COLAS-csoport, Magyarország Technológiai Szakmai Napok február 7-9. Eger. Földmőépítés 2006

Átírás

1 COLAS-csoport, Magyarország Technológiai Szakmai Napok február 7-9. Eger Földmőépítés 2006 dr. Szepesházi Róbert Széchenyi István Egyetem, Gyır

2 Földmőépítés 2006 Szabványosítás Töltésalapozás gyenge altalajon Töltéstalp kialakítása Tömörségellenırzés Felsı földmőzóna minısége Geomőanyagok alkalmazása

3 Európai szabványok honosítása I. Eurocode-7 Geotechnikai tervezés 1. Általános szabályok 2. Tervezés terepi és laboratóriumi vizsgálatok alapján II. Speciális mélyépítési munkák 1. Fúrt cölöpök; Talajkiszorításos cölöpök; Résfalazás; Szádfalazás; Talajhorgonyok; Talajszilárdítás; Jet-habarcsosítás; 2. Mikrocölöpözés; Talajszegezés; Mélykeverés; Mélyvibrálás; Függıleges drénezés; Talajerısítés; III. Geotechnikai vizsgálatok 1. Talajok és kızetek osztályozása 2. Laboratóriumi vizsgálatok 3. Mintavétel 4. Terepi vizsgálatok 5. Geohidraulikai vizsgálatok 6. Próbaterhelések IV. Geomőanyagok 1. Fizikai tulajdonságok és vizsgálatuk 2. Mechanikai jellemzık és vizsgálatuk 3. Beépítési vizsgálatok 4. Hidraulikai jellemzık és vizsgálatok 5. Különbözı alkalmazásokhoz elıírt jellemzık

4 1. Általános elvek Az Eurocode-7 tartalma 2. A geotechnikai tervezés alapjai 3. Geotechnikai adatok 4. Az építés mőszaki felügyelete, megfigyelés, fenntartás 5. Földmővek, víztelenítés, talajjavítás és talajerısítés 6. Síkalapok 7. Cölöpalapok 8. Horgonyzások 9. Támszerkezetek 10. Hidraulikus talajtörés 11. Általános állékonyság 12. Töltések

5 2. A tervezés alapjai 3. Geotechnikai adatok 4. Mőszaki felügyelet, megfigyelés, fenntartás Rend, felelısség, kooperáció, átláthatóság, dokumentálás Magas követelmények, mély szaktudás rejtett igénye Talajvizsgálati jelentés + Geotechnikai terv Talajmechanikai szakvélemény és csak Útépítési és/vagy Hídépítési terv helyett Részletesen kidolgozott tervek kiindulási adatok, statika, technológia, minıségbiztosítás mőszaki felügyelet, megfigyelés, fenntartás

6 MAÚT Geotechnikai Bizottság ÚT Utak geotechnikai tervezésének általános szabályai felülvizsgálat, kiegészítés igazítás az európai szabványokhoz autópályaépítési tapasztalatok és K+F hasznosítása általános érvényesség elérése Workshop 2006 április Az útépítés geotechnikai kérdései geotechnikai elıkészítés geotechnikai kockázatkezelés korszerő technológiák alkalmazási tapasztalatai aktuális szakmai problémák

7 Állékonyságvesztés Töltésalapozás Túlzott alakváltozások Rotációs mozgás Töltés Süllyedés Puha altalaj Nagymértékő, egyenlıtlen és idıben elhúzódó süllyedés az altalaj összenyomódása miatt töltésmagasság m idı süllyedés cm töltéstengely jobb töltésváll töltésmagasság

8 Töltésépítés kedvezıtlen altalajon A feladat megkerülése helyszínrajzi elkerülés Á+S egyre kevésbé lehetséges talajcsere Á+S ~1,0 m szerves feltalaj vastagságig gazdaságos kiemelés hídra Á+S építése és fenntartása is drága Építésszervezési megoldások lépcsıs építés Á ez a legolcsóbb, ha van elég építési idı többlettöltés S kell, ha a felsı 1 m ~10 cm süllyedést okoz Szerkezeti megoldások laposabb rézső (padka) Á 1:2 hajlás indokolt, további laposítás már alig hat súlycsökkentés Á+S közeli pernye, kohósalak vagy esetleg geohab geomőanyagok Á szőkebb körben hatékony, mint vélik Elızetes talajjavítások függıleges drénezés Á+S 6-20 m agyagban, ~25 cm süllyedésig, elég olcsó vákuum-konszolidáció Á+S kis területen drénezés mellett gazdaságos lehet kavicscölöpözés Á+S 4-10 m puha talaj esetén, de viszonylag drága dinamikus kezelés Á+S 2-4 m nagyon puha talajban, viszonylag olcsó betoncölöpözés Á+S csak hídfıkhöz, ha van jó altalaj, nagyon drága jet-habarcsosítás Á+S mély, vékony, nagyon puha réteg, nagyon drága

