2 ZH (mélyalapozás) lehetséges kérdések

Átírás

1 2 ZH (mélyalapozás) lehetséges kérdések 1. Mi indokolhatja mélyalapozás alkalmazását? Soroljon fel legalább öt indokot. Ha a felszín közelben nincs megfelelő teherbírású talaj, közvetítő elem szükséges (mélyalap), hogy az építmény terheit a mélyebben fekvő teherhordó talajra adja át. Mélyalapot alkalmazunk, ha: Megbízható teherbíró talajréteg mélyen van Magas talajvíz miatt drága a síkalap Elcsúszás veszélye állna fenn síkalapnál Kimosódás veszélye állna fenn síkalapnál Nem megengedhető süllyedések keletkeznek síkalapozás alkalmazása esetén Gazdaságosabb a síkalapnál 2. Ismertesse a cölöpalapozások szerkezeti elemeit és anyagait. Két fő részből áll: cölöp, cölöpök fejeit összefogó tömb/lemez/rács. Teherátadás módja szerint: álló, lebegő, vegyes cölöp Igénybevétel módja szerint: nyomott, húzott, hajlított cölöp Anyaguk: fa, beton, vasbeton, acél, homok, kavics, zúzottkő cölöp Készítés módja szerint: előregyártott, helyben készített cölöp Méret szerint: rövid (L=3-5m), normális átmérőjű (D=30-50cm), nagy átmérőjű (D>50cm), mikrocölöp (D=8-25cm, L=4-20m) Készítési technológia szerint: talajhelyettesítéssel készülő, talajkiszorítással készülő cölöp 3. Helyben készülő cölöpök előnyei. Helyben készülő cölöpök alkalmazása akkor előnyös, ha: Változó talajrétegződéshez kell a cölöpök hosszával alkalmazkodni A cölöpcsúcs átmérőjének növelése vagy a betonnak az érdes talajfelülethez való döngölése által jelentős teherbírás növekedés érhető el A nagy terhelések miatt nagy átmérő és/vagy nagy hosszúság szükséges A cölöpveréssel járó rázkódások nem engedhetők meg Kötött a talaj 4. Ismertesse a facölöpöket. Anyaga: fenyő, tölgy, akác Régen gyakori volt, mára szinte eltűnt Tájvédelmi okokból vízi építményeknél készült leginkább Többnyire ideiglenesen készül Bennmaradó, ha víz alatt van elhelyezve Talajvízszint alatt nagyon tartós, felette a faanyag kezelése szükséges Minimális középátmérője D=20 cm, magassága L=4 m (minden további méter esetén D + 1,5-2,5 cm). Szokásos hosszúság 5-15 m. Kemény altalajba nem verhető, cölöptalp és cölöpfej védelméről gondoskodni kell 5. Ismertesse az acél cölöpöket. Anyaga: nagy szilárdságú acélcső, hegeszthető acélcső, vége csúcsosan lezárva Elsősorban olyan helyszínen előnyös, ahol a terepszint közelében puha-laza talajok fekszenek, alatta pedig tömör szemcsés talajok Idehaza ritka, bár terjedőben van Keresztmetszetei: cső (egyben vagy elemekből); hengerelt profil (H-jobban verhető, akár keményebb rétegeken is túljuttatható) Ideiglenes cölöp esetén: Előny: tetszőleges hossz (toldható), visszanyerhető (többször felhasználható) Hátrány: drága Állandó cölöp esetén: Korrózió elleni védelem (nagyobb keresztmetszet, külön réteg-festés) A csövet betonnal töltik ki Jellemző maximális hossz: m

2 6. Ismertesse a vasbeton cölöpöket. Leggyakoribb mélyalapozási módszer Tartós, nagy teherbírású Nagy súly (szállítás, beemelés) Keresztmetszetek: Kör, hengeres vagy kúpos: D = cm, L = max m Négyzet: D: 30x30; 40x40, L = 4-12 m Teherbírás: kn Jó minőség (üzemi körülmények között gyártják), beverés előtt ellenőrizhető Alkalmazása: vízzel telített folyós homokoknál, áramló talajvíznél, erősen szennyezett agresszív talajoknál Leverést követően azonnal terhelhető Különleges vasbeton cölöp: injektor cölöp (leverés