IRÁNYELVEK ELÔREGYÁRTOTT CÖLÖPRÁCS ALKALMAZÁSÁRA ALAGÚTZSALUS ÉPÜLETEKNÉL

Átírás

1 ÉPÍTÉSÜGYI ÁGAZATI MÛSZAKI IRÁNYELV MI IRÁNYELVEK ELÔREGYÁRTOTT CÖLÖPRÁCS ALKALMAZÁSÁRA ALAGÚTZSALUS ÉPÜLETEKNÉL ÉPÍTÉSÜGYI TÁJÉKOZATÁSI KÖZPONT BUDAPEST, 1982

2 Készült az ÉVM Mûszaki Fejlesztési Fôosztálya megbízásából Kidolgozta: GÁL DÉNES Földmérô és Talajvizsgáló Vállalat Telefon: Közremüködött: DR. PAYER IMRE DR. DULÁCSKA ENDRE BARSAI ÁRPÁD Földmérô és Talajvizsgáló Vállalat Budapesti Városépítési Tervezô Intézet Építésügyi Szabványosítási Központ

3 ÉPÍTÉSÜGYI ÁGAZATI MÛSZAKI IRÁNYELV IRÁNYELVEK ELÔREGYÁRTOTT CÖLÖPRÁCS ALKALMAZÁSÁRA ALAGÚTZSALUS ÉPÜLETEKNÉL MI G 31 Guidelines for the use of prefabricated pile work bases for buildings with tunnal type casing ÉPÍTÉSÜGYI SZABVÁNYOSÍTÁSI KÖZPONT E Mûszaki Irányelv a 30x30 és 40x40 cm négyszög keresztmetszetû, elôregyártott vasbeton cölöpökre alapozott, alagútzsalus épület elôregyártott cölöprácsának * tervezésére, kivitelezésére vonatkozik. A vasbeton elemekbôl álló cölöprács a felszerkezet terheit hárítja át a cölöpökre; a teherhordó falak süllyedéskülönbségébôl származó igénybevételt a felszerkezet viseli. * Az Irányelvben tárgyalt 2 cölöpös harántelemet és hosszelemet tartalmazó elôregyártott cölöprácsot a Találmányi Hivatal a és BV 910/4 lajstromszámon a szabadalmi lajstromba bejegyezte. A jóváhagyás idopontja: április hó A hatálybalépés idopontja: november 1.

4 MI TARTALOM 1. Fogalommeghatározás Alapelvek az elôregyártott cölöprács alkalmazásához Követelmények a cölöprács elemek alkalmazásánál Tervezési és kivitelezései szempontok az elôregyártott cölöprács alkalmazásánál A cölöprács elemek magassági elhelyezése A cölöpözéssel kapcsolatos követelmények A rácselemek alatti aljzatbeton kialakításának követelményei A földmunka kialakításának szempontjai Az elemek elôregyártása és helyszíni szerelése Az alkalmazott anyagok minôsége Erôtani számítások irányelvei A tárggyal kapcsolatos fontosabb szabványok és elôírások... 17

5 5 MI FOGALOMMEGHATÁROZAS 1.1. Az alagútzsalus épület cölöpalapozásához felhasznált elôregyártott vasbeton cölöprács a felszerkezet és a cölöp erôtani és építéstechnikai kapcsolatát biztosítja; az elemek egymáshoz nem csatlakoznak vagy legalábbis az elemek vasalása az elemek között nem folyamatos Cölöprácsnak nevezzük a cölöpök fejének összefogására létesített teherelosztó és közvetítô szerkezetet, mely a felépítmény szerkezetének bevonásával vagy anélkül közvetíti a terheket a cölöpökre és ezen keresztül az altalajra Elôregyártott vb. cölöprácsnak nevezzük az elôregyártott vb. elemekbôl. épített cölöprácsot A harántelem az elôregyártott vb. cölöprácsnak olyan eleme, melynek hossztengelye merôleges a födémeket alátámasztó vasbeton falra. A kétcölöpös harántelem ennek két cölöpöt átfedô változata (1. ábra) A hosszelem az elôregyártott vb. cölöprácsnak olyan eleme, melynek hossztengelye párhuzamos a födémterheket kiváltó vb. fallal és az elem egynél több cölöpöt általában egy cölöpsort fed át (2. ábra) A vasbeton aljzat a cölöprács elemekre támaszkodó vasbetonfalak vízszintes összefogását szolgálja és alsó öve lehet a merevítô felrendszernek. Csökkenti a vasbeton falak kihajlási hosszát és egysoros cölöpözés esetén kiegyenlíti a falak és a cölöpök alaprajzi elhelyezési mérettûrésébôl származó hatásokat A továbbiakban a harántelemes és hosszelemes elôregyártott vasbeton cölöprácsról együttesen egyszerûsítve csak mint elôregyártott cölöprácsról beszélünk, ahol nem, ott külön megnevezzük, hogy melyik megoldásról van szó.

