Magasépítéstan alapjai 3. Előadás

Átírás

1 MAGASÉPÍTÉSTAN ALAPJAI Magasépítéstan alapjai 3. Előadás BME MET Előadó: 2014/2015 II. szemeszter egyetemi docens, BME Építőanyagok és Magasépítés Tanszék BME MET 2014 / 2015 II. szemeszter

2 3. Előadás ALAPOZÁS ÉS SZIGETELÉS 1. Bevezetés Az alapozás feladata 2. Talajok csoportosítása 3. Az alapozási módok csoportosítása 4. Síkalapozások 5. Mélyalapozások 6. Talajjal érintkező, nedvességhatásoknak kitett épületrészek/épületszerkezetek 7. Az alépítményi szigetelés feladata 8. Az alépítményi szigetelés anyagai, a szigetelés részei 9. Alapozás és szigetelés kapcsolata 10. Szigetelési megoldások a gyakorlatban 11. Fókuszban a lakóépületek 12. Különleges szigetelési és alapozási megoldások 2

3 1.Bevezetés Az alapozás feladata I. Az alapozás feladata a terhek biztonságos átadása az altalajnak. Szempontok erőtani követelmények: teherbírás; állékonyság; alakváltozási követelmények teljesítése. egyéb: szivárgó víz problémája; alapgödör visszatöltése; szomszédos épületek megóvása. Albania, Ksamil 3

4 1.Bevezetés Az alapozás feladata II. Az alapozás feladata a terhek biztonságos átadása az altalajnak. Az alapok az épület sajátos részét képezik a következő okok miatt: Minden építési terület egyedi Az alapozási munka nagy gépesítést igényel, nehezen kivitelezhető munkafázis Az alaptestek nehezen tipizálhatók Az elkészült alapozás nehezen javítható Az alapozási hiba az egész létesítményre, épületre kihat 4

5 Alapozás sziklás talajban (fotó: Watson Judit) 5

6 2. Talajok csoportosítása I. Főcsoport Csoport Talajnem Részletes ismeretek a Geotechnika tantárgycsoportban! I. szilárd kőzetek 1. termett szikla eruptív üledékes metamorf kőzetek II. laza kőzetek 2. laza, szemcsés görgeteg (talajok) talajok kavics homok homokliszt 3. kötött talajok iszap kolloidok, agyag 4. szerves talajok humusz szerves iszap és agyag tőzeg III. részlegesen megkövesült t. 5. átmeneti egyedek lösz, márga, stb. a szilárd kőzetekbe IV. bomlófélben lévő 6. átmeneti egyedek lösz kőzetek a szilárd kőzetekből márga, stb. a laza kőzetekbe 6

7 2. Talajok csoportosítása II. Általános megállapítások: alapozás szempontjából rossz talajok a 2. csoportból: folyós homok, 3. csoportból: nagy víztartalmú puha iszap- és agyagtalajok, 4. csoportból: minden szerves talaj, 5. csoportból: módosult átázott lösz. A TALAJMECHANIKAI SZAKVÉLEMÉNY ELSŐDLEGES INFORMÁCIÓ! Talajvizsgálatok: - rétegződés, fizikai, mechanikai és egyéb tulajdonságok meghatározása. A talajvíz vizsgálata: - szint, agresszivitás, áramlás A talajvíz elhelyezkedése További ismeretek a 6. részben! Folyó Talajvíz A talajvíz szintje Vízzáró réteg 7

8 3. Az alapozási módok csoportosítása A két fő csoport: SÍKALAPOZÁS MÉLYALAPOZÁS Nem teherbíró talajrétegek Teherbíró talaj 8

9 4. SÍKALAPOZÁSOK I. A síkalapok az építményt a felszínhez közeli talajrétegekre (< 3 m) helyezik, közvetlenül alsó felületükkel adják át a terheket a talajnak. Az oldalfelületen átadott teher elhanyagolható. Síkalapok változatai: sávalap, pontalap, gerenda és gerendarács alap, lemezalap. A síkalapok körébe tartozó egyéb megoldások, pl.: talajcsere, -szilárdítás, tömörítés, szádpallók, cölöpsor, teherátadó soványbeton réteg, mélyített síkalapok. forrás: 9