után szilárdító anyagot injektálunk) 7. Ismertesse a MEGA cölöpöket. A Mega rendszerű cölöpöket cm-es hosszúságú előregyártott darabokból állítják össze. Ezeket hidraulikus sajtóval nyomják be a talajba, a már meglévő, de megerősítésre szoruló épület alapjai alá. A Mega cölöp 30x30, 40x40 cm oldalméretű L=60-80 cm hosszú derékszögű hasáb alakú, előregyártott vasbeton elemekből áll. Ezek véglapjaikon támaszkodnak egymásra, egy-egy bebetonozott acélcső illetve acéltüske biztosítja csatlakozásuk központosságát és relatív mozdulatlanságát. MEGA Előregyártott 8. Előregyártott cölöpök talajba való juttatása. Az előregyártott vasbeton cölöpöket veréssel vagy vibrálással juttatják le, a leggyakrabban használt lehajtási mód a verés. Ma már szinte csak Diesel-, vagy hidraulikus verőket használnak. Szemcsés talajokban elsősorban a vibrálás jön számításba. Mindkét módszernél nagy gondot jelent a zajterhelés, amit zajárnyékolással próbálnak csökkenteni. Verés: mechanikus (ejtőkar, gépi csörlő), pneumatikus, diesel kalapács (gőz) Vibrálás: közönséges, vibrációs verés, öblítéssel egyidejű vibrálás Csavarás Verősapka (ábra) 9. Helyszínen készített cölöpök fajtái. A helyben készülő cölöp számára fúrással, veréssel, robbantással, vibrálással lyukat állítanak elő, és azt betonozzák be. Sokféle technológia: fúrás, markolás, vibrálás, öblítés Készülhet: köpenycsővel (visszanyert, bennmaradó), köpenycső nélkül (szárazon, zagy megtámasztással) Technológiák: Béléscsöves közönséges fúrt cölöp, Talplemezes fúrt-vert cölöp, Markolt cölöp, Benoto cölöp, Franki cölöp, Soil-Mec cölöp, Vuis cölöp, Dugó cölöp, Folyamatos spirállal készített cölöp, Highway cölöp, Mikrocölöp, Jet grouting eljárás 10. Talp lemezes fúrt-vert cölöp. A talajvízszintig spirálfúróval lyukat fúrnak, majd ebbe egy a lyuknál kisebb átmérőjű béléscsövet állítanak, amelynek alját peremes, a fúrt lyukkal azonos átmérőjű acél talplemezzel zárják le. A talplemezes béléscsövet ezután a teherbíró rétegig leverik vagy vibrálják, majd vasalás elhelyezése után a béléscső felhúzása mellett betonozzák. A talplemez a cölöp alján marad a betonozáskor. Átmérő: cm. Hossz: 6-12m.

3 11. Ismertesse a Benoto cölöpözést. A francia gyártmányú gép a fúrókoronával ellátott, kettős falú fúrócsővel, annak ide-oda forgatásával és a gépsúly ráterhelésével 88 cm átmérőjű lyukat készít ejtőmarkolóval. A tervezett mélység elérése után a lyukat a béléscső fokozatos felhúzása közben bebetonozzák. A betont a béléscső mozgatásával tömörítik. A legalább C10 minőségű beton beépítése betonozó tölcsérrel vagy betonszivattyúval történik. A cölöp felső végébe (min. 3-4 m hosszú) Ø20 mm-es hosszbetét és Ø8 mm-es kengyel alkotta vasalás kerül. A berendezéssel max. 40 m hosszú cölöp készíthető, amelynek a teherbírása több ezer kn lehet. A BENOTO cölöpökből vízzáró függönyfal készíthető, ha azokat szorosan egymás mellé (egy kissé egymásba harapva ) fúrják. Előnye, hogy törmelékes, görgeteges talaj, vagy akár régi tégla-fal is átfúrható. Benoto 12. Ismertesse a Franki cölöpözést. Visszanyert köpenycsöves vert cölöp. A leggyakrabban cm átmérőjű, 30 mm falvastagságú, 13 m hosszú béléscsövet (amely toldható) úgy verik a talajba, hogy abba 1 m magasan száraz betont töltenek, s azt egy 3t-ás ejtőkossal döngölik, s a beton magával húzza a csövet. A béléscsövet a