MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

Átírás

1 MUNKAGÖDÖR TERVEZÉSE

2 2 Bevezetés

3 BEVEZETÉS 3 Napjaink mélyépítési feladatainak középpontjában: munkatér határolás Mélygarázsok Aluljárók Metró állomások Pincék Általában a tervezett szerkezet ideiglenes megtámasztást biztosít, ritkábban fordul elő végleges szerkezetként beépített függőleges oldalhatárolás.

4 ÉPÍTÉSI RENDSZEREK 4 Hagyományos nyitott munkatérben Vízzáróan és/vagy teherhordóan körülhatárolt munkatérben Rézsűs kiemelés Megtámasztott munkagödör Nyitott munkatér, megtámasztott határolás Horgonyzás Dúcolat Födém alatti építés (Milánói módszer)

5 Hagyományos nyitott munkatér 5 RÉZSŰS MUNKAGÖDÖR MEGTÁMASZTOTT MUNKAGÖDÖR

6 VÍZZÁRÓAN ÉS/VAGY TEHERHORDÓAN KÖRÜLHATÁROLT MUNKATÉRBEN 6 KIHORGONYZÁS KITÁMASZTÁS

7 VÍZZÁRÓAN ÉS/VAGY TEHERHORDÓAN KÖRÜLHATÁROLT MUNKATÉRBEN 7 FÖDÉM ALATTI ÉPÍTÉS (MILÁNÓI MÓDSZER)

8 MUNKAGÖDÖR HATÁROLÁS SZERKEZETEI 8 Befolyásoló körülmények Talajadottságok Talajvízhelyzet Csatlakozó környezet Szomszédos épületek Közművek Munkagödör méret (alapterület, mélység) Ideiglenes v. végleges szerkezet (Kivitelező)

9 MUNKAGÖDÖR HATÁROLÁS SZERKEZETEI 9 szegezett lövelltbeton kis magasság, jellemzően munkagödör felső 3-4 m-es zónája állékony talajban, kőzetben nagytáblás dúcolat vonalas létesítmények, pl. közmű résfal, cölöpfal (hézagos, egymásba metsző) nagy mélység, teherbírási igény beépített környezet szádfal vízzáró falként, vízépítési munkák városi mélyépítés jet grouting eljárás szomszédos épületek alap megerősítése terhelés alatti laza talajok megerősítése bullflex technológia csatlakozó épületek alap mélyítése

10 MEGTÁMASZTÁSI LEHETŐSÉGEK 10 DÚCOLAT HORGONY kivitelezési munkát nehezíti kisebb alakváltozások nagy munkagödör készítés esetén nem alkalmazható kivitelezést nem befolyásolja nagyobb elmozdulások gyakran idegen területre készül talajvíz alatt jelentős technológiai probléma és veszély

11 PÉLDÁK 11 Budapest pesti oldal Feladat: irodaház/lakóház - 20 x 40 m alapterület - 3 pince + földszint + 6 emelet Résfal 3m 4m 7m Feltöltés Iszapos fi. homok Homokos kavics ~9m 12m Agyag alapréteg

12 PÉLDÁK 12 Budapest pesti oldal Feladat: irodaház/lakóház - 20 x 40 m alapterület - 3 pince + földszint + 6 emelet - Zártsorú beépítés Résfal + Jet grouting alapmegerősítés 3m 4m 7m Feltöltés Iszapos fi. homok Homokos kavics ~9m 12m Agyag alapréteg

13 PÉLDÁK 13 Budapest pesti oldal Feladat: akna - 4 x 5 m alapterület - 6 m mély Szádfal 3m 4m 7m Feltöltés Iszapos fi. homok ~6m 12m Homokos kavics Agyag alapréteg

14 PÉLDÁK 14 Budapest Lágymányos Feladat: irodaház/lakóház - 20 x 40 m alapterület - 1 pince + földszint + 4 emelet - Zártsorú beépítés Jet grouting alapmegerősítés 3m 4m 7m Feltöltés Iszapos fi. homok ~4,5m 12m Homokos kavics Agyag alapréteg

15 PÉLDÁK 15 Budapest budai oldal Feladat: irodaház/lakóház - 20 x 40 m alapterület - 1 pince + földszint + 6 emelet Szádfal Szegezett lőtt betonos védelem Feltöltés ~3m Agyag

16 PÉLDÁK 16 Budapest budai oldal Feladat: irodaház/lakóház - 20 x 40 m alapterület - 3 pince + földszint + 6 emelet (hézagos) cölöpfal (+ lőtt betonos védelem) Feltöltés Agyag ~9m

17 PÉLDÁK 17 Budapest budai oldal Feladat: irodaház/lakóház - 20 x 40 m alapterület - 2 pince + földszint + 6 emelet - Zártsorú beépítés Bullflex Feltöltés ~6m Agyag