10 4. SÍKALAPOZÁSOK II. A sávalapok anyaga: kő, tégla, beton, úsztatott köves beton, vasbeton Beton sávalap Vasbeton sávalap m1 B1 Teherbíró talaj m2 B2 m2: méretezett; B2: méretezett, az alaptest általában lapos, széles m1: méretezett, de min. 50 cm; B1: méretezett, a falnál szélesebb, az alaptest keresztmetszete zömök 10

11 A sávalap felső szélessége függ: ráterhelő falak méretétől, és a csatlakozó szerkezetektől (pl. szig. védőfal) általában a ráterhelő fal +5 cm, szigeteléstartó fal esetén +15, +25 cm, A sávalap alsó szélessége függ: a sávalap 1 m hosszán átadódó terhelés nagyságától, és a talaj határfeszültségétől. Az alaptest magassága függ: az alaptest anyagától, az átlagos talajfeszültségtől, és az alaptest fölső síkján fellépő feszültségtől. Vasbeton pincefal Kémény Tégla főfal Lépcső Lépcsőalap Kéményalap Vasbeton sávalap 11

12 Az alapozási sík megválasztását befolyásoló tényezők teherbíró talaj szintje, fagyhatár: tengerszint feletti szemcsés talajok esetén kötött talajok esetén magasság 300 m 50 cm 80 cm 300 m 80 cm 100 cm talajvízviszonyok, szomszédos épületek alapjainak helyzete; teherbíró altalaj fekvése (a ferde rétegződés csúszásveszéllyel járlépcsőzetes alapozás) alapozási mélység/fagyhatár értelmezése alapozási sík 12

13 4. SÍKALAPOZÁSOK III. A pontalapok anyaga: kő, tégla, beton, vasbeton A pont- (tömb-, talp-) alapok a pillérvázas épületek alapozási szerkezetei. Oszlopok, pillérek alá kerülő, különálló konzolos alaptestek, talpfelületük oldalaránya 1:3,5-en belüli. Közeli pontalapok összefoghatók egy alapra. tégla beton kő vasbeton forrás: Dr. Széll Mária előadása 13

14 4. SÍKALAPOZÁSOK IV. Előregyártott pontalapok: kehelyalapok illetve kehelynyak Monolit pontalapok acél oszlopokhoz C Vasbeton oszlop kiszélesedő oldalfal + talp Acél oszlop A függőleges oldalfal +helyszíni talp B D 14

15 4. SÍKALAPOZÁSOK V. A gerenda, gerendarács alapok anyaga: vasbeton Gerendarács: két irányban futó gerendák hálózata Vasbeton pillérek a két irányban futó vasbeton alapokra (gerendákra) a metszéspontban terhelnek. Vasbeton gerenda keresztmetszete méretezett, a keresztmetszet alakja lehet tagolt. Előnyös szerkezet a pillérek egyenlőtlen süllyedésének kivédésére. 15

16 4. SÍKALAPOZÁSOK VI. Vasbeton lemezalap A lemezalap az egész épület vagy annak pinceszakasza alatti teljes felületű, összefüggő vasbeton szerkezet. Használható teherhordó falas, pillérvázas és vegyes teherhordó szerkezetű épületeknél. Alkalmazására főként akkor kerül sor, ha a talaj teherbírása csekély, vagy a terhelés túl nagy; a talaj minősége változó; az épület egésze vagy egy része talajvíznyomás alá kerül. A lemezalapot fordított födémként is említi a szakirodalom. 16

17 30-40 cm Magasépítéstan alapjai 4. SÍKALAPOZÁSOK VII. Válaszfalak alapozás: nehéz válaszfal alatt (általában) beton sávalap könnyű válaszfalak alatt (általában) aljzatbeton-erősítéssel (vasalás, illetve vastagságnövelés) o o Az alaptest méreteit számítással, illetve tapasztalati úton határozzák meg, az alapozással nem szükséges a fagyhatárig lemenni. 17