teherbíró talajrétegbe verik. A kívánt talpmélység elérése után a csövet rögzítik verőállványhoz, és erőteljes döngöléssel kiverik belőle a betont. Ha már csak cm beton marad a csőben fokozatosan új betonadagokat juttatnak belé, s döngöléssel hagymát alakítanak ki a talpnál; majd újabb betonadagolás és döngöléssel való tömörítés mellet a béléscsövet visszahúzzák. Hossz: max m. Átmérő: törzs: kb. 60 cm. Talp: cm. Teherbírás: kn. Beton: C8- C12. Vasalás: 6-8db Ø16 mm és Ø6-8 mm kengyel. Előnye, hogy nem víz alatt készül, beton jól tömörített. Hátránya, hogy 20 m- es körzetben káros dinamikus hatások keletkeznek a verés miatt. Franki

4 13. Ismertesse a Soil-Mec cölöpözést. Olasz gyártmányú, tehergépkocsi alvázra, illetve lánctalpas kotróra szerelt fúróberendezés, 83 cm, 120 cm és 150 cm átmérőjű dobfúróval (bontóéllel ellátott, lenyitható, fenéklemezes acél henger) dolgozik. Rudazat forgatásával marja a furat alját, a talaj pedig az acélhengerben gyűlik össze. A furat felső végében egy 3-4 m-es hosszúságú béléscső (iránycső) van elhelyezve. A talajvíz megjelenésekor a furatot bentonitos zaggyal töltik fel és a fúrást zagy alatt végzik. A víz alatti kavicsban, folyós homokban béléscsövezésre van szükség, amelyet vibrokalapáccsal hajtanak le. Maximum hossza 45 m, teherbírása kn. Soil Mec 14. Ismertesse a VUIS cölöpözést. Szlovák szabadalom. A 10 m hosszú, 37 cm átmérőjű acél béléscsövet vibrátorral hajtják le a talajba. Egy bizonyos mélység elérése után a vezérgépdaru kiemeli a csövet és a beszorult földmagot sűrített levegővel kilövik, majd a csövet a teherbíró talajig (max. 10 m) vibrálják, kihúzzák, a talajmagot ismét kilövik. A cső végére egy előre gyártott betoncsúcsot helyeznek és a béléscső ismételt kiemelésével párhuzamosan a lyukat bebetonozzák. Kb. fél óra múlva Ø14 mm-es cm hosszú fejvasalást vibrálnak be a felépítményhez való csatlakozás miatt. Középmagas lakóépületeknél jön elsősorban szóba a használata. 15. Ismertesse a dugó cölöpözést. Egy kotrógép gémjére szerelt hidromotor a talajba forgatja a lapos menetű spiráltárcsát. A dugóhoz hasonlóan a talajba hatoló fúrószerszám egy henger mentén elnyírja, elválasztja a harántolt talajt a környezetétől. A szükséges mélység elérése után a fúrószáron keresztül a betonszivattyú képlékeny betont nyom a fúrótárcsa csúcsához, s a nagy nyomás (20-30 bar) a fúrót a felette levő talajdugóval együtt kiemeli a földből. A friss betonban elhelyezik a csatlakozáshoz szükséges acélbetéteket. Hossz max. 6 m. 15 m-es körzetben rezgésvizsgálatra van szükség. Vuis 16. Ismertesse a folyamatos spirállal készült cölöpözést [SFA]. Hazánkban a SOB és a CFA technológiákat alkalmazzák. A cölöp fúrása betonozása egy munkaütemben történik. A folyamatos spirálú csigás fúróberendezést lehajtják a talajba. Az üreges fúrószáron keresztül juttatják le betonszivattyúval a betont. A cölöp betonozását nem előzheti meg a spirál visszaforgatása, illetve húzása. A betonnak nyomás alatt kell a furattalpat elérnie (min. 35 bar nyomással), annak érdekében, hogy a felfelé mozgó spirál alatt ne történhessen fellazulás, beomlás; vagyis a talpellenállásra és az alsó rész köpeny menti ellenállására is számítani lehessen. A vasszerelést a betonozás után közvetlenül vibrálják a cölöpbe. Betonminőség: C20-16K, betonacél: B60.50, B 38.24, határteher kn.

