Töltésalapozások.

Az előadások a következő témára: "Töltésalapozások."— Előadás másolata:

1 Töltésalapozások

2 Töltésalapozás szükségessége

3 Töltésépítési veszélyek, nehézségek
Talajmechanikai problémák Állékonyságvesztés Süllyedés Technológiai problémák A felszín lecsapolása Felszín letermelése Járhatóság biztosítása Szemcsés réteg beépítése

4 Talajmechanikai problémák
Rotációs mozgás Süllyedés Töltés Puha altalaj Nagymértékű, egyenlőtlen és időben elhúzódó süllyedés az altalaj összenyomódása miatt

5 Állékonyság

6 Alaptörés vizsgálata Pontos számítás állékonyság- vizsgálat Közelítés síkalapozás qt = Nc × cu φu=0 esetén Nc = 2 + p qt  5 × cu

7 Szétcsúszás

8 Kitolódás

9 Kitolódás Közelítő számítás

10 Süllyedés

11 Süllyedés- és konszolidációszámítás
többnyire elegendő a gyenge réteg összenyomódá-sára összpontosítani, a többié lezajlik építés közben a feszültségek, illetve az alakváltozások mélységbeli változásait figyelmen kívül lehet hagyni általában megengedhető egydimenziós (függőleges) konszolidációval (összenyomódással és vízáram-lással) számolni egy réteget állandó kompressziós és konszolidációs paraméterekkel lehet jellemezni az építés időtartamát, a teherfelhordás elhúzódását első közelítésben nem kell figyelembe venni

12 Süllyedés

13 Konszolidáció

14 Másodlagos összenyomódás

15 Lineáris tehernövekedés figyelembe vétele - Schiffman

16 Véges-elemes módszerek

17 Töltésalapozási eljárások áttekintése

18 Megoldási lehetőségek
a feladat kikerülése építésszervezési megoldások szerkezeti megoldások előzetes talajjavítások

19 A feladat kikerülése helyszínrajzi elkerülés
talajcsere (teljes, részleges) kiemelés hídra

20 Építésszervezési megoldások

21 Építésszervezési megoldások típusai
lépcsős építés többlettöltés (előterhelés)

22 Lépcsős építés

23 Többlettöltés Alkalmazás :
a süllyedés lezajlását kell gyorsítani, nincs talajtörési veszély

24 Tőzeges altalaj az M7 autó-pályán
alaptöréssel szembeni biztonság: n≈(5·cu)/(h·r·g)≈90/80≈1,1 számított süllyedés : smax≈ 50 cm Tőzeges altalaj az M7 autó-pályán 2-3 m tőzeg  4 m

25 Süllyedésmérési eredmények

26 Töltésalapozás végeselemes modellezése Plaxis V8 programmal
lépcsős építés modellezése építési fázisok utáni állékonyság meghatározása építési fázisok utáni süllyedések meghatározzuk konszolidációs idők közbeiktatása geoműanyagok figyelembevétele többféle anyagmodell alkalmazása

27 M7 autópálya lépcsős építés Mohr-Coloumb 11 építési fázis smax=54 cm
Függőleges irányú elmozdulások végállapotban M7 autópálya lépcsős építés Mohr-Coloumb 11 építési fázis smax=54 cm teherfelvitel konszolidációs idők túltöltés hatása Idő – süllyedés görbe

28 Szerkezeti megoldások

29 Szerkezeti megoldások áttekintése
töltésmagasság optimalizálás laposabb töltésrézsű (osztó-nyomópadka) töltéssúly csökkentése geoműanyagok alkalmazása

30 A töltésmagasság optimalizálása
gyenge altalajon való építés esetében 3…4 m magas töltés a talajtörés veszélye és a várható süllyedés még viszonylag kicsi a járművek dinamikus hatásai már nem hatnak a gyenge altalajra ki tud alakulni megfelelő átboltozódás a különösen magas (10…15 m-es) töltéseket kerülni kell A rézsűhajlás csökkentése a talajtöréssel szembeni biztonságot növeli a süllyedések alakulását gyakorlatilag nem befolyásolja osztópadkával megoldható A töltéstömeg csökkentése a talajtörési és süllyedési gondokat egyaránt csökkenti könnyű töltésanyagok (kohósalakok, pernyék, habszerű anyagok) kikönnyítés (üres gyűrűk)

31 Tipikus geohab-töltés

32 geoműanyagok alkalmazása
talajtörés és szétcsúszás elleni védelem az általuk felvett húzóerő akadályozza a töltéstest elmozdulását a süllyedéseket nem befolyásolják

33 Geoműanyagok ellenőrzése
ki kell mutatni, hogy a geoműanyagok a rájuk háruló erőket szilárdságuk révén húzott elemként tartósan fel tudják venni, a geoműanyag fölött elmozduló töltéstömegről az azzal érintkező szakaszon át tudják venni, a vizsgált csúszólap mögötti talajzónára át tudják adni.