18 5. MÉLYALAPOZÁSOK I. Mélyalapozások fajtái: a) cölöpalapozások: fúrt vagy vert; támaszkodó vagy lebegő; helyszíni vagy előregyártott. Nem teherbíró talaj cölöp; Teherbíró altalaj A cölöp anyaga lehet: fa, vasbeton, acélköpenyes beton, vagy a.k. vasbeton 18

19 5. MÉLYALAPOZÁSOK II. Mélyalapozások fajtái: b) kút- és szekrényalapozások teherbíró altalaj 19

20 5. MÉLYALAPOZÁSOK III. Mélyalapozások fajtái: c) résfalas alapozás Az épület: Lehet független a résfaltól Ilyenkor a résfal munkagödörlehatárolás, és a szomszédos épület alapjainak megtámasztása Lehet a résfalra ülő. A résfal A talaj felsőrétegének letermelése + réselési fázis alapozásként és szigetelést tartófalként működik. És lehet közös szerkezeti egységet alkotó: a résfal szigetelés+alapozás +pincefal. forrás: Rés alakítása + vasalás elhelyezése 20

21 Mélyalapozások fajtái: c) résfalas alapozás A résfal feladata összetett: munkagödör lehatárolása, szomszédos épület alapjainak megtámasztása, alapozás, a pince határoló fala, talajnedvesség (talajvíz) elleni védelem ellátása, a szigetelés tartófala. 21

22 Az alapozást befolyásoló tényezők Az épületről, az épület egyes részeiről érkező terhek nagysága, egymás közötti aránya: alapozási szempontból egyszerű és összetett épület esete Merev és rugalmas kialakítású alaptestek várható viselkedése az adott környezetben Szomszédos épületek kölcsönhatása, közelsége 22

23 Az alapozási mód megválasztásakor figyelembe veendők a következők: a mélyalapozással szemben előnyben kell részesíteni a síkalapozást; a teherhordó falas épületekhez általában a sávalap a kedvezőbb, míg a pillérvázas épületekhez a pontalap; ha a sáv-, illetve pontalapok túl közel kerülnének egymáshoz gerenda-, gerendarács, illetve lemezalapot kell alkalmazni; a gerenda-, gerendarács alap merevebbé teszi az épületet, s ezzel csökkenti a csúszásveszélyt; a lemezalap sok esetben előnyösebb a sáv-, és a pontalapnál, mert kevésbé érzékeny a lokális hatásokra (altalaj átázás), és a terhelés egyenletes szétterítését is segíti. 23

24 6. Talajjal érintkező, nedvességhatásoknak kitett épületrészek, épületszerkezetek A talajból származó nedvességhatások: Talajvíz o megütött, maximális és mértékadó talajvízszint, o kémiai összetétel - agresszív talajvíz fogalma o hőmérséklet Torlaszvíz, szivárgó és rétegvíz Talajnedvesség Talajpára ALAPOZÁS + SZIGETELÉS : ÖSSZEFÜGGŐ TERVEZÉSI FELADAT 24

25 6. Talajjal érintkező, nedvességhatásoknak kitett épületrészek, épületszerkezetek I. A vízszigetelés vonalvezetése folytonos! 25

26 6. Talajjal érintkező, nedvességhatásoknak kitett épületrészek, épületszerkezetek II. A szigetelés helyzete az épület tartószerkezeteihez viszonyítva a támadás felőli oldalon vannak: a talajnedvesség elleni lemezszigetelések a talajvíz elleni, ellenszerkezettel készülő szigetelések réteg- és torlaszvíz elleni szigetelések a védett oldalon vannak: a talajnedvesség és talajvíz elleni bevonat-, habarcs-szigetelések a talajvíz elleni hátrahorgonyzott acéllemez szigetelés Példa a talajvíz elleni szigetelés helyzetére talajvíz tartószerkezet vízszigetelés talajvíz vízszigetelés hidrosztatikai hatást kifejtő talajvíz 26

