COLAS Hungária szakmai nap 2006. május 2 COLAS Hungária szakmai nap 2006. május 2. Aktualitások a geotechnikában dr. Szepesházi Róbert Széchenyi István Egyetem, Győr Útépítési talajvizsgálatok fejlesztési kérdései laboratóriumi alapvizsgálatok az európai szabványok szerint tömörség ellenőrzés hengerre szerelt gyorsulásmérővel dinamikus tömörségmérés

A geotechnika európai szabványainak tárgykörei geotechnikai tervezés talaj- és kőzetosztályozás talajfeltárás- és talajvízmérések terepi talajvizsgálatok geotechnikai szerkezetek vizsgálata laboratóriumi talajvizsgálatok speciális mélyépítési technológiák a geoműanyagok alkalmazása a geoműanyagok vizsgálata

MSZ EN 1997-2: 2007 EC 7-2 Geotechnikai tervezés. Talajvizsgálatok 1. Általános elvek 2. A talajvizsgálatok megtervezése 3. Mintavétel és talajvízmérések 4. Terepi vizsgálatok 5. Laboratóriumi vizsgálatok 6. Talajvizsgálati jelentés Függelékek 4. és 5. részben: tárgy, követelmények, értékelés, felhasználás

Talaj- és kőzetosztályozás MSZ EN ISO 14688-1:2005 Geotechnikai vizsgálatok. Talajok azonosítása és osztályozása. 1. rész: Azonosítás és leírás. MSZ EN ISO 14688-2:2005 Geotechnikai vizsgálatok. 2. rész: Osztályozási alapelvek. prEN ISO 14688-2:2006 Geotechnikai vizsgálatok. 3. rész: A talajazonosítás elektronikus adatkezelése. MSZ EN ISO 14689-1:2005 Geotechnikai vizsgálatok. Kőzetek azonosítása és osztályozása. 1. rész: Azonosítás és leírás. prEN ISO 14689-2:2006 Geotechnikai vizsgálatok. Kőzetek azonosítása és osztályozása. 2. rész: A kőzetazonosítás elektronikus adatkezelése. MSZ 14043-2:2006 Talajmechanikai vizsgálatok. Talajok megnevezése talajmechanikai szempontból.

Talaj-osztályozás szemel-oszlás alapján

MSZE CEN ISO/TS 22476 Geotechnikai vizsgálatok Terepi vizsgálatok 1. Nyomószondázás elektromos mérőberendezéssel 2. Verőszondázás 3. SPT-szondázás 4. Pressziométeres vizsgálat Menard-féle berendezéssel 5. Rugalmas dilatométeres vizsgálat 6. Pressziométeres vizsgálat önlefúró berendezéssel 7. Fúrólyukas terhelés 8. Pressziométeres vizsgálat teljes elmozdulással 9. Terepi nyírószondázás 10. Súlyszondázás 11. Lapdilatométeres vizsgálat 12. Nyomószondázás mechanikus mérőberendezéssel 13. Tárcsás terhelés

MSZE CEN ISO/TS 17892 Geotechnikai vizsgálatok Talajok laboratóriumi vizsgálata 1. A víztartalom meghatározása 2. A finomszemcséjű talajok térfogatsűrűségének meghatározása 3. A szemcsék sűrűségének meghatározása. Piknométer-módszer 4. A szemeloszlás meghatározása 5. Kompressziós vizsgálat lépcsőzetes terheléssel 6. Ejtőkúpos vizsgálat 7. Finomszemcsés talajok egyirányú nyomóvizsgálata 8. Konszolidálatlan, drénezetlen triaxiális vizsgálat 9. Konszolidált triaxiális nyomóvizsgálat telített talajokon 10. Közvetlen nyíróvizsgálat 11. Áteresztőképességi vizsgálat 12. Az Atterberg-határok meghatározása

KÚPOS PENETROMÉTER a folyási határ megállapítására a Casagrande-készülék helyett MSZE CEN ISO/TS 17893-12 Geotechnikai vizsgálatok. Talajok laboratóriumi vizsgálata 12. rész. Az Atterberg határok meghatározása

Folyási határ megállapítása penetrométerrel

Geoműanyagok vizsgálata Alapjellemzők polimerfajta, vastagság, területi sűrűség Hidraulikai jellemzők jellemző szűrőnyílás, áteresztőképesség síkban és arra merőlegesen Mechanikai jellemzők szakítószilárdság és merevség, kúszás, összenyomhatóság, súrlódási jellemzők, statikus és dinamikus átszakadás Tartósság, degradációs jellemzők oxidáció, kémiai, mikrobiológiai hatások, UV-sugárzás Mindenre van szabvány, de mi semmit sem vizsgálunk!

Tömörségellenőzésről általában Kitekintés külföldre Eurocode 7 Német előírások Osztrák gyakorlat: FDVK Hazai gyakorlat Radiometriás mérés Dinamikus tömörségmérés

MSZ EN 1997-1:2005 Eurocode-7: Geotechnikai tervezés. 1. rész MSZ EN 1997-1:2005 Eurocode-7: Geotechnikai tervezés. 1. rész. Általános szabályok 5.3.4. Földművek ellenőrzés (1)P A földművet szemrevételezéssel vagy mérésekkel kell ellenőrizni, hogy az anyag típusa, beépítési víztartalma és tömörítési eljárása megfeleljen az előírtaknak. (2) A töltésanyagok és a tömörítési eljárások bizonyos kombinációja esetén a tömörséget nem szükséges a tömörítés befejezése után mérésekkel ellenőrizni, ha a tömörítési eljárás a próbatömörítés vagy a korábbi, összehasonlítható tapasztalatok alapján megfelelőnek bizonyult.