6 MI ábra Cölöprács kialakítása harántelemekkel

7 7 MI ábra Cölöprács kialakítása hosszelemekkel

8 MI ALAPELVEK AZ ELÔREGYÁRTOTT CÖLÖPRÁCS ALKALMAZÁSÁHOZ Az alagútzsalus épületek alapozási rendszerére a teherhordó falak alatti sávszerû terhelés jellemzô A harántelemes alapozási megoldásnál a fal két oldalán vert cölöpsoron a fal tengelyére merôlegesen cölöppáronként elhelyezett közvetítô elem (két cölöpös harántelem) adja át a terhet a falakról a cölöpökre (3. ábra). A két cölöpre támaszkodó harántelem statikailag határozott tartóként számítható, a cölöpök elhelyezési pontatlanságából és az altalaj inhomogenitásából származó billenést a harántelem a vékony teherhordó vasbeton fal keresztirányú hajlítása nélkül tudja felvenni. A szerkezetet a legalsó szint padlója alatti vasbeton aljzat egészíti ki, mely egyrészt a hagyományos monolitikus cölöprács összekötô szerepét veszi át, másrészt a teherhordó falak süllyedéskülönbségeit csökkentô merevítô fal alsó övét képezheti A hosszelemes alapozási rendszernél a falak tengelyvonalában vert cölöpsorra helyezett utólag kibetonozott vasbeton rács elem közvetíti a terheket a falakról a cölöpre (4. ábra). A cölöpök az építési pontatlanságoktól eltekintve a teherhordó fal tengelyében helyezkednek el, így feltételezhetô, hogy a kibetonozott gerenda a vasbeton fal keresztirányú hajlítása nélkül hárítja át a terheket a cölöpökre; a szerkezetet a vasbetonaljzat egészíti ki, amely a 2.1. pontban említetteken kívül a cölöpverés elhelyezési mérettûrésbôl származó hatásokat is felveszi A haránt vagy hosszelem alkalmazását az építésszervezési és gazdaságossági szempontokon belül a terhelés és az alkalmazott cölöpök teherbírása határozza még; harántelemekkel a vasbetonfal alá több cölöp helyezendô. 3. KÖVETELMÉNYEK A CÖLÖPRÁCS ELEMEK ALKALMAZÁSÁNÁL 3.1. A cölöprács elemeknek megbíztatóan át kell adni a felszerkezet önsúlyából származó és az épületre ható egyéb terhek függôleges és vízszintes komponenseit a cölöpökre Az alapozást, a cölöpkiosztást úgy kell megtervezni, hogy a süllyedéskülönbség ne haladja meg az ME ben elôírt mértéket; a cölöprácsnak nem feladata, hogy a falszerkezet süllyedéskülönbségeit kiegyenlítse (lásd: MI ).

9 9 MI Megjegyzés: A fal erôtanilag a harántelemre támaszkodik 3. ábra Harántelem

10 MI ábra Hosszelem

11 11 MI A cölöprács elemei és a cölöpfej közötti kapcsolatot úgy kell kialakítani, hogy a cölöp felsô vége az elemekben kialakított kónikus nyalásban helyezkedjék el és a teherátadást a kónikus üreg kibetonozása biztosítsa. 4. TERVEZÉSI ÉS KIVITELEZÉSI SZEMPONTOK AZ ELÔREGYÁRTOTT CÖLÖPRÁCS ALKALMAZÁSÁNÁL 4.1. Az elemek méretei elégítsék ki az erôtani és korrózióvédelmi követelményeket a 10.1 és 11.1 pontoknak megfelelôen Nagyságuk és súlyuk legyen összhangban az építésszervezési szempontokkal, feleljen meg az elôregyártás, szállítás és a beemelésnél alkalmazott gépek teljesítményének A cölöpök és az elemekben lévô üregek belmérete legyen összhangban a cölöpök elhelyezési mérettûrésével, ezen kívül tegye lehetôvé az elôírt minôségû kibetonozást is. Ennek érdekében az üreg mérete minden irányban legalább 5 cm rel haladja meg a cölöp keresztmetszeti méreteit A harántelemben lévô üregek távolsága megegyezik a cölöpök egymástól való távolságával. Ezért ajánlatos, hogy ez feleljen meg a cölöpök gazdaságos tengelytávolságára vonatkozó MSZ elôírásainak, így a támaszkodó vert cölöpnél az elemben lévô üregek tengelytávolsága 3 D legyen, ahol a D a cölöp átmérôje. 5. A CÖLÖPRÁCS ELEMEK MAGASSÁGI ELHELYEZÉSE Az elemek magassági értelemben vett elhelyezését meghatározza a földszinti vagy pincepadló szintje, illetve az építési és mértékadó talajvízszint helyzete. A közmûvek kitörési szintje lehetôleg a cölöprács elemei alatt legyen, de semmiképpen ne keresztezze azokat. A cölöprács alsó síkja határozza meg az elemek elhelyezésére szolgáló aljzatbeton építési síkját s egyben a cölöpfej síkját is.