5 SFA Highway 17. Ismertesse a Highway cölöpözést. Terepjáró gépkocsira szerelt spirálfúróval béléscső nélkül készül. A cm átmérőjű, max. 3,5 m hosszú fúrt lyukat bebetonozzák. Csak állékony talajban, talajvízszint felett készíthető. Síkalap helyett, 1-2 emeletes épületeknél, raktáraknál alkalmazzák, ahol nincs pince. A cölöpfejeket koszorúgerendával fogják össze. Csak ott alkalmazható, ahol a teherbíró talaj kis mélységben (2-3 m) van. Teherbírás 300 kn. 18. Ismertesse a mikro cölöpözést. A 8-25 cm átmérőjű, 4-20 m hosszú cölöpök fúrással vagy egy csúccsal ellátott acélcső leverésével készülnek. Acélbetétük általában egyetlen, a cölöptengelyben rögzített mm átmérőjű betonacél. A lyukat cementhabarccsal injektálják. Leggyakrabban régi épületek megerősítésére, ritkábban új épületek alapozására szolgál. Tetszés szerinti hajlásszög alatt fúrhatók gyökérszerűen. A csövet visszanyerik. A fúróberendezés kicsi és szétszedhető. Zárt helyiségben is felállítható. A hazánkban alkalmazott szelepes rendszerű mikrocölöp cm-es furatátmérővel készül. Az ágyazóhabarccsal kitöltött furat közepére 89 vagy 114 mm-es, mandzsettás (szelepes) acélcső kerül. A habarcs körülveszi az acélcsövet, biztosítja a korrózióvédelmét és képezi a cölöp külső, rücskös köpenyét. Az ágyazóhabarcsot 2-3 napos korában a mandzsettás szakaszon injektáló habarccsal felszakítják és kialakítják az 1-4m hosszú injektált talprészt. Az ágyazóhabarcs és a cső közötti együttdolgozás javítása érdekében 150 cm-enként felhegesztett 100 mm-es köracélból kialakított spirálgyűrűk szolgálnak. Speciális mikrocölöp az ún. táguló végű injektált cölöp. 19. Ismertesse a Jet-grauting cölöpözési eljárást. A talajba juttatott fúrórudazat forgó mozgás közben nagynyomású injektáló folyadéksugárral átkeveri és cement alapanyagú szilárdítóval telíti a környező talajt ily módon talajbeton cölöpöt állít elő. A nagynyomású folyadéksugár szétrombolja a környező talaj szerkezetét és kötőanyaggal telíti. Az eljárás gyakorlatilag mindenfajta talajban alkalmazható. A berendezés hazánkban is rendelkezésre áll.

6 20. Hogyan biztosítja a cölöp a csoport együttdolgozását. Egy cölöpöt ritkán készítenek (ha probléma van a cölöppel nincs teherátadás) Több cölöp csoport, ha a tengelytávolság t < 5D A cölöpök fejét összefogják az együttdolgozás miatt: fejtömbbel, lemezzel, cölöpráccsal Feladata: építmény terheinek egyenletes elosztása a cölöpökre, cölöpök egymáshoz viszonyított elmozdulását megakadályozza Vert, fúrt cölöpök fejrészét kb. 50-szeres hosszvasbetét átmérőnek megfelelően elbontják (azt verje szét a lejuttatás) 21. Ismertesse a cölöp alapok tervezési menetét. Meghatározzuk a cölöpcsoport mértékadó terhét Kiválasztjuk az alkalmazott technológiát Felvesszük a cölöpök számát, átmérőjét, helyét Meghatározzuk az egyes cölöpökre áthárított mértékadó igénybevételeket Meghatározzuk a cölöp hosszát Meghatározzuk a cölöpcsoport várható süllyedését és összehasonlítjuk az építmény süllyedésével Szükség esetén módosítjuk a kiindulási adatokat (cölöpszám, átmérő), majd újra elvégezzük a számításokat 22. Álló cölöpök tervezési elve. Az álló cölöpök, mint nyomott oszlopok továbbítják az építmény terheit az altalajhoz Teherbírásuk legalább 2/3 része a talpellenállásból származik Tervezésüknél a következőkre kell figyelni: A cölöpök tengelytávolsága: vert cölöpöknél t 3D, fúrt cölöpöknél t 2,5D Cölöptalp síkjában keletkező átlagos feszültség ne haladja meg az e mélységben lévő síkalap határfeszültségét F A terhelt réteg alatti, esetlegesen gyengébb rétegekre jutó feszültség se haladja meg annak határfeszültségét Nem szabad számítani a fejtömbbel érintkező talaj teherviselésére Kihajlásra többnyire nem kell méretezni, kivétel a karcsú mikrocölöp és vízben vagy szabadon álló cölöpök esetén Ha a köpenymenti rétegek valamelyike konszolidáció alatt áll, akkor e lefelé irányuló járulékos erőt (súrlódó és adhézió) adnak át a cölöpökre. Ezt a negatív