FELHASZNÁLÁSI LEHETŐSÉGEI # X) Vágó Istvánná - Tényi V arga László 7

Átírás

1 t á jé k o z c / dc/ s z o n d á z á s o k é s a s z o n d a j e l l e m z ő k FELHASZNÁLÁSI LEHETŐSÉGEI # X) Vágó Istvánná - Tényi V arga László 7 A geotechnika (m érnökgeológiai, alapozástervezésh) talaj feld erítés ma m ég a legtöbb országban fúrásokkal, m intavételekkel és laboratórium i v izsg álatokkal készülő Ez a gyakorlat időigényes és költséges, K özism ertek a m in tavételek elkerülhetetlen hibái, a laboratórium i m ódszerekben rejlő sok közelítés és bizonytalanságo Ezek elkerülése érdekében egyre inkább e lő térb e kerülnek a helyszíni vizsgálatok, melyek gyorsan végrehajthatók és a ta la j jellem zőket ered eti fekvésben határozzák m eg. A helyszíni vizsgálatok a fúráso k at nem pótolják, de lehetővé teszik azok szám ának jelentős csökkentéséto A Földm érő és T alajvizsgáló V állalat az "in situ" v izsg álati m ódszerek be vezetésében hazánkban úttörő szerep et v á lla lt és ma m á r a talaj feltáráso k - ban ezeket a m ódszereket rendszeresen alkalm azza. A helyszíni vizsgálatok közül a penetrációs eljárásokkal foglalkozunk, rám utatva az azokkal s z e rz e tt újabb tap asztalato k ra. A szondázások alk alm azására a talaj feltáráso k területén tág lehetőség nyi - lik, csak ügyelni kell a berendezés, a hely, az időpont és a m ódszer a lk a l m as m egválasztására. A b erendezések közül azftv ren d szeresen alkalm azza az SZ-832 tipusu szovjet re g isztráló statikus szondát, a B o rro statikus szondát, és a B o rro dinam ikus szondát, X) r, 7 Földm érő és Tál aj viz sági ó V állalat 11

2 A statikus szondáknál elektronikus utón külön m érh ető a esu csellen állás és külön a p alástfelü leten fellépő e lle n á llá s. Ezek é rté k e it a m élység függvényében a re g is z trá ló berendezés folyam atosan ra jz o lja, B orro dinam ikus szonda kétkerekű utánfutóra s z e r e lt igen könnyen m ozgatható berendezés minim ális helyigénnyel, A szonda á DIN szabvány szerin ti param éterekkel készült, igy 50 kg tömegű kost e jt 50 cm m ag asság ró l, K iértékelő adat a 20 cm behatoláshoz szükséges ü té ssz á m, A vizsgálat h ely e mindenkor m egadott, A helyszíni vizsgálat i dőpont m egválasztása a korábbiakhoz k é p e st újabb elvek figyelem bevételével tö r ténik, A geológiai adottságokhoz a feltáróberendezés alkalm as m egválasztásával kell igazodni. Statikus szondák puha kőzetek, dinam ikus szondák (könnyű, nehéz és igen nehéz verőszondák) a kem ényebb kőzetek fe ltá rá sá r a alkalm asak. A fúrásokat m egelőző "tájékozódó szondázás" általában háló rendszerben az azonos jellem ző jü talajréteg ek et vízszintes és m agassági értelem ben le határolja, és a hagyományos talaj fizikai jellem zőkön kívül m ég eddig nem kimutatható tá l aj túl aj dón Ságokra hívhatja fel a figyelm et, A fúrásokkal p á r- husamosar. v é g zett szondázások a réteghatárok ellenőrzésén kívül főleg a szem csés ta la jo k töm örségére, talajo k összenyom ódás! m odulusára és a cölöpalapok v á rh a tó te h e rb írá sá ra nyújtanak tájék o ztatást. Az alapkőzet fedője dinam ikus szondával h atározható meg a legm egbízhatóbb módon, igy az alapozási te rv e k ism eretében a cölöpalapozás feltám aszkodási síkja valamennyi p illé r esetében ellen ő rizh ető, A szondázást m ó d szer m egválasztása a terv ezési feladat és geológiai adottságok függvénye, Általános esetb en a statikus szonda folyam atos szondázási eredményei ad ják a legtöbb in fo rm áció t a ta la jré te g rő l, A statik u s szondá - zás adataiból a réteghatárokat, a talaj jellegét (kötött, szem csés), az ö s z - szenyomódási m odulust, a sú rló d á si szöget és tö m ö rség ét lehet m eghatározni, 12

