 1,0 felett kell lennie. Az erısítés az altalaj deformációit nem csökkenti. A következıket kell vizsgálni: általános állékonyság az erısítı elemek szakadásával szembeni biztonság, az erısítı elemek kihúzódásával szembeni biztonság, a töltés el-, illetve szétcsúszásával szembeni biztonság, az altalaj oldalirányú kitolódásának ellenırzése, süllyedések, a szükséges vízmozgások, vízlevezetés lehetısége Teherbírásnövelés A következı paramétereket kell a méretezéskor megállapítani: a pályaszerkezet méretezési utasítása szerint szükséges teherbírás, az altalaj, illetve az alépítmény teherbírása, az altalaj, illetve az alépítmény teherbírásának változása a forgalmi terhelés és a víztartalomváltozások miatt (fagyhatás), az ágyazati anyag tulajdonságai és vastagsága, az erısítıréteg viselkedés erıhatásokra, az erısítıréteg és az ágyazati réteg közötti súrlódási jellemzık, a tervezett forgalmi terhelés. Az irodalomban fellelhetı tapasztalati diagramok használhatók, de minden esetben próbaszakaszon végzett méréssel, pl. tárcsás terheléssel kell igazolni a tervezett erısítés alkalmasságát. ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 193

195 5.1.3 Rézsők és támfalak A méretezés a legkedvezıtlenebb állapotok geometriai viszonyaira vonatkozzon. Az egyensúlyvizsgálatban az állékonyságot veszélyeztetı következı erıket kell figyelembe venni: önsúlyok, földnyomások, felszíni terhek, víznyomások. A földnyomások aktív földnyomásként számíthatók, ha az azokhoz szükséges mozgás megengedett, viszont a beépítéskor fellépı tömörítı nyomások is figyelembe veendık. A külsı állékonyság igazolása A következık veszélyek vizsgálatát jelenti: elcsúszás a szerkezet talpán a legalsó erısítıréteg alján, síkalapszerő teherbírásvesztés az erısített földtöltés alján, annak szélességével azonos alapfelületen, általános állékonyságvesztés az erısített földtestet nem metszı csúszólapok mentén, a szerkezet süllyedése. A belsı stabilitás igazolása A méretezéskor az erısítırétegeket átmetszı elképzelhetı csúszólapokkal a szerkezeteket aktív (potenciálisan lecsúszó) és passzív (lehorgonyzó) földtestre osztjuk. Az erısítırétegeknek azt az erıt kell felvennie, amely az állékonyság biztosításához szükséges valamely felvett csúszólap mellett. Igazolni kell bármely csúszólapra a következıket: az erısítı elemek szakadásával szembeni biztonság, az erısítı elemek kihúzódásával szembeni biztonság, a visszahajlítással kialakított külsı homlokzat lehorgonyzásának megfelelısége, a merev homlokfalak és az erısítı elemek ahhoz való kapcsolódásának alkalmassága. A számítások helyett más módon is igazolható az alkalmasság Az erısítı elemekkel szemben támasztott követelmények A méretezésekor az igénybevétel idıtartamára nagy figyelmet kell fordítani, így az alaperısítések esetében a konszolidációs idı, a teherbírásnövelés vonatkozásában a tervezett tengely-áthaladási szám és annak ideje, a rézsők és támfalak esetében a létesítmény élettartama a mérvadó. Emellett a további peremfeltételeket is számításba kell venni. A gyors kísérlettel meghatározható F k szakítóerıt a körülményeket figyelembe vevı A i csökkentı tényezıkkel osztva határozható meg az ellenállás F d tervezési értéke. F d = F k / (A 1.A 2.A 3.A 4. γ) Ezek meghatározására következık irányadóak: az F k értékként az a szakítóerıt kell elfogadni, melynél legfeljebb a kísérletek 5 %-ban adódott kisebb szakítóerı, az A 1 tényezıvel a tartósságot kell figyelembe venni, s ennek fedeznie kell a tartós terhelés alatti kúszást és más öregítı hatásokat, ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 194