köpenysúrlódásból adódó köpenyerőt a cölöplemezhez hozzá kell adni A csoportot alkotó cölöpök általában nem befolyásolják egymás teherbírását F H cs = n F H cölöp 23. Lebegő cölöpök tervezési elve. A cölöpök távolsága t 3D Puha agyagban ne alkalmazzuk A cölöp talpa ne kerüljön 1,5 m-nél közelebb az alatta esetleg meglévő puha réteghez Széles épület alá ne tervezzünk rövid lebegő cölöpöket A cölöpcsoport tagjai befolyásolják egymás teherbírását F H cs n F H cölöp 24. Cölöpök várható teherbírásának meghatározása. A függőlegesen nyomott egyedi cölöp csúcsánál (talpánál) támaszkodva (nyomófeszültségekkel) és a köpenyfelület menti súrlódással és az adhézióval (nyírófeszültségekkel) adja át terhét a talajra. Kis terhek, ill. kis süllyedések tartományában a köpenymenti ellenállás az uralkodó, később nagyobb tereléseknél fokozatosan nő a talp (csúcs) ellenállás. A σ H F teljes = F talp + F köpeny Míg síkalapok teherbírásának meghatározásánál többé kevésbé megbízhatóak az elméletek, addig cölöpök esetén ez sajnos nem mondható el. A tervezésben helyszíni tapasztalatokra is szükség van. A teherbírás meghatározható: elméleti úton (számítással): verési képletekkel, verési statikus képletekkel, szondázási eredményekből és próbaterheléssel: statikus, dinamikus. A cölöpök várható teherbírásának meghatározása elméleti úton: Régebben használatosak voltak mind a dinamikus mind a statikus teherbírási elméletek. Az EC 7 a verési összefüggéseket nem ajánlja és a statikus számításos eljárásokból is csak azokat szabad használni, amelyek alkalmasságát statikus próbaterheléssel igazolták.

7 25. Cölöp teherbírás meghatározása statikus képletekkel. Előnyük a verési képletekkel szemben az, hogy a szükséges adatok már a tervezés fázisában beszerezhetők, és bármilyen cölöp és talajféleségre értelmezhetők. A gyakorlatban ismert és elterjedt képletek alapján kapott eredmények között azonban jelentős különbségek vannak általában, amelyek a levezetések során tett feltételezésekből és elhanyagolásokból következnek. A képletek alapja az, hogy a cölöpök a terheket részben a köpenyfelületükön, részben pedig a talpon adják át az altalajnak. Ennek megfelelően a teherbírás két részből áll: talp (csúcs) ellenállásból és köpenymenti ellenállásból. F teljes = F talp + F köpeny A képlet első tagja a cölöptalp támaszkodó felületétől, valamint a talpsíknál lévő talaj teherbírásától függ: a.s. alatt F talp = A σ H ahol a talaj törőfeszültsége: σ H = f{d; γ; q; c; φ} Tapasztalatok szerint szemcsés talajokban σ H = kn m 2, kötött talajokban σ H = kn m 2 A teherbírási képlet második tagja a köpenyfelület méreteitől, az arra ható földnyomástól, a köpeny és talaj közötti tapadó- és súrlódási feszültségek nagyságától függ, meghatározása: F köpeny = U l i τ i ahol: τ = a + σ z k tg(δ) F köpeny = U l [a + σ z k tg(δ)] U cölöp kerülete l i réteg hosszúsága τ i cölöp-talaj fajlagos ellenállása (fajlagos köpenymenti ellenállás) σ z geosztatikus nyomás (σ z = h i l i ) tg(δ) súrlódási tényező a talaj-cölöp közötti tapadás (0,3-0,6) c δ cölöp fala-talaj közötti súrlódási szög (0,5-0,8) ϕ k földnyomási tényező (függ a technológiától) A teherbírásban fontos szerepe van a cölöp felülete mentén ható vízszintes feszültségeknek és az adhéziónak is: σ k = σ z k Ezek döntően a cölöpkészítés módjától és technológiájától függenek. Ha a cölöpkészítéskor a környező terület nem szenvedne alakváltozást, akkor a köpenyre a nyugalmi földnyomás működne, ez azonban sem fúrt, sem vert cölöpöknél nem fordul elő. k = k 0 = 1 sinφ 26. Fúrt, vert cölöpök köpeny súrlódásának meghatározása. k - földnyomás tényező: értéke függ a technológiától. Ha nincs alakváltozás, akkor a nyugalmi nyomással azonos: k = k 0 = 1 sinφ Fúrt cölöpök: a köpenymenti talajban lazulás következik be, ezért: k a < k < k 0. A boltozati hatás miatt a feszültségek a mélységgel nem lineárisan változnak. Idő haladtával a vízszintes feszültségek tendálnak a nyugalmi nyomás felé. Vert