18 PÉLDÁK 18 Feladat: akna - kör keresztmetszet - ~ 10 m mély Összemetsző cölöpfal Feltöltés Agyag ~10m

19 PÉLDÁK 19 Talajvíz áramlás, rétegvíz szivárgás, visszaduzzasztás nem megengedhető Jelentős problémák, összetett megoldások Pl: hézagos cölöpfal ejtődrénekkel Pl.: Metró Váci út Természetes vizekben létesítendő munkagödrök (folyó vízi hidak alépítményei) Szekrény- és kútsüllyesztéses megtámasztás víz alatti munkavégzéssel

20 PÉLDÁK 20 Végleges szerkezetek: Horgonyzás, szegezés jelentős nehézségek: korrózióvédelem biztosítása Összetett megoldások alkalmazása Folyamatos karbantartás igényel Általában vonalas létesítményeknél pl. M7 autópálya Pl: Eurocenter: a végleges csarnokszerkezet is részt vesz a teherbírásban

21 21 TERVEZÉS-MÉRETEZÉS

22 Tervezési módszerek 22 MSZ EN : tervezési módszerek Számításon alapuló tervezés Próbaterhelésen vagy kísérleten alapuló tervezés Tervezés megelőző intézkedésekkel Megfigyeléses módszer alkalmazása

23 Kivitelezési követelmények 23 Tervek: Szerkezet viselkedése Alkotóelemek funkciója Kivitelezés módja Műszaki felügyelet Megfigyelés, monitoring Minőségbiztosítás

24 Üzemeltetési követelmények 24 Élettartam 100 (?) év Gazdaságosság - szemléletmód építés, üzemeltetés, fenntartás, változtatás, felújítás, javítás, korszerűsítés Tartósság Esztétika környezetb e illesztés

25 TERVEZÉST BEFOLYÁSOLÓ TÉNYEZŐK 25 Talajadottságok, talajvízhelyzet Szerkezet választás Megtámasztási mód választása Környezeti viszonyok, szomszédos épületek alapozási síkjai Alap megerősítés szükségessége Megtámasztási megoldások (horgony-dúc) Lavírsík szintjének megválasztása Megengedhető mozgások Kivitelező technológiái

26 HATÁRÁLLAPOTOK 26 Támszerkezetek összes típusa Általános állékonyság GEO teherbírási határállapot Támszerkezetek mozgása STR teherbírási határállapot

27 HATÁRÁLLAPOTOK 27 Támszerkezetek összes típusa Szerkezeti elemek tönkremenetele STR határállapotként

28 HATÁRÁLLAPOTOK 28 Támszerkezetek összes típusa hidraulikus talajtörés Felhajtóerő, buzgárosodás Elfogadhatatlan mértékű vízszivárgás Talajszemcsék kimosódása Feltöltés Feltöltés Iszapos fi. homok Iszapos fi. homok Homokos kavics ~9m Homokos kavics Agyag alapréteg Agyag alapréteg

29 HATÁRÁLLAPOTOK 29 Befogott falak esetében GEO típusú teherbírási határállapot Megtámasztott fal elfordulása vagy eltolódása lehajtási hossz

30 HATÁRÁLLAPOTOK 30 Befogott falak esetében GEO típusú teherbírási határállapot Falmozgások a horgonyszerkezet kihúzódása miatt megfelelő hosszúságú horgony

31 HATÁRÁLLAPOTOK 31 Befogott falak esetében GEO típusú teherbírási határállapot Fal függőleges egyensúlyának hiánya

32 HATÁRÁLLAPOTOK - ÖSSZEFOGLALÁS 32 Támszerkezet teherbírási határállapota Támszerkezetek hidraulikai határállapota Általános állékonyság Felhajtóerő Elfordulásos talajtörés Szivárgás Függőleges egyensúly Kimosódás Horgonykihúzódás Tartószerkezeti megfelelőség

33 Hatások 33 Csatlakozó földtest (háttöltés) súlya Felszíni terhek Víz súlya Támfalak: szivárgó rendszer Vízzáró befogott falak: víznyomás Szivárgási erők Ütközési erők Védőkorlát Rendkívüli hőmérséklet változások Dúcok Dilatáció Hullámverés, jégnyomás

34 FÖLDNYOMÁSOK MEGHATÁROZÁSA 34 Földnyomás határértékei kialakuló lehetséges mozgásképek alapján sík csúszólap nagy j és d esetén nem biztonságos A földnyomás nagyságát és irányát befolyásoló tényezők: térszín és fal hajlása vízszintek és szivárgási erők falmozgások iránya és nagysága szerkezet egészének egyensúlya talajfizikai paraméterek fal érdessége Földnyomások közbenső értékei fal mozgások nem elégségesek a földnyomási határértékek mobilizálódásához dúcok, horgonyok korlátozzák a falmozgást aktív és passzív határértékei illetve eloszlásuk nem feltétlen a legkedvezőtlenebb esetet eredményezi meghatározása: tapasztalati szabályok, rugóállandón alapuló vagy véges elemes módszereket

