Alapozási hibák. Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés. BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék. Dr.

Átírás

1 Alapozási hibák

2 A tárgy oktatásának célja A mérnökök számára elméleti és gyakorlati segítség nyújtása az alapozási hibák elkerülésére, az építménykárosodások vizsgálatával, a károsodások megelőzésének módszereivel, alapvetően a leggyakoribb, a geotechnikai okokból bekövetkező hibák elemzésével Hogyan, mivel? statisztikai elemzések ismertetése, okok geotechnikájának bemutatása, vizsgálati módszerek tárgyalása, jellemző károsodási okok, példák, esettanulmányok

3 Egy kis statisztika A káresetek megoszlása helyileg Budapest 45 % Vidéki városok 35 % Községek 20 %

4 A károsodási ok jellege Geotechnikai 70 % Bizonytalan 18 % Nem geotechnikai 12 %

5 Sorszám ALAPOZÁSI HIBÁK Károsodás oka Rel. gyak. % 1 Vizes közmű, csatorna 25,1 2 Tetővíz 15,2 3 Nyomócső törése 10,6 4 Felszíni víz 10,6 5 Üzemi víz 2,7 6 Talajvíz ingadozás 2,9

6

7

8

9 Visegrád, pince + csőtörés

10 VISEGRÁD Pince + csőtörés

11 VISEGRÁD Pince + csőtörés Az udvar alatti pincerész kibetonozása

12 Lezökkent Altalaj: lösz (iszapos homok, homokos iszap)

13 Tetőcsatorna lefolyó hibás elvezetése

14 Feltöltés, nyomócső törés, Felt.alsó síkja

15 Talajvíz ingadozás

16

17 Szintek (m) 51,9 51,89 51,88 51,87 51,86 51,85 51,84 51,83 51,82 51,81 51,8 DK-i sarok 51,839 51,819 ALAPOZÁSI HIBÁK 1-5 jelű pontok szintjei 51,837 51,84 51, Mérési pont helyek ÉK-i sarok Adatsor1 Adatsor2 Lineáris (Adatsor1)

18 bejárati sarok 51,849 ALAPOZÁSI HIBÁK 9-12 jelű pontok szintjei 51,842 51,843 DK-i sarok 51, ponthelyek 51,9 51,89 51,88 51,87 51,86 51,85 51,84 51,83 51,82 51,81 51,8 Szintek

19 Szintek (m) 51,9 51,89 51,88 51,87 51,86 51,85 51,84 51,83 51,82 51,81 51,8 51,869 D-i sarok ALAPOZÁSI HIBÁK 6-9 jelű pontok szintjei 51,862 51,845 Bejárati sarok 51, ponthelyek

20 Sorszám ALAPOZÁSI HIBÁK Károsodás oka Rel. gyak. % 7 Szivattyúzás 2,7 8 Talaj fagyása 0,7 9 A talaj térf. változása 8,2 10 Hőhatás az altalajra 0,7 11 Din. hatások a talajra 1,2 12 Egyenlőtlen süllyedés (miből) 14,2

21 Talajvízszint süllyesztés a csatornánál Feltöltés altalaj

22 Vízszint változás: - hatékony és semleges feszültségek változása - hat. fesz. növekedése miatt süllyedés

23 Egyenlőtlen süllyedést okozó rétegződés (Bp. XIII. Retter F. u 9.

24 Bp. IX. Soroksári 42

25 Bp. XI. Fehérvári u. 50.

26 Sorszám ALAPOZÁSI HIBÁK Károsodás oka Rel. gyak. % 13 Túlterhelés 1,4 14 Ismétlődő terhelés 0,2 15 Csúszás (csak épületnél) 1,2 16 Föld alatti üregek 0,5 17 Alábányászás 1,2 18 Kivitelezési hiba (legszűkebben értelmezve) 0,5

27

28 Leggyakoribb okok Rel. gyak. % Vizes közmű, csatorna 25,1 Tetővíz 15,2 Nyomócső törése 10,6 Felszíni víz 10,6 Egyenlőtlen süllyedés 14,2 Térfogatváltozás 8,2 Fő hat ok: Az alapok alá beszivárgó víz károsító hatása

29 Vízhozzájutás okozta relatív süllyedések nagysága

30 Egyéb statisztikai vizsgálati eredmények Termett talaj-feltöltés 60 % - 40 %, de feltöltésen csak 4-5 % áll Az épület kora Új épületnél: térf vált. csatorna tetővíz nyomócső felszíni víz egyenlőtlen sülly. 5 évnél fiatalabb csatorna tetővíz térf. vált. nyomócső egyenlőtlen sülly. felszíni víz

31 30 évnél öregebb nyomócső csatorna tetővíz egyenlőtlen sülly. térf. vált ALAPOZÁSI HIBÁK