196 az A 2 tényezı az erısítırétegnek a szállítás, a fektetés és a tömörítés során bekövetkezı károsodásait hivatott ellensúlyozni, az A 3 tényezı a toldási helyek és a merev szerkezetekhez való csatlakozásnál lehetséges teherbíráscsökkenést ellensúlyozza, az A 4 tényezı a környezeti hatásokat (idıjárás, vegyi hatások, mikroorganizmusok, állatok) veszi figyelembe, a γ parciális tényezı a termék tulajdonságainak a megadott paraméterektıl való véletlenszerő eltéréseit és a létesítmény geometriai jellemzıinek a tervezettıl való eltéréseit kell kompenzálnia. A termékek kúszási tulajdonságait hosszú idıtartamú kísérletekkel a gyártónak kell bemutatnia. Ezt az elıírásban ismertetett rövidebb idejő kísérletekkel csak ellenırizni lehet. A további paramétereket a következıkben ismertetendı vizsgálatokkal kell elızetesen megállapítani és megfelelı bizonylatokkal tanúsítani, vagy aktuálisan a Német Építési Intézet által végzendı kísérletekkel meghatározni. Az ellenırzı rövid idejő szilárdsági vizsgálatokkal a névleges F k érték teljesülését kell igazolni. Megkövetelendı, hogy a vizsgált minták szakítóerejének a szórással csökkentett átlaga legyen nagyobb a névleges értéknél. 5.2 A geotextíliák hidraulikai méretezése szőrési és drénezési funkció esetén A szőrés két követelményt támaszt: a mechanikai szőrési hatékonyság, a víztelenítendı talaj szemcsevisszatartásának teljesítése, mely a geotextília O 90,w jellemzı szőrınyílásának a talaj szemeloszlásához igazodó megválasztását jelenti, a hidraulikai szőrési hatékonyság, mely a megfelelı k v vízáteresztıképesség és szükség esetén az elegendı szőrési hossz teljesítését jelenti. Az O 90 jellemzı szőrınyílás egy egységesen elfogadott vizsgálóanyag azon frakciójának átmérıjét jelenti, melynek 90 %-át a geotextília visszatartja. Az O 90,w érték csak az egységesített vizsgálattal együtt értelmezhetı. A vízáteresztıképességet a német elıírás a 2 kpa nyomás mellett és talajjal való érintkezés nélkül mért értékként értelmezi. A megfelelı viselkedéshez a geotextília és a határoló talaj közvetlen érintkezése elengedhetetlen. Biztosítani kell azt is, hogy lejtıs felületen a geotextília alatt a talaj felszínén ne legyen olyan áramlás, mely a szemcséket magával viheti. Tartós víztelenítési igény esetén pedig azt is vizsgálni kell, hogy a geotextíliába kerülı finom szemcsék nem tömítik-e el a geotextíliát (kolmatáció). A méretezéskor tehát teljesülnie kell annak, hogy a geotextília a víztelenítendı talajt a belsı eróziótól megvédje (az O 90,w érték felsı határa), a geotextília a beléjutó finom szemcséket átengedje, hogy az ne tömıdjön el (az O 90,w érték alsó határa), a geotextília a vizet visszaduzzasztás nélkül átengedje. Ezért a geotextíliát úgy kell megválasztani, hogy jellemzı nyílásmérete a felsı határ közelében legyen, ezzel a geotextília elıtt kialakul egy stabil szemcseváz, a geotextíliában pedig nem maradnak meg a finom szemcsék. Drénezési igény esetén a geotextília vízvezetıképességét a síkjában érvényes áteresztıképesség és a vastagság határozza meg. ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 195

197 5.2.1 A mechanikai szőrési hatékonyság teljesítése A geotextíliát méretezési paramétere az O 90,w jellemzı szőrınyílás. A következıkre kell a méretezéskor ügyelni: a víztelenítendı talaj szemeloszlása, kötött talajok esetében a plasztikus index és az együttes agyag-iszaptartalom, a terhelés körülmények (statikus/dinamikus, illetve függıleges vagy tangenciális áramlás), a szerkezet jellege, a geotextília funkciója, a szerkezet rendeltetésébıl eredı biztonsági követelmények (a szőrés tönkremenetelének következményei, a fenntartási lehetıségek), a beépítéskori igénybevételek, a használat közbeni mechanikai terhelések. Figyelembe veendık továbbá a hidraulikai terhelések: a szivárgás hozama, a felszíni vízbeszivárgás lehetısége, a hidraulikus gradiens. A megadott méretezési módszer csak a szokványos körülményekre érvényesek, pl. nem alkalmazhatók dinamikus terhelésre, ingadozó gradiensekre. A víztelenítendı talajok minısítésekor külön kell kezelni a nagy finom homok és iszaptartalmú, csekély kohézióval bíró, nehezen szőrhetı talajokat, melyeknél a kimosódás, a kolmatáció veszélye nagy. Ezeket a következı paraméterek jellemzik: van 0,06 mm-nél kisebb szemcséjő frakciójuk, az egyenlıtlenségi mutatójuk kisebb 15-nél, a szemcsék 50 %-a a 0,02 és a 0,1 mm tartományba esik, a DIN szerinti finomszemcsés talajok esetében (S 0,063 >40 %) közül az I P <15 % jellemzıjő vagy S 0,0002 <50 % jellemzıjő talajok. 34. ábra: A talajok szemeloszlásának értékelése szőrési szempontból ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 196

198 A következı szőrıszabályok betartása ajánlott: finomszemcsés talajok (d 40 <0,06 mm) O 90,w 10.d 50 de a nehezen szőrhetı talajok esetében egyidejőleg O 90,w d 90 durva és vegyes szemcséjő talajok (d 40 0,06 mm) O 90,w 5.d 10. U O 90,w d 90 A tartós áteresztıképesség szavatolásához az elıbbiek szerint megállapított értéket közelítse meg a kiválasztott geotextília O 90,w paramétere, és semmiképpen se legyen annak 20 %-ánál kisebb. Az U 15 jellemzıjő, vegyes szemcseösszetételő vagy frakcióhiányos talajok esetében a talaj önszőrését is vizsgálni kell A hidraulikai szőrési hatékonyság ellenırzése A geotextíliának legalább a víztelenítendı talaj áteresztıképességével kell rendelkeznie, hogy a vízvisszaduzzasztást elkerüljük, de indokolt egy biztonságot is bevezetni. A geotextília síkjára merıleges k v2 áteresztıképességének egy η tényezıvel számított értéke legyen nagyobb talaj k s áteresztıképességénél: η. k v2 k s Az η értékekre a következık ajánlhatók: 2 mm-nél vastagabb tőnemezelt geotextíliákra durva iszap és homok talaj esetében η=50, szıtt geotextíliákra η a következı ábráról vehetı a talaj d 10 szemcsemérete és a geotextília áteresztıképességétıl függıen, más forrásokból is vehetık igazolt javaslatok η értékére, külön igazolás nélkül η=100 javasolható. 35. ábra: Az η G csökkentı tényezı felvétele szıtt geotextíliákra a geotextília k v áteresztıképessége és a víztelenítendı talaj d 10 szemcseátmérıje alapján ÁKMI-2001/03 5. melléklet: Német útügyi talajerısítési elıírás 197