cölöpök: a köpenymenti talajban tömörödés következik be, ezért: k 0 < k < k p (fajlagos köpeny menti ellenállás) k = a k 0 (szemcsés talaj) a 2 6 (kötött talaj) 27. Köpenymenti ellenállás figyelembe vétele, negatív köpenysúrlódás. A fajlagos köpenymenti ellenállás értéke: szemcsés talajokban: τ k = kn m 2, kötött talajokban: τ k = kn m 2 Cölöpök köpenymenti ellenállásánál a kis összenyomódási modulusú (kompresszibilis) rétegek és a felettük lévő talajok teherbírásával sem számolhatunk. Ha a cölöp melletti puha rétegek, feltöltések az önsúlyból vagy a melléépítésből származó szuperpozíció folytán utólag összenyomódnak akkor a mozgás a cölöpre lefelé mutató (adhéziós és súrlódó) erővel fog hatni. Ezt 5 cm-nél nagyobb mozgás esetén feltétlenül figyelembe kell venni, s ezt a negatív köpenyerőt vagy le kell vonni a cölöp teherbírásából, vagy hozzá kell adni a cölöpterheléshez. Köpenyellenállást nem kell figyelembe venni, ha E2 < E1 E2 jobban összenyomódik (E1 köpenysúrlódása nincs figyelembe véve)

8 28. Cölöp teherbírás becsült értékének számítása szondázási adatokból. A korszerű számítási módszerek a statikus szondázások (CPT) eredményeit használják fel a cölöpteherbírás meghatározására. Ez tulajdonképpen egy kicsinyített modellű próbaterhelés, ahol a csúcsellenállását és a köpenymenti ellenállást külön-külön mérik. A cölöptalpnál a szonda mért qc csúcsellenállásából: σ csúcs = q c α cs α cs tényező vizsgálatok szerint 0,07-0,4 között változik A fajlagos köpenymenti ellenállás pedig a statikus szondázási eredményekből: τ k = q c α k q c - a szondaellenállás a cölöp köpenye mentén α k - a cölöpkészítés módjától, a köpenymenti talaj fellazulásának mértékétől függő csökkentő tényező. Tapasztalati adatok alapján α k = Hasonló típusú összefüggésekkel a dinamikus szondázás (SPT) adataiból is meg lehet határozni a cölöp várható teherbírását. Ehhez szükségünk van az N30 értékére a cölöp csúcsánál, és az átlagos értékére a cölöp köpenye mentén. A cölöp fajlagos talpellenállását és köpenymenti ellenállását most is tapasztalatokon nyugvó arányosítási tényezőkkel tudjuk meghatározni. σ cs = k cs N cs ; τ k = k k N k k k köpeny menti ellenállás tényezője N k N átlagos értéke a köpeny mentén 29. Próbaterhelés mikor szükséges 1:1 modellkísérlet legpontosabb (1 cölöp teherbírása) Próbaterhelés ajánlott: Egy munkaterületen > 100 cölöp van Teherbírás más módon nem becsülhető Süllyedési jellemzők kellenek Új technológiák bevezetése próbaterhelés 30. Próbaterhelés végrehajtása, adatok értékelése. A teherbírás meghatározásának a legmegbízhatóbb és egyben a legdrágább módszere is. Segítségével a ténylegesen kivitelezett cölöp teherbírását határozhatjuk meg a munkahelyen. Végezhető előzetesen a tervezés időszakában, ill. kivitelezéskor ellenőrzési céllal. Ha egy projekten egy próbaterhelés készül, akkor az a geotechnikailag legkedvezőtlenebb helyen legyen, ha egynél több, akkor az átlagos, illetve a reprezentatív helyeken is terheljünk. A cölöpre hidraulikus sajtóval viszik fel a terhelést, az ellentartást általában cölöpökkel, esetleg injektált talajhorgonyokkal lehorgonyzott acéltartók biztosítják. A nagyátmérőjű cölöpök esetében - mivel ezek ellentartásához nagyon nagy keretszerkezetre lenne szükség - használják az ún. önlehorgonyzó eljárásokat. (Az alsó tagot lefelé nyomják, míg a felsőt felfelé nyomják vagy húzzák.) A terheket általában lépcsőzetesen kell felvinni, s az egyes terheket addig kell fenntartani, amíg az általuk okozott süllyedés gyakorlatilag teljesen le nem zajlik. Az erőt lehetőség szerint a törőerőig növeljük, de erre gyakran nincs mód, illetve valódi tőrés nem is érhető el. A próbaterhelés végeredménye az erők és a hozzájuk tartozó konszolidált süllyedés kapcsolatát mutató görbe. A cölöp nyomási ellenállásának az Eurocode 7 szerint az átmerő tizedének megfelelő süllyedéshez tartozó erő tekinthető, aminek megállapításához kismértékű extrapoláció megengedhető.

