6. tétel Földművek szerkezeti kialakítása, építés előkészítése Ismertesse a földmunkákat kiterjedésük szerint! Osztályozza a talajokat fejthetőség, tömöríthetőség, beépíthetőség szerint! Mutassa be az építés előkészítésének munkafolyamatait és a töltésalapozási eljárásokat! Kulcsszavak, fogalmak: - Vonalas, területi, pontszerű jellegű földmunkák Mindazokat a munkákat, amelyek a föld kitermelésével, és a földmű építésével együtt járnak, földmunkának nevezzük. A tatai eredeti helyéről való eltávolítását fejtésnek, a kitermelt talajból létrehozott új létesítményt földmű építésnek nevezzük. A földmunkák kiterjedésük szerint lehetnek: - vonalas jellegűek jellemzője, hogy hosszirányú kiterjedése lényegesen nagyobb, mint a keresztirányú mérete. Utak, vasutak, csatornák, árvízvédelmi töltések, közműaknák földmunkái. - területi jellegűek jellemzője, széles földmunkák, kiterjedése hossz- és keresztirányban is számottevő. Repülőterek, ipari területek, parkolók, üzemanyagtöltő állomások - pontszerűek, gödör jellegűek jellemzője, hogy a mélysége jelentős méretű. Alapgödrök, munkagödrök - árok jellegűek pl. a közművek nem túl mély, nem túl széles, de hosszú munkagödrei A földművel szemben támasztott legfontosabb követelmény a megfelelő állékonyság. Állékonyság az, hogy sem a terhelések, sem a környezeti hatások (pl. időjárás) következtében a létesítményben káros alakváltozás nem következik be. - Fejthetőség szerint: kézi és gépi fejtés Fejthetőség: - kézi földmunkák hét osztályba sorolhatók, minél nagyobb a talajok kohéziója, annál nehezebb a fejtés - gépi földmunkák a legalkalmasabb gépek kiválasztásának szempontjai: - a földkitermelés célja - a talaj minősége - a földmunka mérete - műszaki és gazdasági lehetőségek - egyéb helyi körülmények - Tömöríthetőség szerint: jól, közepesen, nehezen tömöríthető talajok Tömöríthetőség: Egyenlőtlenségi mutató (U): U = a szemeloszlási görbéről leolvasott értékek 60% és 10%-nál - U > 7, jól tömöríthetők szemcsés talajok: homokos kavics, iszapos homok
- U = 3 7, közepesen tömöríthetők: iszap, sovány agyag, az optimális víztartalom körüli állapotú, közepesen kötött talajok - U < 3, nehezen tömöríthetők: futóhomok - nem tömöríthető a túlságosan nedves agyag, és a száraz, kövér agyag, az optimális víztartalom körüli állapotú kövér agyag. - Beépíthetőség szerint: felső 50 cm-be építhető, alsóbb rétegekbe építhető, nem beépíthető talajok A töltések felső 50 cm-es rétegébe beépíthető jó minőségű talajok: jól osztályozott kavics; homokos kavics; jól osztályozott homok; kavicsos homok; iszapos kavics és homok; agyagos kavics és homok. Nem célszerű a felső 50 cm-es rétegébe beépíteni a következő anyagokat: homokliszt; lágy agyag és iszap; lösz; márga; egyenletes szemeloszlású folyami finomhomok (futóhomok). Ezek a talajok igen veszélyesek elnedvesedés, olvadási károk szempontjából, vagy gazdaságtalanul, nehezen