27 7. Az alépítményi szigetelés feladata I. A szigetelés feladata a védendő épületszerkezetek elzárása, illetve megóvása a talajban előforduló nedvesség károsító hatásaitól. A szigetelés teljesítményfokozatait az épületrészek, szerkezetek szárazsági követelményeihez kell igazítani. Építmények szárazsági igénye: teljes szárazság (porszárazság), viszonylagos szárazság, korlátozott szárazság. Szigetelések teljesítményfokozatai: vízhatlan szigetelés, vízzáró szigetelés, fokozottan vízzáró szigetelés. forrás: Dr. Széll Mária előadása 27

28 7. Az alépítményi szigetelés feladata II. Követelmények: szárazsági követelmény szilárdsági követelmény: az igénybevétel iránya és nagysága, a szükséges beszorítás mértéke, speciális eset: pl. húzó, hajlító igénybevételekre alkalmas (acéllemez) szigetelés. A megengedett nyomó-igénybevétel anyagfüggő (nyomószilárdság: 0,4 40 MPa). alakváltozási követelmény - dilatáció tartóssági követelmény: A szerkezettel takart szigetelés utólag nem javítható, (illetve rendkívül nagy ráfordítással helyettesíthető, kiegészíthető), ezért tervezett élettartamát az épületével megegyezően kell megállapítani. forrás: Dr. Széll Mária előadása, és 28

29 8. Az alépítményi szigetelés anyagai, a szigetelés részei A szigetelés tervezésének alapja: hidrogeológiai feltárások, talajmechanikai szakvélemény, a védendő terek szárazsági követelménye. A szigetelés tervezése az alábbi részekre terjed ki: a szigetelés aljzata a szigetelés anyagai és a kivitelezés módja a szigetelés védelme A szigetelés aljzatával szemben támasztott követelmények: Legyen szilárd, térfogatálló, fagyálló; a talajvíz vegyi hatásainak ellenálló; száraz, pormentes; és a szigetelés kivitelezésekor megfelelő hőmérsékletű. Felülete legyen sima (simított, lécel lehúzott, dörzsölt, vakolt). Vízszintes helyzetű beton, vagy vasalt beton aljzat talajnedvesség esetén legyen 6 cm, talajvíz esetén 10 cm vastagságú. Az éleknél, sarkoknál hajlatokat kell kiképezni, amelyek alaktartóak, és biztosítják a szigetelés folytonos, törésmentes vonalvezetését. 29

30 8. Az alépítményi szigetelés anyagai, a szigetelés részei Az alépítményi szigetelések anyagaik és kivitelezési sajátosságaik szerint: Bevonat-szigetelések, kent, illetve vakolt rétegek Lemezszigetelések: bitumenes, műanyag, gumi, illetve fém anyagú lemezek Duzzadó szigetelések (paplan, injektálás) Tömegszigetelések A szigetelés védelme mechanikai hatások ellen: ideiglenesen, a szigetelés készítése közben, a szakaszhatárokon, beépített állapotban a földvisszatöltés, vasszerelés stb. idején. BŐVEBBEN: a 9. FEJEZETBEN! Az ideiglenes védelem: homokterítésre helyezett, utólag elbontható betonréteg, szárazon rakott téglasorok, hőszigetelő anyagból készített védőtakarás, palló-takarás. Beépített állapotban, illetve egyes építési fázisokban: vízszintes felületen pl. a vasszerelés idején - szerelőbetonnal; függőleges felületen pl. a teknőszigetelést modifikált bitumenes lemez esetén 1 réteg bitumenes vékonylemez védi, szerkezeti falra készített szigetelésnél a földvisszatöltés hatásaitól a szigetelést védő fallal vagy extrudált PS hab hőszigetelő táblákkal lehet védeni, a lágy PVC szigetelésre védőrétegként félkemény PVC lemez kerül. 30

31 9. Alapozás és szigetelés kapcsolata Különböző esetek vizsgálata 9.1. Talajpára és talajnedvesség elleni szigetelés 9.2. Talajvíz elleni szigetelés 9.3. Torlasz- és rétegvíz elleni szigetelés 9.3. terep MTV