32 Alápincézettség szerepe Teljesen alápincézett 17 % Pincézetlen 48 % Részben alápincézett 35 %

33 Talajvíz mélységének a szerepe Ha közel van a térszínhez (aktív szerep) talajvízszint ingadozás szivattyúzás fagyás Ha mélyen van a térszíntől (passzív szerep) vizes közművek törései, felszíni vízek, térfogatváltozás

34 Károsodási jelenségek, alapozási hibák geotechnikája Roskadás - Koncentrált vízhatásra - Makroporózus, laza szemcsés talajok, feltöltések - Alakváltozás nagy, sebessége gyors

35 Térfogatváltozás ALAPOZÁSI HIBÁK - vízhozzájutás, vagy kiszáradás - nagy plaszticitású agyagok - emelkedés v. süllyedés. - lassú alakváltozás

36 Konzisztencia (állapot) romlás - vízhozzájutás - kötött és átmeneti talajok - süllyedés - nagy alakváltozás, közepes sebességgel

37 Alapozás agresszív környezetben - minden talajfajta esetén - süllyedést és emelkedést is okozhat - közepes alakváltozás és mozgási sebesség - főleg vegyi üzemeknél

38 - Egyenlőtlen rétegződés, egyenlőtlen terhelés - Foghíj és melléépítés hibái - Terheléstöbblet, hírtelen terhelés - Felszín alatti üregek hatása

39 Előző előadás során megállapítottuk, hogy az építménykárosodások nagy többsége geotechnikai (altalaj, talajvíz) eredetű, amely geotechnikai okok közvetlenül az alapokra fejtik ki hatásukat és azok közvetítésével károsítják a különböző építményeket. Tehát ezen, lehetséges geotechnikai okokat kell ismernünk és vizsgálnunk, hogy a tervezett létesítménynél a károsodást okozó alapozási hibát elkerüljük.

40 Az alapozás hibája csak akkor derül ki, ha az építmény károsodott. Tehát a káresetek elemzésével lehet elkerülni az alapozási hibákat. Tervezői hiba? Kivitelezői hiba? Mindkettő? Az alapozási hiba - ismételten - az épület/felszerkezet károsodásából derül ki. Ha nincs károsodás, az alap teljesíti a vele szemben támasztott követelményeket.

41 Teendők az alapozási hibák elkerülésére tervezésnél - Geotechnikai tervezés (MSZ EN :2006, Általános szabályok) építményeknél soha el nem hagyható. Geotechnikai szempontból nincs két abszolút azonos eset. - A geotechnikai tervezésnél, de a terveztetésnél a statikai tervezőnek is célszerű előzetes adatgyűjtést végezni, hogy a földstatikai és a szerkezet statikai tervezése megfelelő, mindenre kiterjedő legyen.

42 Tervezés során előzetes adatgyűjtéssel figyelembe veendő tényezők - A környező épületek állapota, esetleges károsodásai (nagymodellek) - Geológia, általános talajkörnyezet - Talajvíz, felszíni vizek - Előző beépítés esetén az elbontott létesítmény jellemzői - Környezeti hatások - Szakirodalmi és irattári adatok

43 Földtani adatok

44 Tőzegelőfordulások a Duna bal partján, Bp.-en

45 Környezeti hatások Pók utcai lakótelep (gázgyári salak+ gáztísztító massza) Kelenföld, Budaőrs (agresszív talajvíz) Inota, készenléti lakótelep (térf. változás) Káposztásmegyer (tőzeg, házmagasság) MO-ás híd, Szabadság út felett (szikkasztás) Kúnszentmiklós, gépalapok (dinamikus hat.)

46 Szakirodalom, adattár Budapest Építésföldtani Térképsorozata Budapest Építéshidrológiai Atlasza Építésföldtani Térkép (MÁFI) Talajmechanikai szakvélemények gyűjteménye

47 Helyszíni vizsgálatok - A statikus tervező is ismerje a helyszínt, ennek birtokában döntsön a szerkezeti rendszerről (Káposztásmegyer IIB ütem) - Károsodott létesítménynél az észlelt károsodások felmérése, majd értékelése repedésrajzok, fotók, elmozdulások meghatározása mérésekkel vízhozzájutási lehetőségek felderítése

48 Tervezés, ellenőrzés Teherbírási határállapotok EQU a helyzeti állékonyság elvesztése STR a tartószerkezet, tartószerkezeti elemek törése, v. nagy alakváltozása GEO a talaj törése, vagy nagy alakváltozása UPL a tartószerkezet, vagy a talaj felúszása HYD hidraulikus talajtörés

