MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

Átírás

1 MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

2 MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE 2 Munkatérhatárolás szerkezetei Munkagödör méretezése Plaxis programmal Munkagödör méretezése Geo 5 programmal

3 MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE Munkagödör méretezés Geo5 programmal

4 TARTALOM 4 Geo5 programcsomag Geo5 szádfal tervezés Geo5 szádfal ellenőrzés Helyszíni tapasztalatok Összefoglalás

5 FINE LTD. 5 FINE cseh szoftverfejlesztő vállalat Statikai, szerkezettervezési, alapozási és geotechnikai programok Fejlesztés: cseh és szlovák egyetemekkel együttműködve Története 80-as évek eleje: FIN fa- és acélszerkezeti VEM program fejlesztése Prágai Egyetem 80-as évek vége GEO geotechnikai programok 90-es évek eleje: két programcsomag fejlesztésének összeolvadása 1992: FINE cég megalakulása 2008: FINE TNO DIANA BV együttműködés

6 GEO 5 6 Fő területek: Véges elemes modellezés Alapozás tervezése Munkagödör határolás Támfal tervezés Állékonyság vizsgálat Süllyedés számítás Digitális terepmodell

7 GEO 5 7 Véges elemes modellezés FEM Alagút Alapozás tervezése Gerenda Mikrocölöp Cölöp CPT Cölöpökök Lemez Síkalap Munkagödör határolás Szádfal tervezés Támfal tervezés Hídfő Szögtámfal Földnyomások Gabion Súlytámfal Falazat Talajszegezés Előregyártott fal Redi Rock fal Állékonyság vizsgálat Kőzet állékonyság Szádfal ellenőrzés Rézsűállékonyság Süllyedés Felszínsüllyedés Süllyedés Digitális terepmodell Terep

8 SZÁDFAL TERVEZÉS 8 Szád- és cölöpfal l Befogási hossz Fal igénybevételek Horgonyerő Tulajdonságok Határállapotok és biztonsági tényezők szerinti számítás Általános rétegződésű talajkörnyezet A talajparaméterek beépített adatbázisa Tetszőleges számú felszíni teher felvétele (sávos, trapéz, koncentrált) Talajvíz modellezése a szerkezet előtt és mögött, artézi víz modellezése A szerkezet mögötti felszín különböző alakjai Földrengés hatások (Mononobe-Okabe, Arrango) Többszintű dúcolás Adott erők és nyomatékok k figyelembevétele l Támaszok figyelembe vétele A fal külső stabilitásának vizsgálata a rézsűállékonyság program segítségével

9 9 SZÁDFAL TERVEZÉS - SZÁMÍTÁSI LÉPÉSEK

10 SZÁDFAL TERVEZÉS - EREDMÉNYEK 10 Befogott szádfal teljes passzív földnyomás Lehajtási mélyég: 4,52 m

11 SZÁDFAL TERVEZÉS - EREDMÉNYEK 11 Támaszkodó szádfal teljes passzív földnyomás Lehajtási mélyég: 1,93 m

12 SZÁDFAL TERVEZÉS - EREDMÉNYEK 12 Befogott szádfal csökkentett passzív földnyomás Lehajtási mélyég: 6,34 m

13 SZÁDFAL TERVEZÉS - EREDMÉNYEK 13 Típus Befogott fal (CSPFNY) Befogott fal (TPFNY) Támaszkodó fal Bef. hossz [m] 6,34 4,52 1,93 Max. nyom. [knm] Horgonyerő [kn]