32 9. Alapozás és szigetelés kapcsolata Különböző esetek vizsgálata 9.1. Talajpára és talajnedvesség elleni szigetelés Szigetelés részei: 1) vízszintes falszigetelés, 2) vízszintes padlószigetelés, 3) függőleges falszigetelés, 4) lábazatszigetelés

33 9. Alapozás és szigetelés kapcsolata Különböző esetek vizsgálata 9.2. Talajvíz elleni szigetelés A teknőszigetelés részei: padló- és falszigetelés + ellenszerkezet a hidrosztatikai nyomás felvételére. A MTV fölött talajnedvesség elleni szigetelés készül. Ellenszerkezet: kis vízoszlopmagasságnál: leterhelő beton, sávalap készül, nagyobb vízoszlopmagasságnál: ellenfödém a sávalap és a teherhordó fal közé beszorítva, nagy vízoszlopmagasságnál: vasbeton lemezalap készül, + a hidrosztatikai nyomás felvételére alkalmas pincefal. A szigetelés a támadás felőli oldalon van. -1 pince földszint -2 pince Vasbeton lemezalap földszint, talajon fekvő padló A szigetelés a védett oldalra is kerülhet: hátrahorgonyzott acéllemez szigetelésnél, bevonat-szigeteléseknél. 33

34 9. Alapozás és szigetelés kapcsolata Különböző esetek vizsgálata 9.3. Torlasz és rétegvíz elleni szigetelés talajvíznyomás elleni szigetelésként, vagy A szivárgó rendszer fő eleme: a perforált cső. Ellenőrző akna szivárgó rendszerrel kiegészített talajnedvesség elleni szigeteléssel. 1. Ellenőrző akna 2. Visszatöltés 3. Az épület csatlakozási pontja, akna szivattyúval 4. Helyi esővízcsatornaközmű forrás: 34

35 10. Szigetelési megoldások a gyakorlatban Lemezszigetelések I bitumenes lemezekből: oxidbitumenes vékonylemezekből, oxidbitumenes vastaglemezekből, modifikált bitumenes lemezekből vékonylemez Toldások: Átlapoló A bitumen ragasztó és szigetelő szerepet tölt be. Származása szerint: természetes és mesterséges alapú. Lépcsős A vékonylemez hordozórétege: régebben korhadó papír, ma már nem korhadó fátyol, üvegszövet, stb. A lemezek felülete: csupasz, vagy homokolt. A szigetelés készítése: kellősítés, lemezek fektetése, toldása, ragasztás, bitumen-mennyiség, forrasztott szigetelés. Talajnedvesség ellen 2, talajvíz ellen 4 réteg lemez szükséges, megfelelő toldásokkal, átlapolásokkal. Ollós Lépcsős-ollós forrás: Dr. Széll Mária előadása 35

36 10. Szigetelési megoldások a gyakorlatban Lemezszigetelések II bitumenes lemezekből: oxidbitumenes vékonylemezekből, oxidbitumenes vastaglemezekből, modifikált bitumenes lemezekből vastaglemez Anyaga: 3 4 mm vastag, hegeszthető oxidbitumenes lemez, mely magával hozza a szükséges bitumen-mennyiséget. Hordozóréteg: üveg / poliészter fátyol, szövet Felület: homokolt, illetve PE-fólia kasírozású. Beépítés:a lemezek PB-gázos lángpisztollyal történő megolvasztásával, teljes felületű ragasztásával; talajnedvesség és talajvíz ellen, védőréteggel ellátva 36

37 10. Szigetelési megoldások a gyakorlatban Lemezszigetelések III bitumenes lemezekből: oxidbitumenes vékonylemezekből, oxidbitumenes vastaglemezekből, modifikált bitumenes lemezekből modifikált lemez Anyaga a hagyományos bitumenes lemezek anyagának műanyagokkal történő módosított változata. Lemezvastagság: mm. Hordozóréteg: üveg / poleszter - fátyol / szövet, ill. kettős hordozóréteg, Felület: homokhintésű, PE-fólia kasírozású. Típusok: APP (plasztomer) ataktikus polipropilén ( C) SBS (elasztomer) sztirol-butadién-sztirol ( C) A beépítés módja: talajnedvesség és talajvíznyomás esetén, kellősített felületre, lángolvasztással hegesztve, vagy öntapadó módon; védőréteggel; A lemezek fektetése és toldása, védelme a hegeszthető vastaglemezekével azonos. Tárolás csak állítva! Az összeépítendő bitumenes lemeztermékek összeférhetőségét mindig ellenőrizni kell. 37