3 cia index) kívánnánk a szondajellem zőkből m eghatározni, - egyenlőtlen süllyedésből szárm azó épületkárok esetében célravezetőén m egvalósítható, A tö m ö rség re, ill. a talajállap o tra jellem ző ütésszám (csucsellenállás) k ü lönbsége segít térben-m élységben és vízszintes kiterjedésben - a süllyedést okozó rétegek lehatárolásában, az e lté ré s nagyságának m eghatározásában, A szondázás a fúrásnál gyorsabban és sok esetben, - am int azt a példákból látni fogjuk - eredm ényesebben seg ített hozzá, hogy a talajállap o t e lté ré s e it és azok okát kim utassuk. Egy kb 200 x 100 m alapterületű, p illérv ázas, határozott szerk ezetű, - 2 m- en, finom hom okra alapozott csarnok keleti oldala dm nagyságrendben jobban m egsüllyedt, m int a Ny-i oldal. Az alapok alatti m axim ális talajigénybevétel 1, 5 kp/cm. A te rv e zést m egelőző rövid fúrások a két oldal között nem je le z tek em litésrem éltó különbséget, ennek ellen ére még az építkezés b efejezése előtt a keleti p illé rso rn á l ("A" so r), (2, ábra) kb, 20 cm süllyedést é sz le l tek és a süllyedés a m érések so rán nem m utatott a konszolidáció irányába. Statikus szondával, ö ssz e se n 20 ponton m indkét oldalt végigszondáztuk m m élységig. A két oldal szondadiagram jait felrakva és ezek burkolóját külön-külön m egrajzolva (3. ábra), két igen e lté rő diagram ot kaptunk, A keleti 2 p illé rso rn á l a csucsellenállás 8-12 m m élységig E = 40 k p /c m -nél sehol 2 * sem nagyobb, általában E = 20 k p /cm, de volt olyan m élység is, ahol szinte ellenállás nélkül haladt a szonda. Az eredm ények a m élységgel sem javultak. Ezzel szemben a nyugati p illé rs o r m ellett a csucsellenállások a felső 2-3 m - től eltekintve - E = 100 kp/cm ^ k ö rü l adódtak. Az egyenlőtlen süllyedést a keleti oldalon lévő igen laza település és sz e rv e s szennyeződés okozta. A talajvíz a latt fekvő, folyós homok töm örségében rejlő 15

4 lényeges különbséget fúrásokkal nem lehetett kim utatni - a m agm intavétel k ö zism ert nehézségei m iatt, - a szondázás azonban ezt egyértelm űen je - lezte. Az előbbiekben is m e rte te tt csarnoktól (továbbiakban I) kb, 100 m -re K -re terveztek egy m ásik, hasonló szerk ezetű épületet (II. csarnok). T erm é - szetes, hogy az I. üzem nél tap asztaltak után itt is felm erült a k érd és, nem várhatók-e hasonló problém ák, E z é rt az I. csarnok szondázásaival egyidőben, ugyanazzal a beren d ezéssel 25 db 10 m m ély szondázás készü lt a II. területén. Az összehasonlitás ebben az esetben elsősorban nem egym ás között, hanem a két üzem diagram jai között volt érd ekes. Az ö sszehaso n litást elvégezve m egállapíthattuk, hogy a II, csarnoknál a leggyengébb eredm ények is jobbak, m int az I.- n é l az "A" so ria k és itt a m élységgel a talaj te h e rb írá sa javul. Az ÉK-i sarokban - az I. csarnokkal éppen ellentétes oldalon - ta láltunk kisebb te h erb írá sú rétegeket. Az itt k észült szondadiagram ok is azonban gyakorlatilag az "A" és "L" burkológörbék közé esnek, kivéve a 101 és 101/A jelű szondázások -4,5-7, 0 m közé eső d iagram szakaszait (4, ábra), A szondadiagram ok alapján - a szondázási pontok szükség szerin ti sű ríté sé vel - le tudtuk határolni a kedvezőtlenebb sávot (2. ábra), és jav aslato t le hetett tenni gazdaságos és biztonságos alap o zásra, Következő vizsgálatunk egy 10 em eletes, UNIVÁZ szerkezetű, -4,5 m -en, áthalm ozott lö szre alapozott lakóház süllyedésével volt kapcsolatos. A ta la j víz a területen m élyen m ozog, Az épület Ny-i irán y b a kissé m egdőlt, középső ré sz e jelentősen m egsüllyedt. A süllyedések oka részben a talaj utólagos elázása, sorozatos cső tö rések következm énye volt, Az azonos település - ered eti fekvésben, tehát elázás előtt - közel azonos te h erb írá st is jelen tett. 16