34 Alaptörés vizsgálata

35 Szétcsúszás vizsgálata

36

37 Geocellák töltésalapozáshoz

38 Előzetes talajjavítások

39 Előzetes talajjavítások módszerei
talajcsere mélytömörítés dinamikus konszolidációval mélytömörítés vibrációval függőleges drénezés kavicscölöpözés dinamikus kezeléssel készült kőtömzsök betoncölöpözés

40 Talajcsere Akkor alkalmazható, ha
a cserélendő talaj vastagsága és mennyisége a töltés méreteihez képest nem nagy, durva szemcséjű, tömörítés nélkül is jó teherbírású talaj áll rendelkezésre a földkiemelés megbízhatóan és ellenőrizhetően végrehajtható, a kiemelt föld elhelyezése megoldható.

41 Függőleges szalagdrén
t ö l t é s agyag talaj szemcsés talaj

42 Függőleges drénezés A konszolidáció gyorsítását szolgálja, s ezzel a talajtörés elleni biztonságot is növeli. Különösen akkor célszerű tervezni, ha elsősorban a konszolidáció elhúzódása és nem a süllyedések nagysága, illetve a teherbírás a kritikus, a konszolidálódó réteg vastag és/vagy mélyen van, a kritikus réteg kis áteresztőképességű kövér agyag, a mechanikai jellemzőket javító megoldások szükségtelenek vagy nehezen valósíthatók meg

43 Függőleges drének lemélyítése célgéppel
20-30 m magas vezetőszerkezet alapgépre erősítve acélcső: szállítja a drént az altalajba mélység = acélcső hossz kihorgonyzás saruval

44

45 Függőleges drénezés (vákumrásegítéssel)

46 Talajjavítás mélytömörítéssel, kavicscölöpözéssel, kőtömzsökkel

47 az elérhető max. mélység kb. 20 m,
Mélyvibrálás altalajba lehajtott speciális szárnyas vibrátor vagy felülről vibrált rudazattal az elérhető max. mélység kb. 20 m, 3,0 m-nél kisebb mélység esetén nem célszerű Dinamikus konszolidáció 8-20 tonnás tömegek m magasságból való ejtegetése a hatásmélység 5-10 m, függ a talajtól és ejtési energiától laza szemcsés talajok esetén alkalmas (kötött talajokban kavicscölöpök vagy kőtömzsök állíthatók elő) A mélytömörítéssel csökkenthető a talajtörés veszélye és a süllyedés

48 Mély- vibráció

49 Dinamikus konszolidáció

50 Kavicscölöpözés

51 Dinamikus talajcsere Menard M7 autópálya

52 SOIL CONS

53 Beton- cölö- pözés

54

55 Tervezési kérdések

56 Radiális és vertikális konszolidáció
1 - U = (1 - Uv) × (1 - Ur) N=D/d

57 A kavicscölöp süllyedéscsökkentő hatása

58 Zalavasút kavicscölöp építés Mohr-Coloumb 6 építési fázis smax=9 cm
Függőleges irányú elmozdulások a töltésépítést követően Zalavasút kavicscölöp építés Mohr-Coloumb 6 építési fázis smax=9 cm teherfelvitel konszolidációs idők Idő – süllyedés görbe

59 A módszerválasztás szempontjai
Lépcsős építés - ha a talajtörés a fő veszély, viszont van idő a konszolidációra Túltöltés - ha a lassú konszolidáció a fő gond, viszont nincs talajtörési veszély Szalagdrénezés - ha vastag a puha réteg, kevés az idő, viszont nem nagy a süllyedés és az alaptörés veszélye Kavicscölöpözés - ha vastag és esetleg fedett a gyenge réteg, a süllyedés és az idő is kritikus, viszont kicsi a kezelendő felület Kőtömzsök készítése döngöléssel - ha nagy az alaptörési veszély és a süllyedés, kevés az idő, viszont nem túlzottan vastag a puha talaj Betoncölöpözés - ha nagyon kicsi lehet a süllyedéskülönbség, és semmi idő sincs, viszont nem nagy a terület Geoműanyagos talajerősítés - ha a szétcsúszás és az alaptörés a fő veszély, viszont a süllyedés nagysága és elhúzódása kevésbé

60 Megfigyelés (monitoring)

61 vizsgálandó elemek vizsgálati módszerek
várt mozgások süllyedések nagysága, időbeli alakulása oldalkitérés, talpemelkedés a talaj feltételezett javulása nyírószilárdság növekedése összenyomhatóság csökkenése (tömörödés) vizsgálati módszerek süllyedésmérés mérőcsőben deflectométerrrel mérőlemezen ráfúrással pórusvíznyomás-mérés szondázás nyíró-, nyomó-, verő-szondával a puha altalajban dinamikus szondával, presszióméterrel a javított talajban

62 Süllyedésmérés

63 Építés közbeni süllyedések

64 Süllyedésmérési eredmények

65 Előrejelzés

66 Előrejelzés