9 Lépcsıs építés és többlettöltés M7 autópálya Balatonszárszó Ordacsehi szakasz altalaj: 4,0 m vastag tızeg töltésmagasság m ,5-20 5,0-10 2, többlet- vissza- védı- burlépcsı lépcsı töltés szedés réteg kolat idı süllyedés cm

10 Többrétegő geotextíliás és georácsos töltésalapozás

11 Geocellás töltésalapozás

12 F ü g g ı l e g e s d r é n e z é s

13 Vákuum-konszolidáció

14 Függıleges drénezés és vákuum-konszolidáció

15 Kavicscölöpözés

16 Dinamikus talajkezeléssel elıállított kıtömzsök

17 Betoncölöpözés

18 Jet-habarcsosítás

19 Töltéstalp kialakítása Cél járhatóság biztosítása elsı töltésréteg elkészítése Lépések terep és feltalaj minısítése a tervben szerkezet és építési technológiák megválasztása Döntéshozatal vállalkozó kompetenciája és kockázata

20 Terep és feltalaj minısítése az ÚT szerint jel minısítés járhatóság teherbírás E 2 MPa felsı 50 cm talaja talajvíz belvíz A-1 kedvezı gumikerekes nagy földmunkagépekkel mindig E 2 > 15 durva szemcséjő, finom szemcséjő I c > 0,9 A-2 bizonytalan gumikerekes nagy munkagépekkel száraz idıben, terepjáróval, lánctalpas munkagépekkel mindig 7,5 < E 2 15 finom szemcséjő 0,75 < I c 0,9 A-3 kedvezıtlen csak kisebb munkagépekkel és terepjárókkal 2,5 < E 2 7,5 finom szemcséjő 0,5 < I c 0,75 magas talajvíz A-4 gyenge csak gyalogosan és speciális terepjárókkal E 2 2,5 finom szemcséjő I c 0,5 tartós belvíz

21 Alapmegoldások kedvezı minısítés szokásos tömörítés bizonytalan minısítés próbajáratok és -építés alapján esetleg talajerısítés v. talajcsere kedvezıtlen minısítés georácsos (esetleg szıtt geotextíliás) talajerısítés gyenge minısítés speciális intézkedések töltésalapozási megoldásokkal együtt Lebonyolítás, döntéshozatal tenderterv csak minısítés, ha csak a járhatóság kérdéses ajánlat beárazott megoldások megadott aránnyal kivitelezés végsı döntés szemrevételezés és próba alapján geomőanyag választás a vállalkozó kompetenciája célszerő minıség T rρ 85% és E 2 20 MPa terepen/erısítésen minısítés az elsı töltésréteg tömörsége Speciális körülmények magas talajvíz kapilláris réteg 0,5 m belvíz, élıvízkıanyag a vízszintig Töltéstalp kialakítása

22 Tömörségellenırzés módszerei 1. Eurocode-7, német útügyi elıírások, osztrák gyakorlat szemrevételezés tömörítıeszköz süllyedés- (gyorsulás) mérése egyeztetett technológia ellenırzése közvetlen mérés statisztikai értékeléssel kiszúróhengeres, térfogathelyettesítéses mintavétel közvetett mérések statisztikai értékeléssel terhelılapos vizsgálat (statikus, dinamikus), szondázás, szeizmikus mérés 2. Magyarországi elıírások és gyakorlat nagyszámú mérés és egyedi értékelés izotópos mérés még domináns dinamikus tömörségmérés terjedıben

23 Tömörségellenırzés hengerre szerelt gyorsulásmérıvel

24 Tömörségellenırzés hazai problémái 1. Izotópos mérés egészségre káros, szállítási nehézségek, víztartalommérés bizonytalan, w > 15 % már nem alkalmas gyenge reprodukálhatósága miatt irreálisan nagy szórást mutat 2. Dinamikus tömörségmérés az alapötlet ígéretes, de megalapozatlan feldolgozást alkalmaz jó a reprodukálhatósága, viszont kalibrációs igazolás nem volt T rρ =T rd állítás hamis és T rρ >100 % értéket nem tud kimutatni a Proctor-görbe alakjának bevitele az értékelésbe fokozza a zavart kedvezıbb képet mutat a valóságosnál 3. Tömörségértékelés túlzott jelentıséget tulajdonít egy-egy adatnak, csalásra inspirál statisztikai értékelés kell T M s x x 0,88