14 SZÁDFAL ELLENŐRZÉS 14 Számítás Egymásra ható nyomások módszere elmozdulás függő nyomások Véges elemes módszer alkalmazása Szerkezet viselkedésének pontos modellezése (kivitelezés, igénybevételek, elmozdulások) Tulajdonságok Általános rétegződésű talajkörnyezet, beépített talajparaméter adatbázis Tetszőleges számú felszíni teher felvétele (sávos, trapéz, koncentrált), a szerkezetre ható tetszőleges erők és nyomatékok Talajvíz modellezése a szerkezet előtt és mögött, artézi víz modellezése Tetszőleges számú horgony, azok belső stabilitásvizsgálata Határállapotok és biztonsági tényezők szerinti számítás Az ágyazási tényező megállapításának különféle módszerei (Schmitt, Ménard, Chadeisson), támogatja a nemlineáris ágyazási tényezőt Szerkezet előtt padka, mögötte a felszín különböző alakjai Földrengés hatások (Mononobe-Okabe, Arrango) Hatékony és teljes földnyomások vizsgálata Definiálhatók dúcok és rugók Az igénybevételek burkológörbéinek előállítása az egyes kivitelezési fázisokban A fal külső stabilitásának vizsgálata a rézsűállékonyság program segítségével

15 ELMÉLETI HÁTTÉR 15 Szerkezet : rugalmasan ágyazott gerenda modell (Winkler modell) σ = k w σ feszültség Horgony figyelembe vétele k rugóállandó I. Kezdeti állapot w elmozdulás II. Számítási lépések

16 ELMÉLETI HÁTTÉR 16 Talaj: ideálisan rugalmas képlékeny modell Winkler alapján Ágyazási tényező: k (C x ) Nyírószilárdsági paraméterek: φ, c

17 ELMÉLETI HÁTTÉR 17 - Ágyazási tényező valamennyi elemhez - Leterhelés nyugalmi földnyomással - Ellenőrzés, hogy a nyomás a megadott határok között van-e - Ahol nem k h = 0 aktív v. passzív földnyomás

18 FIRST SITE HOTEL & BUSINESS COMPLEX 18 Budapest történelmi belvárosa 3 pinceszint + földszint + 3, 6 és 9 szint Szomszédokhoz zártsorúan csatlakozik

19 MUNKATÉRHATÁROLÁS SZERKEZETEI 19 Alapmegerősítés φ80 Jet-grouting összemetsző oszlopok, 2 sorban elhelyezve réselési lavírsík -3,67 kihorgonyzás indító szintje -4,70 épitési talajvízszint -4,50 iszapos finom homok Munkatérhatárolás 65 cm vastag vízzáró réstáblák, 1 sorban kihorgonyozva résfal talpa: -16, -18, -19 m mélyen horgonyok: 4-6 6db feszítőpászmás kábel, ideiglenes szerep kiemelési sík -9,65 kavicsos közepes homok oligocén alapkőzet

20 BEMENŐ ADATOK - PROJEKT 20 Mértékegység rendszer: Mértékegység rendszer: - metrikus - angolszász

21 BEMENŐ ADATOK SZÁMÍTÁSI MÓD 21

22 FÖLDNYOMÁSOK 22 Aktív földnyomás Mazindrani elmélet K a =f(φ f(φ, c, β, γ) Coulomb elmélet K a = f(φ, α, β, δ) Müller-Breslau elmélet K a = f(φ, α, β, δ) Caqout elmélet σ K a = ρ K a Coulomb ; ρ = f(β, φ, δ) Absi elmélet K a : táblázat a = σ K z σ a a ' = σ K 2 c K z a ac

23 FÖLDNYOMÁSOK 23 Passzív földnyomás Mazindrani elmélet σ p = σ z K p ' K p =f(φ f(φ, c, γ, β) Coulomb elmélet σ p = σ K + 2 c z p K p K p = f(φ, α, β, δ) Caqout-Keriser elmélet σ p = σ z K p Ψ + 2 c K p Ψ K p, ψ: táblázat Müller-Breslau elmélet σ p = σ K + 2 c z p K p K p = f(φ, α, β, δ) Sokolovski elmélet σ p = σ z K pg + c K pc + p v K pp K összetett csúszólap Absi elmélet K p : táblázatt σ p = σ K + 2 c z p K p