tömöríthetők. Töltésnek tilos használni: szerves talajokat, szikes talajokat, málló kőzeteket, kövér agyagot, fagyott talajokat! - Kitűzés (gépi és kézi) A kitűzés a földmű jellemző pontjainak olyan megjelölése, amelyek segítségével a földmű a terv szerint elkészíthető. Az építtető a munkahely átadásával egyidejűleg átadja az építendő földmű tengelyvonalának vagy más jellegzetes határvonalainak helyzetét rögzítő pontjelzéseket a terepen. Az építéshez szükséges részletesebb kitűzés már a kivitelező feladata. A földmunka jellemző pontjait (tengely- és határvonalak) szelvénykarókkal, ill. szelvényvázakkal olyan sűrűn kell kitűzni, hogy azok alapján az építés pontosan, a terveknek megfelelően elvégezhető legyen. A szelvényezést minden esetben el kell végezni. Gépi földmunka végzése esetén a kitűzést oly módon kell elvégezni, hogy azt a gép vezetője a gépről való leszállás nélkül is lássa. Az elkerülhetetlen rongálódás vagy megsemmisülés a tervszerű kivitelezést ne akadályozza, ezért kísérő poligont is ki kell tűzni, amiről az építés közben megsemmisülő pontokat helyre lehet állítani. A vonalas létesítmények földmunkáinak megkezdése előtt a terepen meg kell keresni a tervezés végeredményeként előzőleg elhelyezett tengelykarókat, pótolni kell a hiányzókat, és fel kell újítani a szelvényezés jelzésére szolgáló karókat is. Kézi földmunkák esetén a földmű határvonalait lécállványokkal tűzzük ki. A szelvényvázat puhafa lécekből szegezik össze. A függőleges léceket legalább 50 cm mélyen verik a talajba, a rézsű irányát a rézsűhajlásnak megfelelő ferdeségű lécekkel jelölik.
A töltések kitűzése két részből áll. Az első kitűzés célja, hogy a töltés anyaga a tervezett szelvényen belülre kerüljön. A második kitűzés segítségével lehet a tervezett szelvényt pontosan kitűzni. Ezt a kitűzést a töltés magasságának emelkedésével minden terítési rétegen át kell helyezni. A bevágások pontos szintjét keresztezés segítségével állapítják meg. Ebben az esetben geodéziai mérésekkel bizonyos távolságokban meghatározzák a pontos szintet, majd megjelölik őket. A szintben lévő pontok között három azonos méretű T alakú léccel a közbenső szintek gyorsan meghatározhatók. A bevágás mélységét, a töltés magasságát, építés közben szintezéssel kell ellenőrizni. Területi (széles) földmunkák: részletpontjait a vonalas földmunkákhoz hasonlóan határozzák meg, azonban itt először egy általában 20 x 20 m-es segédhálót tűznek ki. A háló metszéspontjaiban megadják a töltés magasságát vagy a bevágás mélységét, ehhez viszonyítva végrehajtják a durva, majd finom földmunkát. Pontszerű földmunkáknál (pl. munkagödör) a sarokpontokat és a határvonalakat zsinórállás segítségével tűzik ki. A zsinórállás két, földbe vert oszlopra szegezett lécből áll. A lécen a műtárgy vonalait zsinórokkal jelölik, a sarokpontokat pedig a zsinórok metszéspontjaiban függővel vetítik lefelé.