9 31. Dinamikus próbaterhelés. Rúdban terjedő lökéshullámok elméletén alapul (pl: verőkossal előállított hullámokat a köpenysúrlódási erő csökkenti) A lökéshullám a cölöp talpánál nyomóhullámként verődik vissza A cölöpfejben elmozdulást és gyorsulást mérnek Sebesség-erő grafikonból a köpenymenti lassítás meghatározható Dinamikus csúcserő (erő maximum) t = 2 l időállapotban mérhető (l-cölöphossz, c-hullám terjedési sebessége) Minőségellenőrzésre jól alkalmazható (betonfolytonosság) c 32. Cölöpcsoport teherbírásának számítása. A cölöpcsoport teherbírása elsősorban a cölöpök készítési módjától (vert vagy fúrt), a tengelytávolságoktól, a cölöpök köpenye mentén és talpa alatt lévő talajoktól függ. Mint a tervezési elveknél említettük, az álló cölöpöket (n darab) tartalmazó csoportnál az egyes cölöpök teherbírása összegződik: F H cs = n F H 1 Míg lebegő cölöpöknél ez nem áll fenn: F H cs = β F H 1 β a fúrt cölöpöknél kisebb 1-nél, míg zárt alakzatban - szemcsés talajba - vert cölöpöknél β=1,1. A cölöpcsoport alatti talajrétegek teherbírásának vizsgálatánál a csoportot és a közrezárt talajtömeget egységnek tekintjük, és igazolni kell, hogy a cölöptalpak síkjában és az alatt a feszültség szétterjedése által érintett talajrétegekben (bármilyen z mélységben) teljesül a: σ H σ m = F+ G K H s τ s A feltétel. Az említett képletben: F - a mértékadó építményteher G - a cölöpök és a földtömeg súlya K - az A területű síkidom kerülete; A = B L φ z - az alap alatti talaj belső súrlódási szöge; δ - a cölöp és talaj közötti súrlódási szög; H s - a teherviselésbe beszámítható talajrétegek vastagsága; τ s - a H s vastagságú réteg átlagos nyírószilárdsága; σ H - a talaj határfeszültsége z mélységben (a talpsík alatt). Cölöpcsoport talajtöréssel szembeni biztonsága: n = σ t σ m Megkívánt minimális biztonság: n = 1 α 33. Cölöpcsoport süllyedésének becslése. Az egyedi cölöp süllyedésének (s1) meghatározására számos összefüggés ismert, de valamennyi erősen tapasztalati jellegű, és csak közelítő értéket ad. Biztonsági tényezők nélküli tartós teherrel: s cs = s I + s II s I egyedi cölöp számított vagy próbaterheléssel meghatározott süllyedése s II kétszeres cölöpátmérőnek megfelelő vastagságú talajréteg alatti talajtömeg összenyomódásából származó süllyedés Süllyedésszámítás síkalapoknál tanultak szerint. Határmélység, ha B > 10, akkor m0 B/2 S II = P m 0 2 E s P cölöp talpsíkja alatt 2D-re ébredő feszültség Es - cölöp talpsíkja alatt lévő talaj összenyomódási modulusa m0 határmélység Jáky szerint SI tapasztalati képletek alapján vagy próbaterheléssel határozható meg

10 34. Mértékadó cölöperő becslése. Cölöpök húzott nyomott erőpárként való viselkedését feltételezve az egyedi cölöpre jutó terhelés: E di = V d n + M yd 2 x x i + M xd i 2 y y i i E di egyedi cölöp mértékadó terhelése M yd H xd h fejtömb felső síkjában ható x irányú vízszintes erőből keletkező nyomaték y i cölöp távolság az x tengelytől M xd H yd h fejtömb felső síkjában ható x irányú vízszintes erőből keletkező nyomaték x i cölöp távolság az y tengelytől Egy vagy két cölöp esetén, ha van nyomaték vagy vízszintes erő, meg kell nézni, hogy ezt a cölöp hajlítási merevsége elbírja-e? Ha nem, akkor minimum 3 cölöp alkalmazása. 