35 FÖLDNYOMÁSOK MEGHATÁROZÁSA 35 Földnyomások határértékeinek kialakulásához szükséges relatív mozgások (EC-7, C melléklet) Aktív földnyomás Passzív földnyomás

36 TERVEZÉSI KÖVETELMÉNYEK 36 Teherbírási határállapot ellenőrzése 2. tervezési módszer DA-2* változata Parciális tényezők: igénybevételek illetve ellenállásokhoz rendelünk Számítások karakterisztikus értékek alapján ez alapján meghatározott szerkezeti igénybevételek növelése Aktív földnyomások meghatározása esetében: jelentős rész az önsúlyból, kevés a hasznos teherből általában g G = 1,35 alkalmazható Passzív földnyomás: általában kedvezően befolyásol g G = 1,0 Általános állékonyság 3. tervezési módszer Állandó terhek: g G = 1,0; kedvezőtlen esetleges terhek g Q = 1,30 Parciális tényezők: talaj nyírószilárdsági paraméterei (g f = g c = 1,35) Használhatósági határállapot Megengedett elmozdulások határértékei Mindig összehasonlítható tapasztalatokra támaszkodva

37 PARCIÁLIS TÉNYEZŐK GEO HATÁRÁLLAPOT 37 DA-2*: A1+M1+R2 A: igénybevételek vagy hatások M: talajfizikai paraméterek R: ellenállás R2 - ellenállás: támszerkezetek Értékcsoport Az ellenállás jellege Jel R2 R3 Talajtörési ellenállás gr;v 1,4 1,0 Elcsúszási ellenállás gr;h 1,1 1,0 Földellenállás gr;e 1,4 1,0 R2 - ellenállások: horgonyok Értékcsoport Az ellenállás jellege Jel R2 R3 Ideiglenes ga;t 1,1 1,0 Tartós ga;p 1,1 1,0 A1 - Igénybevételek Értékcsoport Hatás Jel A1 A2 kedvezőtlen 1,35 1,0 Állandó gg kedvező 1,0 1,0 Esetleges kedvezőtlen gq 1,5 1,3 kedvező 0 0 M 1- talajfizikai paraméterek Értékcsoport Talajparaméter Jel M1 M2 Hatékony súrlódási szög g f' 1,0 1,25 Hatékony kohézió gc' 1,0 1,25 Drénezetlen nyírószilárdság gcu 1,0 1,4 Egyirányú nyomószilárdság gqu 1,0 1,4 Térfogatsúly g g 1,0 1,0

38 STATIKAI TERVEZÉS FŐ FELADATAI AZ EC-7 SZERINT 38

39 39 MÉRETEZÉS Befogott falak méretezése

40 TÁMSZERKEZETEK STATIKAI VÁZAI 40 befogott támaszkodó befogott megtámasztott megtámasztott

41 LEHAJTÁSI MÉLYSÉG 41 Befogás mélységét befolyásoló tényezők Függőleges befúródás Általános állékonyság Hidraulikai szempontok Passzív földnyomás elegendő megtámasztást biztosít-e GEO határállapotra való megfelelőség STR határállapot Vizsgálati lehetőségek Passzív földnyomás osztása biztonsággal Gyengített nyírószilárdsági paraméterek alkalmazása Egyensúlyozó földnyomás összevetése a passzív földnyomással

42 MÉRETEZÉSI ELJÁRÁSOK 42 Földnyomás előzetes felvétele mozgástól függetlenül Blum féle eljárás (MSZ) Német és ameriakai ajánlások Rugalmas ágyazás (Winkler modell) diagramok, táblázatok lineáris rugómodell alapján, földnyomások kézi számításos ellenőrzésével szoftverek bilineáris modellel (Czap, GEO5) Véges elemes analízis 2D és 3D modellezés lehetőségei különféle talajmodellek alkalmazása

43 Tervezési módszerek - számítás 43 Földnyomás előzetes felvétele mozgástól függetlenül Aktív: mobilizálódás kis elmozdulás mellett Passzív földnyomás: korlátozva elmozdulások mérlegelése alapján BLUM GEO5

44 HATÁREGYENSÚLYI MODELLEK Földellenállások mélység szerinti változása 2. Nyomatéki egyensúly a belső támaszra lehajtási mélység 3. Vízszintes vetületi egyensúly belső támasz 4. Tervezési érték: g G = 1,35 Mozgások nem számíthatóak!!!

45 MOZGÁSOK MUNKAGÖDRÖK MENTÉN 45 Beépített környezet Munkagödör környezetének süllyedésvizsgálata EC-7: Mindig összehasonlítható tapasztalat alapján Bp. elegendő ismeret s = 0,002 H H = 10 m mélységig Hamza (1993)

46 MOZGÁSOK MUNKAGÖDRÖK MENTÉN 46

47 MIÉRT VAN SZÜKSÉG MEGFELELŐ MÉRETEZÉSRE? 47