25 töltés Felsı földmőzóna kialakítása a nagymodulusú aszfaltpályaszerkezetek Mőszaki Szállítási Feltételei szerint bevágás Földmő szint megnevezése magassága [cm] [cm] Földmő anyaga (ÚT ) Minıségi Követelmények T rρ [%] Teherbírás E 2 [MPa] Stabilizáció Tükörszint ± A konzerváló stabilizáció alsó síkja Fagyvédı réteg alsó síkja Földmő felsı rétegének alsó síkja Földmő szint megnevezése magassága [cm] Rétegvastagság Rétegvastagság [cm] kiváló, fagyálló földmőanyag kiváló, fagyálló földmőanyag jó minıségő földmőanyag 97 Földmő anyaga (ÚT ) T rρ [%] CT h CT t Minıségi Követelmények Teherbírás E 2 [MPa] Stabilizáció Tükörszint ± Konzerváló stabilizáció alsó síkja Fagyvédı réteg alsó síkja, amig a bevágást kiemelik Földmő felsı rétegének alsó síkja kiváló, fagyálló földmőanyag kiváló, fagyálló földmőanyag mélytömörítéssel, talajjavítással kombinált mechanikai stabilizációval, meszes v. cementes stabilizációval, jó minıségő földmőanyaggá tett termett talaj vagy talajcsere 97 CT h CT t

26 MF 3.1/2004 kritikája Megalapozatlan geotechnikai követelmények számítás, kísérlet nem volt a tervezési teherbírás ismeretelen a német elıírásokat meghaladó követelmények Értelmezési nehézségek zavarosak a fogalmak, a szintek, a módszerek Túlszabályozott szerkezet 1,0 m-re 4 réteg vastagságát és minıségét definiálja Rendkívül gazdaságtalan bevágásban 1,0 m-t emeltetne ki 50 cm-ig kötelezı a kiváló, fagyálló anyag 1,0 m-ig 97 % tömörséget ír elı Kivitelezési nehézségek 85 % tömörségő töltésen 97 % tömörség elérhetetlen Minısítési zavarok nem vesz tudomást a talajparaméterek szórásáról a bizonytalan izotópos méréssel nehéz lesz igazolni a megfelelıséget

27 Geomőanyagok alkalmazása Alkalmazási kör - Konstrukció Funkció - Méretezés Termék - Tulajdonságok

28 Alkalmazási körök 1. Felszín teherbírásnövelése (járhatóság) 2. Töltésalapozás 3. Töltéstest építése 4. Rézső erısítése 5. Rézsők erózióvédelme 6. Támfalak építése 7. Földmővek csatlakoztatása szerkezetekhez 8. Víztelenítı szerkezetek 9. Vízszigetelı rendszerek

29 Különbözı geomőanyag termékek különbözı alkalmazási körei földmővekben különbözı funkciókkal vasbeton, gabion burkolásra szıtt geotextília, georács+nemszıtt geotextília elválasztásra és erısítésre georács, geoszalag erısítésre geopokróc, geotextília, geoháló erózióvédelemre georács, szıtt geotextília erısítésre szalagdrén konszolidáció gyorsításra geotextília szőrésre

30 Funkciók 1. Erısítés 2. Védelem 3. Elválasztás 4. Erózióvédelem 5. Szőrés 6. Drénezés 7. Szigetelés

31 Termékek geotextíliák (szıtt, nem szıtt) georácsok (extrudált, szıtt, hegesztett) geoszalagok geocellák (szerelt, épített) geoszınyeg (hálóból, rácsból, szálból) geopokróc (polimer és természetes anyag is) geofüggöny geoháló geodrén (szalag, lemez) geocsı geomembrán geoszintetikus agyagszigetelı geokompozit (hidraulikai, mechanikai)