24 BEMENŐ ADATOK SZÁMÍTÁSI MÓD 24

25 BEMENŐ ADATOK TALAJRÉTEGZŐDÉS 25

26 BEMENŐ ADATOK ÁGYAZÁSI TÉNYEZŐ 26 σ = k w

27 ÁGYAZÁSI TÉNYEZŐ ELOSZLÁS SZERINT 27 Megadás eloszlás lá szerint K h E = α t s

28 28 ÁGYAZÁSI TÉNYEZŐ Monnet 1994 Eredete és elméleti háttere nem ismert t = 0,6-0,8 08m fal esetén Chadeisson képletével közel azonos érték belső súrlódási szög ϕ ágyazási tényező C t 10 kn/m 3 kohézió c N/cm 2

29 ÁGYAZÁSI TÉNYEZŐ 29 CUR 166 szerint Holland mérési tapasztalatok Nem lineáris i modell

30 ÁGYAZÁSI TÉNYEZŐ 30 Ménard szerint Presiométeres mérési eredmények alapján K h = α a 2 E M + 0,133 ( 9 a ) α E M a α presiométeres modulus karakterisztikus kt tik mélység é reológiai tényező

31 ÁGYAZÁSI TÉNYEZŐ 31 K h = Chadeisson szerint Munkagödör megtámasztó szerkezetek mérési eredményei alapján K 20 EI p 4 5 K 0 γ 1 K p + stϕ 1 A p c tanh c c 0 ' s EI folyóméterre vonatkozó falmerevség K p passzív földnyomás Keriser szerint K 0 nyugalmi földnyomás Jáky szerint γ talaj térfogatsúlya c kohézió c 0 kohézió viszonyítási értéke (c 0 = 30 kpa) S tϕ, s tc mobilizálódáshoz szükséges elmozdulás (s tϕ = s tc =0,015 m) A p kohézió hatását figyelembe vehető szorzó (A p = 2,5) tc

32 ÁGYAZÁSI TÉNYEZŐ 32 Schmitt szerint Iterációval E s EI K h = 2,1 3 4 s E E I talaj összenyomódási modulusa folyóméterre vonatkozó falmerevség Talaj deformációs modulusából számolva Csak rugalmas elmozdulás vehető figyelembe

33 ÁGYAZÁSI TÉNYEZŐ - MEGTÁMASZTÁSOK 33 Belső kitámasztás Horgony C d F h 1 2 Ad Ed 1 Ch = = 0,5 Fh Lhsz Lh B L s d h + Ah Eh A d E d nyomási merevség L d vízszintes távolság d B munkagödör szélesség A h E h húzási merevség L hsz szabad horgonyhossz L h horgonytávolság F h súrlódási erő s h elmozdulás F h mobilizálódásához

34 BEMENŐ ADATOK TALAJOK 34

35 BEMENŐ ADATOK TALAJOK 35

36 BEMENŐ ADATOK SZERKEZET 36 Cölöpfal Résfal Szádlemez Acél I szelvény A, I, E, G felhasználói

37 BEMENŐ ADATOK HOZZÁRENDELÉS 37

38 BEMENŐ ADATOK FÖLDKIEMELÉS 38

39 BEMENŐ ADATOK TEREP 39

40 BEMENŐ ADATOK TALAJVÍZ 40

41 BEMENŐ ADATOK TALAJVÍZ 41 Vízzáró rétegbe való bekötés Nem vízzáró rétegbe való bekötés

42 BEMENŐ ADATOK TERHELÉS 42 Felületi Sáv Trapéz eloszlás Pont Vonal

43 BEMENŐ ADATOK TERHELÉS 43

44 BEMENŐ ADATOK HORGONY 44

45 BEMENŐ ADATOK HORGONY 45

46 BEMENŐ ADATOK DÚCOK 46

47 BEÁLLÍTÁSOK 47 Számítási beállítások Szabványos Felhasználói Cseh köztársaság Szlovákia Lengyelország Ausztrália Brazília USA