12 MI A CÖLÖPÖZÉSSEL KAPCSOLATOS KÖVETELMÉNYEK A cölöpök tengelyponti elhelyezésének mérettûrése feleljen meg a statikai és az építési kivitelezési szempontoknak. Szükséges a nagyobb pontosság elôírása és betartása a gazdaságossági szempontoknak megfelelôen. Irányadó a ± 5 cm es vagy ennél szigorúbb pontosság elôírása vízszintes és magassági értelemben is. A cölöpök teherbírását az MSZ szerint kell meghatározni. A tervezésnél felhasználható a cölöpök próbaterhelési gyûjteménye, valamint a talajmechanikai szondázás. A tervezésnél és a kivitelezésnél törekedni kell a szintre verés alkalmazására. A mértékadó verési mélységet szondázással lehet megállapítani. Ennek eredményei a cölöpteherbírás meghatározásánál is használandók. A cölöpverés után a cölöpök felsô vége csak 5 15 cm t nyúljon az elemek üregébe. Ha a terepszint feletti kiállás ennél nagyobb és akadályozza az elemek elhelyezését, akkor a cölöp felsô végét az acélbetétekkel együtt le kell vágni. A levésést gazdasági okokból is kerülni kell, amennyiben elkerülhetetlen, úgy a kinyúló vasakat megfelelô méretre vágva az elemek nyalásába behajlítva kell kialakítani. 7. A RÁCSELEMEK ALATTI ALJZATBETON KIALAKÍTÁSÁNAK KÖVETELMÉNYEI A rácselemek fogadószintje a földmunka alsó síkjára betonozott aljzatbeton. Az aljzat legalább δ a = 50 kn/m 2 (0,5 kp/cm 2 ) határfeszültség alapértékkel rendelkezô kellôen szilárd altalajra helyezendô. A beemelésnél fellépô mechanikai hatásoknak álljon ellen, védje meg a betonkiöntéseket a talajjal való keveredéstôl. Vastagsági mérete az altalaj minôségétôl és állapotától függôen 8 10 cm. 8. A FÖLDMUNKA KIALAKÍTÁSÁNAK SZEMPONTJAI 8.1. A munkagödör fenékszintje általában az épület teljes alapterületén megegyezik az elemek alsó síkjával.

13 13 MI Ha a teherhordó falak egymástól való távolsága és a talaj állékonysága lehetôvé teszi akkor csak az elemek közvetlen környezetében kell a talajt az elemek alsó síkjáig kiemelni. Ez esetben munkavégzés cölöpsorok közt benntmaradó az elemek felsô síkjával megegyezô szintrôl végezhetô. Magasabb építési víznívó esetén is ez lehet a célszerûbb Alsó munkasíkot mely egyszerûbb földmunkavégzést jelent akkor válasszunk, ha a felsô munkasík kialakításának elônyei nincsenek A földmunka visszatöltése az elemek elhelyezése után kezdôdhet el, tömörsége legyen legalább Tr = 85% és feleljen meg a pincepadló szerkezet és a vasalt aljzat alá kerülô talaj minôségi követelményeinek is. 9. AZ ELEMEK ELÔREGYÁRTÁSA ÉS HELYSZINI SZERELÉSE Az elemek elôregyártását olyan üzemben kell megszervezni, ahol a megkívánt minôség, mérettûrés és az elemek mozgatása biztosítható A betonacél szerelése és hajlítása lehetôleg gépesíthetô és jól szervezhetô legyen. E célból a harántelemek ferde nyírási fô acélbetétei helyett ferde kengyeleket ajánlatos alkalmazni Az elemek és azok elôállításához szükséges formák mérettûrésére az MSZ 7658/ 1 2 elôírásai vonatkoznak. Ennek megfelelôen a formák legalább g pontossági osztállyal, az elemek legalább h pontossági osztállyal készüljenek Az elkészült elôregyártott harántelemeket szükség esetén a tervezô elôírásai szerint a tényleges igénybevételnek megfelelô törési kísérlettel kell ellenôrizni. A hosszelemek esetében a törési kísérlettôl el lehet tekinteni A rácselemek alaprajzi és magassági elhelyezésénél megkívánt mérettûrés irányadó értéke ± 2 cm a tervben elôírtakhoz képest. A szerkezet kialakításától függô megengedhetô eltéréseket a terveken meg kell adni pl. a harántelemes megoldásnál a cölöppár tengelyeinek egymástól mért távolságának a tûrhetô eltérését is Az elemek beemelési sorrendjét az építésszervezési szempontoknak megfelelôen elô kell írni az alkalmazott szállító és emelôberendezésekkel összhangban Az elemek és a cölöp szilárd kapcsolatát az elemben levô nyílás szerkezeti betonnal való kitöltése biztosítja, ezért a kónikus lyuk kibetonozását gondosan kell végezni és ellenôrizni. Vízalatti betonozást alkalmazni nem szabad. Tömörítés lehetôségét az üreg megfelelô kialakításával biztosítani kell.