49 GEO a talaj törése A terhelés és a talajtörési ellenállás kn pilléralapnál, kn/m sávalapnál Vd: Rd: Vd Rd a függőleges terhelés tervezési értéke a talajtörési ellenállás tervezési értéke

50 Rd=Rk/ R ALAPOZÁSI HIBÁK R: a talajtörési ellenállás parciális tényezője, 1,4 Rk: a talajtörési ellenállás karakterisztikus értéke R k =A (q N q s q +c N c s c +0,5 B N s ) A: az alaptest teherátadó felülete, B L B: az alaptest szélessége (kisebbik alaprajzi mérete) L: az alaptest hossza (nagyobbik alaprajzi mérete) s q, s c, s alaki tényezők

51 t ALAPOZÁSI HIBÁK B

52 GEO a talaj törése: előfordulási valószínűség minimális GEO a talaj nagymérvű alakváltozása: igen gyakori de ez inkább használhatósági határállapot!!!!

53

54

55 ALAPOZÁSI HIBÁK Süllyedéskritériumok (régi)

56

57 Tervezési, kivitelezési gyakorlatban a hasznosítás - Szervetlen, termett talajon történő alapozás károsodása (lösz, térf. vált. agyag kivételével) ritka, csak víz, vagy egyéb járulékos hatás esetén - A tényleges süllyedések a számítottnál ált. kisebbek - A szerkezet merevsége az egywemlőtlen süllyedéseket részben kiegyenlíti - A szerkezet igénybevételei is kisebbek a számítottaknál

58 Alapozási hibák valószínűsége sokkal nagyobb - feltöltések esetén - szerves altalaj esetén - térfogatváltozó talaj esetén - makroporózus talaj (lösz) esetén

59 Alapozás feltöltött talajon Miből áll a feltöltés? Milyen a feltöltés szerkezete? Mennyi idős? Miért készítették? Milyen a rétegződése, geometriája? Mire építették (altalaj)? Talajvíz helyzete?

60 A feltöltés állapota Jellemző Jó Gyenge Jó Gyenge Helyzet Közel az a.s.-hoz Mélyebb fekvés T rρ >95 % <85% >90% <80% I c >1 <0,5 >0,8 <0,3 Szerv. anyag tartalom <5% >10% <10% >20% E s >6MPa <3MPa >4MPa <1,5MPa Fajl. roskadás <1% >3% <2% >4%

61 Alapozási irányelvek feltöltésen A talpfeszültség kpa-nál ne legyen nagyobb Vízhozzájutást meg kell akadályozni!! Melléépítés kerülendő Azonos feltöltésvastagság legyen az alapok alatt

62 Alapozás szerves altalajon Összenyomódási modulusa kicsi (05-1 MPa) Lassú konszolidáció Másodlagos konszolidáció is Hőhatásra érzékeny (Öskű) Gyakran jó fedőréteg alatt (Rákospatak) Vízre kevésbé érzékeny Vastagsága egyenletes, behatárolt (71-es út, Szigliget) K épület

63 Alapozás térfogatváltozó talajon Nagy plaszticitású agyagok, magas montmorillonit tartalommal (nagy lineáris zsugorodás) A talajvíz mélyen, az alapozási sík a felszínhez közel helyezkedik el (szélsőséges víztart. vált. lehetősége) A szerkezet kis tömegű, kis szerkezeti merevségű

64 Védekezés Alapozás térfogatváltozó talajon 2-2,5 m mélyen alapozni (szezonális hatások kiküszöbölése) A talaj vízháztartásának egyenletessége Merev alapozás, a talpfeszültség növelése, ill. a talpellenállás kihasználása Károsodás után aláfalazás, talajcsere, rövid cölöpök, alapmerevítés,

65 Alapozás makroporózus talajon (roskadás veszély) Laza, száraz, szemcsés és átmeneti talajok Elsődleges településű makroporózus lösz Feltöltések (l. előzőekben)

66 Védekezés Alapozás makroporózus talajon Vízhozzájutás megakadályozása Talajok tulajdonságainak javítása (kiv. előtt) -felszíni és mélytömörítés -talajcsere -előzetes elárasztás leterheléssel Dunaújváros, Hullámvertikum) -szilárdítás Mélyalapozás Szerkezet mozgástűrő kialakítása

67 Tömörítés

68 Mélytömörítés

69 Mélytömörítés (Dr. D. Adam)

72 Foghíj és melléépítés Síkalapozásnál a meglévő épület károsodásai feszültségszuperpozició miatti süllyedésekből Függ: szerkezet merevsége ás állaga altalaj alapozási rendszer Emeletráépítések alapozási síkon a geoszt. nyomás növelése az előterhelés figyelembe vétele aláfalazás talajszilárdítás

73 Köszönöm a figyelmet PhD BME Geotechnikai Tanszék mkovacs@mail.bme.hu