48 BEÁLLÍTÁSOK 48

49 EREDMÉNYEK 49

50 EREDMÉNYEK - II. ÉPÍTÉSI FÁZIS 50

51 II. ÉPÍTÉSI FÁZIS - FÖLDKIEMELÉS 51

52 II. ÉPÍTÉSI FÁZIS - VÍZNYOMÁS 52

53 EREDMÉNYEK 53

54 EREDMÉNYEK 54

55 EREDMÉNYEK 55

56 BELSŐ STABILITÁS 56

57 BELSŐ STABILITÁS 57

58 ÁLTALÁNOS ÁLLÉKONYSÁG 58

59 EREDMÉNYEK - BURKOLÓGÖRBÉK 59

60 DOKUMENTÁLÁS 60 Alkalmazott program és számítás módszere Bemenő adatok Geometria Talajparaméterek Építési fázisok Eredmények Elmozdulás Igénybevételek Földnyomások Kiértékelés

61 FIRST SITE HOTEL - ESETTANULMÁNY 61 Alapkőzet leírása Eredeti szakvélemény: kiscelli agyag homogén, vízzáró Mérnökgeológiai térkép: Felső oligocén, egri emelet Homokos agyag, homok, homokkő Vizsgált helyszín

62 FIRST SITE HOTEL - ESETTANULMÁNY 62 Feltárások: 4 fúrás, 3 CPT szonda Rétegződés: homokos agyag - homok, cementált homok padok, lencsék Párhuzamosan szemeloszlás és plasztikus vizsgálatok Alapréteg: inhomogén, nem vízzáró, teherbírása jó Kossuth Lajos utca

63 FIRST SITE HOTEL - ESETTANULMÁNY 63 Feltárások: 4 fúrás, 3 CPT szonda Rétegződés: homokos agyag - homok, cementált homok padok, lencsék Párhuzamosan szemeloszlás és plasztikus vizsgálatok Alapréteg inhomogén, nem vízzáró, teherbírása jó SZ2 statikus szonda qc [MPa] fs [MPa] Mélység Talajvízszint Cl = 240 mg/l SO 4= 365 mg/l ph = tv 3.4 ( ) Szelvény Rétegleírás Fúrás terepszintje mbf Sárga iszapos finom homok feltöltés Sárga iszapos finom homok Szürkéssárga iszapos finom homok Szürkéssárga iszapos finom homok Szürkéssárga kavicsos közepes homok Sárga kavicsos durva homok Szürke homokos sovány agyag Szürke iszapos finom homok Szürke meszes homokos közepes agyag Szürke homokos közepes agyag w% 10 Természetes víztartalom Kötött talajok konzisztencia határai Szemcséstalajokat alkotó frakciók (%) Szemcse eloszlás D m D 10 (mm) (mm) Ip= 17 % Ip= 24 % 16.1 Szürke meszes homokos 16.8 közepes agyag (cementált) Ip~ 25 % 17.2 Ip= 14 % ( 18.0 ) Homokos iszap Szürke homokos kövér agyag Ip= 25 % Ip~ 27% Ip~ 32 % U (-) ( ) Hézagtényező Telítettségi fok Térfogatsűrűség e S r ρr 3 (-) (-) (g/cm ) Egyirányú nyomószilárdság q (kn/m ) Összenyomódási modulus E Izzítási veszteség i u s v 2 2 (MN/m ) (%) H= 79 % I= 21 % ( ) K= 9 % H= 82 % I= 7 % ( ) K= 41 % H= 55 % I= 4 % ( ) H= 55 % I= 33 % A= 12 % Llineáris zsugorodás ε (%) s Vízáteresztőegyüttható képességi k (cm/s) 2.4* *10-5 o φ= 29 c= 67 kn/m