14 MI A cölöprács elemek feletti szerkezetek építése az üregek kibetonozása a beton szilárdulása és a földvisszatöltés végrehajtása után kezdôdhet el. 10. AZ ALKALMAZOTT ANYAGOK MINÔSÉGE Az elôregyártott elem és a cölöppel való kapcsolatot biztosító kibetonozás az igénybevételnek megfelelô szilárdságú betonból készítendô. Minôsége legyen legalább B 20. A felhasznált cement, adalékanyag, víz minôségére és mennyiségére, az acélbetétek minôségére az MSZ 4719 és az MSZ 339 elôírásai vonatkoznak. Agresszív talajvízzel érintkezô szerkezeteknél MSZ elôírást kell alkalmazni. A betonkiöntés konzisztenciáját úgy kell megválasztani, hogy bedolgozása tömörítô eszközökkel pl. tûvibrátorral könnyen végrehajtható legyen. Általában kevéssé képlékeny vagy "képlékeny konzisztencia alkalmazása a megfelelô Az aljzatbeton minôsége feleljen meg a beemelésnél fellépô hatások okozta igénybevételnek. 11. ERÔTANI SZÁMÍTÁSOK IRÁNYELVEI Az erôtani számításra az MSZ KGST 384 alapelveinek megfelelôen az MSZ /1, MSZ /1 és az ME elôírásai is vonatkoznak A cölöpkiosztásnál törekedni kell arra, hogy a cölöp határteherbírást és az épületre megengedhetô süllyedéskülönbséget gazdasági szempontból optimálisan használjuk ki. A cölöpök maximális és egyenlô mértékû kihasználása ugyanis eltérô süllyedéseket okoz az egyes falak alatt a különbözô mértékû egymásrahatás miatt és a süllyedéskülönbségre a felépítményt méretezni kell tehát az ellentétes irányban ható két mûszaki követelmény gazdasági optimumát kell elérni. A süllyedés számításánál a cölöprács merevsége elhanyagolandó, a felépítmény merevsége fôleg gazdaságossági szempontok miatt esetlegesen a cölöpök (cölöpsorok) egymásra hatása mindenképp figyelembe veendô.