5 Az elázás tényét a fúrásokból vett m inták nem tám aszto tták alá, e z é rt szo n dázáshoz folyamodtunk. Az épület m indkét oldalán, k é t-k é t sorban a ház falától 3 és 10 m -re szondáztunk. Miután a diagram ok a k ét párhuzam os s o r és a két oldal szondázási ellenállásai között szem re könnyen érzékelhető különbséget nem m utattak, a csucsellenállások (R k p /c m 2 ) átlagolásával k isé - reltük m eg, a két oldal talajviszonyai közötti különbség kim utatását. A Ny-i oldalon a szondázás teljes m élységét (10 m) figyelem bevéve az 2 2 R = kp/cm - r e, az épület k eleti felén R = kp/cm - r e adó- Éti atl dott. Az e lté ré s igy sem volt olyan látványos, m int az előző példánkban, azonban a talajállapotban fellelhető különbséget és a c ső tö rés, valam int a csatornaszivárgások helyét egyértelm űen jelezte. H arm adik példánk D unaújvárosból szárm azik. Itt is egy 10 em eletes lakóház egyenlőtlen süllyedésének okát kellett m egállapítanunk. A panelépület -4.0 m -en, típusos löszön, lem ezalapozással készült. A ta la jv íz a terü leten szin tén nagy m élységben helyezkedik e l, Az épület két oldalán, valam int ettől távolabb 3 ponton szondáztunk -1 0 m -ig. Az ö sszehasonlítást e három - a feltételezett elázástó l m ár m entes terü leten k észült és igy etalonnak tekinthető - szondázás és a k é t egyenlőtlenül süllyedő oldal szondázás! ered m én y ei között végeztük el. A 6. ábrán látható két szondázási diagram az épület k eleti, kevésbé (X szondázás) és nyugati, jobban m egsüllyedt oldalán k észü lt. A kettő közötti e lté ré s egyértelm űen érzék elteti a cső tö rés okozta talajállap o t ro m lá st. A talajviszonyokban m eglévő különbségek szám szerű érzék e lte té sé re m ind az etalon szondázások, m ind az épület körüli szondázások csu csellenállásait különböző rétegvastagságokban összegeztük. Ezek közül a 2-8 és 5-8 m k ö zöttieket tettük elem zés tárgyává. Az utóbbiak gyakorlatilag csak az alap o zási 17

6 sik alatti rétegek ta la jállap o tá ra jellem zőek, az előbbiek a közmüvek fekte té s i m élységéről szárm a z ó adatokat is tartalm azzák. Az etalon szondázások csucsellenállásainak összegzett értékeit átlagolva 2 é s 8 m között R 205 kp/cm 2, 5 és 8 m között R = 125 k p/cm ^ é rté k e t nyertünk. A z épület körül ugyanezekben a m ély ség i tartom ányokban p a csucsellenállások összeg zett é rté k ei R = k p /cm, 2 R k p /c m között v áltoztak. A legkisebb csucsellenállások a 5-8 N y-i oldalon jelentk eztek, olyan érték ek k el is, m elyek az etalon %- ának felel meg. Az a körülmény, hogy az etalonhoz viszonyitva általában az épület m indkét oldalán alacsonyabb csu csellen állás összegeket kaptunk, várható volt, m ivel az épület egész te rü le té n - ha különböző időpontban is - voltak közmű hibák. A szondázások s z á m s z e rű adatait helyszinrajzon áb rázo lv a kiadódott az a pont, ahol - a le g k iseb b csucsellenállások helyén - a k áro sodást kiváltó ok - ad o tt esetben a c s ő tö r é s, ill. a hibás csato rn aszak asz - keresendő (6. ábra). Az ism ertetett m in d h áro m példa egyenletes rétegződésű, azonos földtani felép ítésű területről v a ló. Ez bizonyos fokig előfeltétele ilyen jellegű feladatok szondázással való m egoldásának, m ivel ezzel a m ó d sz e rre l csak akkor lehet egyértelm űen a talajállapotban bekövetkezett változást m eghatározni, ha közben rincs ré te g v á ltá s. 18

7 IRODA LOM 1. ) GOSZT Talajok helyszíni vizsgálati m ódszere statikus szondázással 2. ) O.V. Voszkovcsuk: M ódszertani útm utató a statikus szondázás a l kalm azásához a talaj feltárásoknál (1973) 3. ) R obert A lperstein: Site Investigation With Static Cone p en etro m eter (1976) 4. ) National Swedich Building R esearch Proceedings of the European Symposium on P enetration T esting (ESOPT) in Stockholm (1974) 5. ) Schm ertm ann: Static vone to compute static settlem ent over sand. I. Soil M ech. and Found. D iv. ASCE. SM. 3. (1970) 6. ) G. Stenzet, J. M elzer: B odenuntersuchungen d u rch Sondierungen nach DIN (1978) 19

8 Áb r a j e g y z ék 1. áb ra: Szondázási diagram ok 2. ábra: K árosodott I. II. csarn o k h ely szinrajza 3. áb ra: I. csarn o k szondázási diagram ok 4. áb ra: II. c sa rn o k szondázási diagram ok 5. á b ra : n. c sa rn o k szondázási diagram ok 6. á b ra : Lakóház épületkárvizsgálat szondázással 20

9 <N T \ 1*00.1 FK Y V II R 1 1 AAe*

10 1 38 'A' SOR /. CSARNOK i T T 38 r sor 2. á b ra 22

11 3. áb ra 23

12 n np/cm H kp/cnn

13 WO R kp/cm 100 R kp/ cm 5, ábra 25

14 M EG JEGYZÉS,, 205 ETALON s z o n d a zásokba n -j j ö XII # 120 XI X. TŰZ 6 * 11 * JEL MAGYARÁZAT 104 xp/an1 CSÚCSELLENÁLLÁS ÖSSZEGE / z Rí 2 ES 8 m.. 72 kp/cri CSÚCS ELLENÁLLÁS ÖSSZEGE /Z R/ 5 ÉS 8 m KÖZÖTT ZR KISEBB, MINT 4 Z ETALON % ~ a SZONDÁZ ÁS! DIAGRAM R k p) cm