64 FIRST SITE HOTEL - ESETTANULMÁNY 64 Cölöpfal l helyett az alapkőzetbe bekötött résfalas körülzárást javasoltuk Résfalépítés kritériuma: régi épület alapjait el kell bontani szomszédos alapsíkok magasabban vannak azok alapmegerősítése szükséges Alapfeltárás jele relatív (m) Alapozási sík abszolút (mbf) I AF XIII AF II AF III AF IV AF V AF XIV AF VI AF VII AF VIII AF IX AF Alapfeltárás helye Kossuth L. u. 11. Reáltanoda u. 12. Reáltanoda u. 6. XI AF Szép u. 4. XII AF Kossuth L. u. 5.

65 FIRST SITE HOTEL ESETTANULMÁNY 65 Alapmegerősítés φ80 Jet-grouting összemetsző oszlopok, 2 sorban elhelyezve réselési lavírsík -3,67 kihorgonyzás indító szintje -4,70 épitési talajvízszint -4,50 iszapos finom homok Munkatérhatárolás 65 cm vastag vízzáró réstáblák, 1 sorban kihorgonyozva résfal talpa: -16, -18, -19 m mélyen horgonyok: 4-6 db feszítőpászmás kábel, ideiglenes szerep kiemelési sík -9,65 kavicsos közepes homok oligocén alapkőzet

66 FIRST SITE HOTEL ESETTANULMÁNY 66 A vizsgálat célja: heterogén alapkőzet jobb megismerése, homokos alapréteg lehatárolása réstáblák hosszának és a beérkező vízmennyiség pontosítása 7 új fúrás, rétegszelvény A vizsgálat eredménye: utca h Lajos Kossut résfalbekötések a feltárt homok rétegektől függően mélyültek alapvető koncepció: min. 3 méter bekötés a vízzáró rétegekbe kontrol vizsgálat

67 FIRST SITE HOTEL ESETTANULMÁNY 67 Rétegszelvény a résfalhoz A fúrásokat a résfal tengelyére bevetítve ábrázoltuk. Szép utca felöli tűzfal Kossuth Lajos utca Magyar utca felöli tűzfal Reáltanoda utca T mbf Világosbarna ép.törmelékes iszapos 3.4 kavicsos finom homok feltöltés T mbf T mbf T mbf T mbf réselési lavírsík T mbf +/-0,00 = mbf T mbf T mbf T mbf 3.1 T mbf 1.6 T mbf Világosbarna ép.törmelékes iszapos kavicsos finom homok feltöltés 6.7 Sárga - szürkéssárga iszapos - kissé iszapos finom homok Sárga - szürkéssárga iszapos - kissé iszapos finom homok Világosbarna - barnássárga - sárgásszürke kavicsos közepes homok - homokos aprókavics munkagödör fenékszint: mbf = Sárga - szürkéssárga iszapos - kissé iszapos finom homok Világosbarna - barnássárga - sárgásszürke kavicsos közepes homok - homokos aprókavics Világosbarna - barnássárga - sárgásszürke kavicsos közepes homok - homokos aprókavics 12.6 Szürke iszapos finom homok 13.6 (gyúrható) Szürke kemény - nagyon kemény homokos sovány - közepes agyag ( 21.0) Statikailag szükséges max. résfalmélység (-16,0 = 88.6 mbf) 10.4 Szürke nagyon kemény homokos kövér agyag (cementált) (meszes, cementált) ( 16.0) 15.2 ( 17.0) Szürke iszapos finom homok 12.7 (meszes) (meszes) 16.8 Szürke homokos 17.2 ( 18.0) 8.9 Szürke kemény - nagyon kemény homokos sovány - közepes agyag (gyúrható) 13.6 iszap (cementált) ( 15.0) ( 15.0) Szürke kemény - nagyon kemény homokos sovány - közepes agyag Szürke iszapos finom homok 12.3 Szürke kemény - nagyon kemény homokos sovány - közepes agyag Szürke nagyon kemény hom. kövér agyag ( 17.0) Javasolt bekötés: 86.6 mbf (gyúrható) Szürke iszapos finom homok (barnás) Szürke homokos iszap 14.6 Szürke cementált kissé iszapos finom homok - közepes homok ( 18.0) Javasolt bekötés: 85.6 mbf (cementált) ( 19.1) 12.9 Szürke kemény - nagyon kemény homokos sovány - közepes agyag Statikailag szükséges max. résfalmélység (-16,0 = 88.6 mbf) (meszes, cementált) (cementált) (meszes) ( 20.0) ( 17.5)

