Töltésalapozások

Töltésalapozás szükségessége

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

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

Állékonyság

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

Szétcsúszás

Kitolódás

Kitolódás Közelítő számítás

Süllyedés

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

Süllyedés

Konszolidáció

Másodlagos összenyomódás

Lineáris tehernövekedés figyelembe vétele - Schiffman

Véges-elemes módszerek

Töltésalapozási eljárások áttekintése

Megoldási lehetőségek a feladat kikerülése építésszervezési megoldások szerkezeti megoldások előzetes talajjavítások

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

Építésszervezési megoldások

Építésszervezési megoldások típusai lépcsős építés többlettöltés (előterhelés)

Lépcsős építés

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

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

Süllyedésmérési eredmények

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

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

Szerkezeti megoldások

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

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)

Tipikus geohab-töltés

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

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.

Alaptörés vizsgálata

Szétcsúszás vizsgálata

Geocellák töltésalapozáshoz

Előzetes talajjavítások

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

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.

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

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

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

Függőleges drénezés (vákumrásegítéssel)

Talajjavítás mélytömörítéssel, kavicscölöpözéssel, kőtömzsökkel

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 10-20 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

Mély- vibráció

Dinamikus konszolidáció

Kavicscölöpözés

Dinamikus talajcsere Menard M7 autópálya

SOIL CONS

Beton- cölö- pözés

Tervezési kérdések

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

A kavicscölöp süllyedéscsökkentő hatása

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

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

Megfigyelés (monitoring)

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

Süllyedésmérés

Építés közbeni süllyedések

Süllyedésmérési eredmények

Előrejelzés

Előrejelzés