15 15 MI A felépítmény merevségét is figyelembe vett süllyedésszámítást akkor célszerû készíteni, ha a felépítmény merevsége nélkül számított értékek túllépik az épületre megengedhetô süllyedéskülönbség határértékét A két cölöpös harántelem statikai modell * felvételénél pontosabb számítás hiányában fel szabad tételezni, hogy a cölöp és az elem kapcsolata gömbcsuklós, a harántelem és a rátámaszkodó vasbetonfal kapcsolata pedig a fal síkjában lapratámaszkodó befogott, a fal síkjára merôlegesen pedig csuklós. A harántelem a magasság és támaszköz arányától függôen térbeli szerkezetként két irányú vasalással méretezendô. A vasalt aljzat a fal alsó merevítô öveként azzal együtt számolható A hosszelem statikai modellje különbözik ettôl, mert a cölöpsor az építési pontatlanságtól eltekintve a vasbetonfal tengelyének síkjában helyezkedik el. A vasbetonfal és a cölöpök excentricitását a vasalt aljzat egyenlíti ki, ezért a vasalt aljzat mint többtámaszú tartó váltja ki a vb. fal által közvetített terheket a hosszelemen keresztül a cölöpökre. Pontosabb számítás hiányában fel szabad tételezni, hogy a vb. fal és a vasalt aljzatlemez valamint a vasalt aljzatlemez és a hosszelem kapcsolata a fal síkjában lapratámaszkodó befogott, erre merôlegesen pedig csuklós A cölöprács elemek méretezésénél, a gyártás módjából és a funkcióból adódó állapotoknak megfelelôen három terhelési eset veendô figyelembe: beépítés elôtti állapot, építés közbeni állapot, végleges, azaz üzemállapot Beépítés elôtti állapotban az elemek megvizsgálandók az elôregyártásnál kialakuló szakítás, a szállítás és a beemelésbôl adódó igénybevételekre. * Az építés közbeni állapot vizsgálatánál a szerkezetépítésnek azt a fázisát vesszük figyelembe, amikor a teherhordó falak kötése és szilárdulása még nem történt meg. Az elsô szint önsúlyterhét a harántelemek esetén a zsaluzat vagy a vasalt aljzat viseli és osztja szét a rácselemeken keresztül a cölöpökre. A haránt- * A statikai modell felvételénél az ME tôl való eltérés megengedett az elôírás kötelezô alkalmazását meghatározó és feloldó elôírás értelmében * Az MSZ /4 szerint.

16 MI elem az esetben tehát a két vagy többtámaszú tartóként dolgozó zsaluzat vagy vasalt aljzat támaszaként szerepel. A hosszelemek alkalmazásánál a vasalt aljzat mint többtámaszú tartó adja át a terheket a rácselemekre. A rácselem mint süllyedô alátámasztású többtámaszú tartó váltja ki a terheket a cölöpökre Végleges, azaz üzemállapotban már a megszilárdult vasbetonfal terheli a cölöpöket a korábban meghatározott statikai modelleknek megfelelôen. A hosszelem erôtani szerepe lecsökken a harántelemhez képest, a cölöpök és az aljzatlemez kapcsolata közvetlennek vehetô. A hosszelemek szerepe a cölöp és az aljzat kapcsolatának átszúródási vizsgálatánál van. Végleges állapotban az épület megvizsgálandó az egyes vb. falak közötti süllyedéskülönbség hatására is A haránt rácselem erôtani számításában különös gond fordítandó az elem kónikus nyílásába befeszülô betondugó hasító hatására. Erre a hatásra az elemet méretezni kell. A harántelemek méretezésénél süllyedéskülönbségre, illetve billenésre nem kell tekintettel lenni. A hosszelem méretezésénél a betondugó hasító hatása nem érvényesül, mivel a fal a vasalt aljzaton keresztül a kibetonozásra fekszik fel. Az ugyanazon fal alatti egyes cölöpök közötti süllyedéskülönbség az építés közbeni állapot vizsgálatánál, a cölöpsorok közötti süllyedéskülönbség a végleges állapot vizsgálatánál veendô figyelembe. Agresszív hatások esetén a repedéskorlátozási elôírások is betartandók az MSZ /1 szerint A süllyedésmérés szükségességét az ME szerint kell eldönteni Tágulási hézagok kialakítására az ME elôírásai vonatkoznak. * Az MSZ /4 szerint.

17 17 MI A TÁRGGYAL KAPCSOLATOS FONTOSABB SZABVÁNYOK ÉS ELÔÍRÁSOK MSZ KGST 384 MSZ /1 MSZ /1 MSZ 339 MSZ /4 MSZ MSZ MSZ MSZ /1 MSZ 4719 MSZ MSZ 7658/1 2 MI MI MI ME Építmények teherhordó szerkezetei erôtani tervezésének általános elôírásai Magasépítési szerkezetek terhei és különleges követelményei Vasbeton szerkezetek Melegen hengerelt betonacél Elôregyártott vasbeton szerkezetek Alapozások tervezése. Tervezési elômunkálatok Alapozások tervezése. Statikai és tervezési elôírások Alapozások tervezése. Cölöpalapozás Elôregyártott vasbeton cölöpök A betonok fajtái jelölésük és minôségi követelményeik Épületszerkezetek korrózióvédelme Építôipari mérettûrések Cölöprács szerkezetek tervezési és számítási irányelvei Kónikus cölöpök alkalmazásának irányelvei Elôregyártott vasbeton cölöprács alkalmazása paneles épületeknél Alagút- és nagytáblás zsaluzatos építés