- Terep előkészítése: növényzet irtása, humusz leszedése, deponálása, belvizek elvezetése, talaj előlazítása A földmunkák megkezdése előtt, a tervezett földmű helyén a terepet megfelelően elő kell készíteni. Az előkészítés a következő munkafolyamatokból áll: a növényzet irtása; a humusz leszedése, deponálása; a belvizek elvezetése; a talaj előlazítása. A növényzet irtásara jól alkalmazható a bokorirtó traktor, amely a letarolt növényzetet két oldalra tolja, ahonnan tológéppel szállítható tovább. A farönköket árokásó-rakodó gépre szerelt szerelékkel távolítják el. A humusz leszedése a felső 15...25 cm-ről két okból szükséges. A már megépült rézsűket a későbbi füvesítés miatt humusszal kell beborítani, ezért ezt tárolni kell, másrészt a humusz könnyen összenyomható talaj, tehát az erre épített töltés a későbbiekben megsüllyed. A humusz eltávolítására a szállítási távolságtól függően használnak gépeket: tológépet 30...50 m között; földnyesőt 50...1000 m között. A humuszeltávolítás különleges esete a gyeptéglák kitermelése, amelyeket a rézsűk későbbi lefedésénél használnak. Ezt többnyire talajfelszakító gép és tolólemezes nyesőgép végzi. A földmunkákat úgy kell megtervezni, ütemezni, végrehajtani, hogy a kivitelezés közben a csapadékvíz és egyéb vizek a földműben és környezetében kárt ne okozzanak. A munkaterületen található belvizeket az építés közben vízelvezető árkokkal, rendszeresen és folyamatosan el kell vezetni. Földmunkákat csak optimális víztartalom esetén lehet végezni. Ha túl nedves a talaj, a munkagépek megsüllyednek, és a munka lehetetlenné válik. A talaj előlazítására akkor van szükség, ha a talaj felső része erősen kötött vagy köves. A lazítás eszköze talajfelszakító vagy tológép. Lejtős terepen - ha a terep hajlása λ < 10% - a növényzet eltávolítása után, a lejtőre merőlegesen a talajt felszaggatjuk vagy felszántjuk Ha a terephajlás λ 10...25% között van, a terepet lépcsőzni kell. Ha a terep hajlása, λ > 25%, fogazást alkalmazunk - Töltések alapozása: teljes talajcsere, ideiglenes töltéstúlterhelés, talpszivárgó építés A töltést úgy kell megépíteni, hogy utólag káros mértékben ne süllyedjen meg, ill. el ne csússzon. A töltés utólag akkor süllyed meg, ha alatta puha, összenyomható talaj található, vagy a töltés nincs megfelelően tömörítve. A megengedhető töltéssüllyedés a töltés rendeltetésétől függ. Ha az összenyomható réteg annyira vastag vagy annyira puha, hogy a süllyedés a megengedhető értéket meghaladja, akkor a töltést alapozni kell. Az alapozás lehetséges módszerei: teljes talajcsere; ideiglenes töltéstúlterhelés; talpszivárgó építése.
A teljes talajcserét 1,5 m-nél nem vastagabb, puha vagy tőzeges talajok esetében alkalmazhatjuk gazdaságosan. Ebben az esetben a töltés alól a puha réteget teljes vastagságában, kotróval eltávolítjuk. Az eltávolított talaj helyére homokot vagy homokos kavicsot töltünk, mivel ezek az anyagok magas talajvízszint esetén a víz alatt is tömöríthetők. Amennyiben a puha talaj vastagsága nem jelentős, alkalmazható az ideiglenes töltéstúlterhelés. Ilyenkor a töltést a tervezett magasságánál 2...3 m-rel magasabbra építjük, így az tömegével a puha talajt két oldalra kinyomja (gyorsított konszolidáció). A talaj terhelés hatására összenyomódik, az összenyomódás időbeli lefolyása a konszolidáció. (Időbe kerül, amíg a szemcsék közül a víz eltávozik.) A talajtörés megakadályozására a töltés két oldalán nyomópadkát vagy más néven fióktöltést alkalmazhatunk. A konszolidáció meggyorsítható a töltéslábaknál elhelyezett talpszivárgók építésével. A talpszivárgók megakadályozzák a puha talaj oldalirányú kinyomódását, másrészt elvezetik a puha talajból kiszoruló vizet. Bármilyen vastag, süllyedésre veszélyes talaj konszolidációja meggyorsítható az egyre elterjedtebb geo-textíliákkal. A geotextília (más néven műszaki textília) műanyag szálakból, tűzési eljárással készített, néhány mm vastag, nemezszerű anyag, amelyet több méter széles csíkban, feltekercselve szállítanak. A szálak fátyolszerű elhelyezkedése folytán a geotextília vízáteresztő, minden irányban kellően nagy húzószilárdságú, és jelentős nyúlásra képes. A puha és vízzel telített talajra helyezett geotextília a terhelés hatására az altalajból kinyomódó vizet átereszti, de a talaj áthatolását megakadályozza.