32 TERMÉK

33 TERMÉK

34 T E R M É K

35 A geomőanyagok egyes tulajdonságainak súlya a funkció teljesítése szempontjából a geomőanyag tulajdonsága szigetelés drénezés szőrés a geomőanyag funkciója erózióvédelem elválasztás védelem polimerfajta * ** * szerkezet ** ** ** ** * * * UV-stabilizálás * ** * * vastagság * ** * * * ** területi sőrőség * * * ** ** ** * húzási merevség * * * ** szakítószilárdság * * * ** szakadó nyúlás ** * ** kúszási hajlam * * * ** toldási ellenállás * * * ** összenyomhatóság ** * * * * felületi súrlódás * * * ** statikus átszakítási ellenállás ** * * * * ** * dinamikus átszakítási ellenállás ** * * * * ** * sérülésekkel szembeni ellenállás ** * ** * ** ** ** általános tartósság ** ** ** * ** ** ** idıjárásállóság * * * ** * * * síkra merıleges vízvezetıképesség ** * ** ** síkbeli vízáteresztıképesség ** * * * * jellemzı szőrınyílás ** ** * eltömıdéssel szembeni ellenállás ** ** * ** nagyon fontos * fontos erısítés T u l a j d o n s á g o k

36 MSZ EN : 2001 Geotextíliák és rokon termékeik. Az utak és más közlekedési területek (a vasutak és az aszfaltbeépítések kivételével) szerkezetében való alkalmazás elıírt jellemzıi 1. táblázat: Funkciók, a funkciókhoz tartozó jellemzık és az alkalmazott vizsgálati módszerek Jellemzı Vizsgálati módszer Funkciók Szőrés Elválasztás Megerısítés (1) Szakítószilárdság b EN ISO H H H (2) Nyúlás a legnagyobb erınél EN ISO A A H (3) Varratok és kötések szakítószilárdsága EN ISO S S S (4) Statikus átszakítás (CBR-vizsgálat) a b EN ISO S H H (5) Dinamikus átszakítási ellenállás (kúpos ejtıvizsgálat) a EN 918 H A H (6) Súrlódási jellemzık pren ISO :1997 és pren ISO :1997 S S A (7) Húzókúszás EN ISO S (8) Telepítéskor bekövetkezı károsodás ENV ISO A A A (9) Jellemzı szőrınyílás EN ISO H A (10) Síkra merıleges vízáteresztı képesség EN ISO H A A (11) Tartósság B melléklet szerint H H H (11.1) Idıjárással szembeni ellenállás EN A A A (11.2) Kémiai öregítéssel szembeni ellenállás ENV ISO vagy ENV ISO 13438, ENV S S S (11.3) Mikrobiológiai lebomlással szembeni ellenállás EN S S S Fontosság: H: harmonizációs követelmény A: az összes felhasználási feltétel esetén lényeges S: a sajátos felhasználási feltételek esetén lényeges : mutatja, hogy a jellemzı nem lényeges az adott funkció esetén a Figyelembe kell venni, hogy ez a vizsgálat nem alkalmazható néhány terméktípushoz, például a georácsokhoz. b Ha a mechanikai tulajdonságok (szakítószilárdság és statikus átszakítás) H -val vannak jelölve ebben a táblázatban, akkor a gyártónak mindkettı adatait szolgáltatnia kell. A mőszaki követelményben elegendı csak az egyiknek vagy a szakítószilárdságnak, vagy a statikus átszakításnak az alkalmazása.

37 Nem szıtt geotextíliák kiválasztása az építés közbeni átszúródás elkerülésére a Geotextília Robusztussági Kategória (GRK) alapján AS1 AS2 AS3 AS4 AS5 Talajfajta a geotextília egyik oldalán nem kritikus szemcsés anyag durva- és vegyes szemcséjő anyag görgeteges, de 40 % alatt vagy éles szélő, tört AS2 40 %-nál több görgeteg vagy éles szélő AS3 nagy 40 % feletti görgeteg és éles szélő, tört anyag tömörítés AB1 AB2 AB3 AB4 nagyon csekély hatású építési forgalom kis gyúróhatásával 5 15 cm nyommélységő gyúróhatással 15 cm feletti nyommélységő gyúróhatással GRK1 GRK1 GRK2 GRK3 GRK2 GRK2 GRK3 GRK4 GRK3 GRK3 GRK4 GRK5 GRK4 GRK4 GRK5 (1) GRK5 GRK5 (1) (1) (1) Építéshelyi kísérletek szükségesek vagy növelni kell a szemcsés réteg vastagságát. Geotextília Erısségi Osztály GRK Statikus átszakítóerı (x*-s) Területi sőrőség (x*) 1 0,5 kn 80 g/m 2 2 1,0 kn 100 g/m 2 3 1,5 kn 150 g/m 2 4 2,5 kn 250 g/m 2 5 3,5 kn 300 g/m 2

38 Köszönöm a figyelmet!