35. Egyedi cölöp teherbírásának ellenőrzése. R c,cal = R s,cal + R b,cal = [k h i q s,cal,i ] + [A b q b,cal ] R c,cal cölöp nyomási ellenállása számított értéke R s,cal palástellenállás számított értéke R b,cal talpellenállás számított értéke k palást kerülete h i palást egyes rétegekre eső hossza q s,cal,i fajlagos palástellenállás rétegenként A b cölöptalp keresztmetszeti területe q b,cal fajlagos ellenállás (talp ellenállás) 36. Egyedi cölöp talpellenállásának meghatározása szondázási adatok alapján. Cölöptalp homok-kavics rétegben holland módszer alapján: q b,cal = λ b α b 0,5 (q c,iii + q c,ii + q c,i ) 2 λ b redukciós tényező 0,7 α b technológiai tényező 0,6 q c,i cölöpcsúcs alatti talaj (0,7 D 4,0 D mélységtartomány) szondaellenállása q c,ii cölöpcsúcs alatti talaj (0,7 D 4,0 D mélységtartomány) legkisebb q c értékeinek súlyozott átlaga q c,iii cölöpcsúcs feletti 8,0 D mélység q c értékeinek súlyozott átlaga (max érték 2 MPa) 37. Kút alapok kialakítása, fajtái, vágóél típusok. Nagyátmérőjű, rövid, cölöphöz hasonló, alul-felül nyitott körfal, amelynek a lesüllyesztéséhez belsejéből fokozatosan kiemelik a földet és így az a saját súlya alatt besüllyed az így kialakított üregbe. A kívánt szint elérése után egy fenéklemezt készítenek, vagy teljesen bebetonozzák a köpenyfalon belüli teret. Alkalmazási köre alapozásoknál hasonló a cölöpökéhez, gazdaságos lehet az alkalmazásuk, ha a megfelelő teherbírású réteg a talajvízszint alatt van. A kútalapok az építményt pontonként támasztják alá, átmérőjük D = 0,80-3,0 m, jellemző alkalmazási mélység h = 4-8 m. Vízbányászatban aknakutak, csáposkutak kialakításához is használják. Köpenyfal C12-es betonból készül.

11 38. Ismertesse a szekrény alapozást. Lényege azonos a kútalapéval, de itt a szekrény alaprajza azonos az építmény (pl. hídpillér) alaprajzával, azt mereven egybefüggően támasztják alá és a mérete is nagyobb. Jól kotorható talajban méter mélységig is levihetők. A szekrényeket nem csak alapozási célra építik, hanem földalatti terek (szivattyúház, akna) kialakítására is. Többféle típusa ismert: az alul-felül nyitott szekrényből víz alatti kotrással emelik ki a földet, a felül zárt szekrényből túlnyomással szorítják ki a vizet, s kézi munkával, ill. kisgépekkel dolgoznak benne, ezt hívják keszonnak az alul zárt szekrényeket nyílt vízben úsztatják be, majd vízfeltöltéssel süllyesztik a fenékre. A kutak és a szekrények két fő szerkezeti elemből állnak. A vágóél célszerű geometriával van kiképezve, és többnyire acéllemezekkel erősítik meg. A köpenyfal általában monolit vasbeton, szakaszosan építik, vastagsága, vasalása olyan kell legyen, hogy elbírja a ráháruló terheket, és a süllyedéshez elegendő súlyt is biztosítson. A kivitelezésre technológiai tervet, süllyesztési programot kell készíteni, amelynek legfontosabb eleme az, hogy a súly mindenkor elégséges legyen a köpenyfalon ébredő ellenállások legyőzésére. Ezért a fal mellé ömlesztett gyöngykavicsot vagy bentonit-szuszpenziót juttatnak a köpenyellenállás legyőzésére. Fontos, hogy a szekrény egyenletesen süllyedjen, mert az elferdülés miatt előálló befeszülés nagy gondokat okozhat. Fontos, hogy a süllyesztés közelében ne következzen be talajlazulás és ebből származó talajmozgás, illetve süllyedés. 39. Ismertesse a légnyomásos/keszonos alapozást. Felülről zárt szekrényalapozás Nyomás alatti levegő 2-3 bar (20-30 m-ig) Száraz munkatérben történik a földkinyerés Emberi szervezetre veszélyes 2 légzsilip (anyagnak és személynek külön)