68 FIRST SITE HOTEL ESETTANULMÁNY 68 Rétegszelvény a résfalhoz A fúrásokat a résfal tengelyére bevetítve ábrázoltuk. Magyar utca felöli tűzfal T mbf +/-0,00 = mbf T7 réselési lavírsík mbf T mbf T mbf T5 Világosbarna ép.törmelékes iszapos kavicsos finom homok feltöltés mbf T mbf 3.5 Sárga - szürkéssárga iszapos - kissé iszapos finom homok munkagödör fenékszint: mbf = Világosbarna - barnássárga - sárgásszürke kavicsos közepes homok - homokos aprókavics ( 15.0 ) Szürke kemény - nagyon kemény homokos sovány - közepes agyag Szürke iszapos finom homok Statikailag szükséges résfalmélység (-16,0 m) Szürke kemény - nagyon kemény homokos sovány - közepes agyag Szürke iszapos finom homok (barnás) Szürke kemény homokos sovány - közepes agyag 13.6 Szürke homokos iszap 14.6 Szürke cementált kissé iszapos (meszes, cementált) finom homok - közepes homok Javasolt bekötés: 86.6 mbf 14.6 (gyúrható) ( 18.0 ) (cementált) Szürke nagyon kemény Javasolt bekötés: 85.6 mbf hom. kövér agyag ( 17.0) ( 17.5) ( 19.1) (cementált) (meszes) ( 20.0)

69 FIRST SITE HOTEL ESETTANULMÁNY 69 minden egyes réstáblából mintavétel a harántolt és a réstalpon található talajok ellenőrzése ő az előzetesen vártnál több homokfrakció réselési mélység növelése szivárgási út növelésével a munkatérbe jutó víz mennyiségét csökkentjük mai állapot földkiemelés és tükörkészítés zajlik, utánáramlás mérések 50 m 3 /nap vízbeáramlást mutatnak

70 70 FIRST SITE HOTEL ESETTANULMÁNY ,00-22,00-22,00-22, r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-19,00 r.as.:-19,00 r.as.:-19,00 r.as.:-19,00 r.as.:-19,00 r.as.:-19,00 r.as.:-19,00 r.as.:-19,00 r.as.:-19,00 r.as.:-19,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00-22,07-22,00-22,00 r.as.:-16,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-18,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-16,00 r.as.:-18,00 r.as.:-16,00 Kossuth Laj jos utca , , ,77-17,50-19,00-19,00-18,00-19,30-19,00-19,00-19,00-19,00-19,00-20,00-22,00

71 ÖSSZEFOGLALÁS 71 Geo5 programcsomag Szádfal méretezés - nem használatos Szádfal ellenőrzés Elméleti háttér Winkler modell Bemenő adatok Ágyazási tényező ő felvétele l Eredmények, kiértékelése Dokumentálás Kivitelezés - tervezés

72 HÁZI FELADAT 72 Munkatérhatárolás méretezése é GEO5 programmal: Munkagödör szád-, cölöp- vagy résfalas határolásának méretezése GEO5 program segítségével az előadási útmutató és a J19666/a jegyzet 3.c fejezet alapján 2 fős csoportokban. Nem egy végleges szerkezet számításának dokumentálása Eredmények összehasonlítása, értékelése Keresztmetszet Horgony hossz, előfeszítő erő Befogási hossz

73 Köszönöm a figyelmet!