38 10. Szigetelési megoldások a gyakorlatban Lemezszigetelések IV műanyag lemezekből Plasztomer lemezek PVC (pl. TROCAL): összeépítés hegesztéssel; ECB: etilén-kopolimer bitumen, (pl. CARBOFOL), összeépítés forrólevegős hegesztéssel; PIB: poliizobutilén (pl. a régi NEOACID), összeépítés oldószeres hegesztéssel. Pl. a lágy PVC lemez szigetelés jellemzése: A szigetelés 1 rétegben készül, felületkiegyenlítő és védőréteggel. Lemezek toldása: átlapolás + hegesztés + éltömítés. Hegesztés változatai: oldószeres, hevítő-ékes, forrólevegős. Varratellenőrzés elengedhetetlen. Lemezek beépítése: aljzatkiegyenlítő rétegre, fölötte védőréteg félkemény PVC lemezből, Felületfolytonosítás Varratellenőrzés vizsgáló csatornája Rögzítési mód: vízszintes felületre szabadon fektetve, függőleges felületre mechanikai rögzítéssel, (PVC, ECB), illetve ragasztva (PIB), hajlatokban erősítő sávokkal, sarkokban forma-elemekkel. Különleges esetekben kétrétegű, szakaszolt, ellenőrző csöves változatban. 38

39 10. Szigetelési megoldások a gyakorlatban Lemezszigetelések IV műanyag lemezekből Elasztomer lemezek EPDM: etilén-propilén-dién-monomer; összeépítés: belső tömítő csíkkal erősített, vulkanizáló ragasztással és éltömítéssel. 1) szigetelő lemez, 2) ragasztószalag, 3) belső tömítőcsík, 4) éltömítés Felületfolytonosítás 39

40 11. Fókuszban a lakóépületek Lágy PVC lemez szigetelés, forrólevegős vagy oldószeres felületfolytonosítással forrás: 40

41 12. Különleges szigetelési és alapozási megoldások (szomszédos épületeknél) Mestergerendák Vázas épület esetén a szélső pillér beljebb húzásával szimmetrikus alaptest készíthető, a mestergerenda konzolosan túlnyúlik. Meglévő épület régi új régi aláfalazás új Teherhordó falas épület esetén is szükséges az alapozás síkok egyeztetése. Az új épületet alapját régi alapozási síkig le kell vinni, illetve a régi épület alapját aláfalazással, betonozással le kell mélyíteni az új tervezésű ép. Alapozási síkjának megfelelően. forrás: Dr. Széll Mária előadása 41

42 12. Különleges szigetelési és alapozási megoldások (utólagos falszigetelés) Meglévő épület régi Beütött fémlemez falszigetelés Teherhordó falas épület, hibás (tönkrement ) szigetelés = nedves falazat. Komplex felújítás: Nedvességpótlás megakadályozása Szivárgó nedvesség útjának megszakítása Falszárítás 42

43 FILM 43

44 Köszönöm a figyelmet! barati.ilona@met.bme.hu 44

45 Források, szakirodalom 1. Frick, Knöll, Neumann, Weinbrenner: Baukonstruktionslehre 1. B.G. Teubner, Stuttgart, 2. Dr. Széll Mária: Magasépítéstan alapjai előadások / 3. Faur-Szabó: Geotechnika 4. Megnevezetett termékek, eljárások katalógusai (pl. vízszigetelő lemezek, szivárgó rendszerek) 5. Gábor László: Épületszerkezettan I. II. Tankönyvkiadó, Budapest Magasépítéstan alapjai 45