(3) A tömörség a következők valamelyikével ellenőrizhető: – a száraz térfogatsűrűség mérése és – ha a terv megkívánta – a víztartalom mérése; – olyan jellemzők mérése, mint pl. a behatolási ellenállás vagy a merevség. Az ilyen mérések azonban nem mindig alkalmasak a kohéziós talajok tömörségének megítélésére. (4) Ajánlatos előírni és a helyszínen ellenőrizni a – pl. Proctor-százalékban – meghatározott minimálisan szükséges tömörséget. (5) Kőanyag vagy nagy mennyiségű durva szemcsét tartal-mazó anyag esetén a terepi módszerekkel végzett ellenőrzés indokolt. Ilyen anyagok esetén a Proctor-vizsgálat alkalmatlan.

(6) A helyszíni ellenőrzés (lásd EN 1997-2) a következők valamelyikével lehetséges: – annak megállapításával, hogy a tömörítés a próbatömörítés vagy az összehasonlítható tapasztalatok alapján meghatározott eljárás szerint történt; – annak megállapításával, hogy a tömörítő eszköz egy további járata csak az előzetesen megszabottnál kisebb többletsüllyedést okoz; – terhelőlapos vizsgálattal; – szeizmikus vagy dinamikus módszerekkel.

Merkblatt für die Verdichtung des Untergrundes und Unterbautes im Straßenbau M1: a tömörségi fok szúrópróbaszerű megállapítása a térfogatsűrűség (és a víztartalom) közvetlen mérése vagy valamely közvetett eljárás (és kalibráció) révén. M2: tömörítő hengerre szerelt gyorsulásmérővel mért, az előzetes kalibrálás során meghatározott értékű paraméter elérésének igazolása egy mérőjárattal (FDVK=teljes felületű dinamikus tömörségellenőrzés) M3: a próbabeépítés keretében elfogadott tömörítési technológia betartásának jegyzőkönyves igazolása és vizuális ellenőrzése.

M1 mérési módszerei Közvetlen Közvetett zavartalan mintavétel 10-25 cm átmérőjű kiszúró hengerrel zavart mintavétel térfogatmérés helyettesítéses (homokszórásos, gumimembrános v. gipszöntéses) módszerrel Közvetett statikus tárcsás terhelés E2 és Tt=E2/E1 mérésére dinamikus tárcsás terhelés Evd megállapítására dinamikus v. statikus szondázás szondaellenállás megállapítására behajlásmérés Benkelman-féle eszközzel süllyedésmérés a töltésfelszín pontjai dinamikus mérés tömörítőhengerrel pontszerűen.

Radiometriás (izotópos) mérés Eurocode és ZTVE nem is említi műszergyártók nem ajánlják egészségkárosító üzemeltetése nehézkes w > 15 % esetén alkalmatlan pontatlan, manipulálható múltban töltéstest: 85 % - a tévedés kockázat kicsi védőréteg: 90 % - tárcsás terhelés segít újabban növekvő, 88-98 % követelmények – mi lesz?

A tömörségellenőrzés követelményei legyen gyorsan, egyszerűen végrehajtható, kevés élőmunkát igényeljen, ne zavarja a földmunkát, ne csak az utólagos ellenőrzést tegyen lehetővé, épüljön be a technológiai folyamatba, munka közben segítse a tömörítő munkát végzőket, közvetlen, gyors feldolgozást és dokumentálást tegyen lehetővé, minél teljesebb, statisztikailag értékelhető képet adjon, a gyenge helyeket is mutassa ki, az egyenletes minőség elérését is segítse.

Teljesfelületű dinamikus tömörségellenőrzés FDVK

A teljesfelületű dinamikus tömörségellenőrzés (FDVK) numerikus vizsgálata Fritz Kopf – Peter Erdman, TU Wien, BOMAG GmbH Teljesfelületű dinamikus tömörségellenőrzés (FDVK) Kalibrálás és alkalmazás az osztrák RVS 8S.02.6 szerint Fritz Kopf – Dietmar Adam, TU Wien Tömörítési dokumentáció a HAMM Compaction Navigator (HCN) rendszerrel Axe Römer, HAMM Ag.

vibro- hengerek fejlődése

vario-henger variocontrol-henger

Az FDVK elemei

FDVK-értékek értelmezése CMV Geodynamik a talaj és a gerjesztés amplitudójának hányadosa [ ] OMEGA BOMAG - Terrameter talajra átadott tömörítő munka [Nm] Evib BOMAG – Terrameter a talajreakció merevségi modulusa [N/m2] kb Amman – ACE a talajreakció rugóállandója [N/m]

henger + talaj rezgő rendszer modellezése

henger – talaj véges elemes modellje

Kalib-rálás

Statikus és dinamikus teherbírási modulusok megfeleltetése

FDVK gyakorlata

járatszám Ev2-teherbírás

a minőség megfelelősége és változása tömörség teherbírás

Ev2 teherbírási modulus statisztikai értékelés sűrűségfüggvény területi változás

Teljesfelületű dinamikus tömörségellenőrzés Megállapítások Megfelel a korszerű ellenőrzési követelményeknek. A tömörítési technológia optimalizálásának az eszköze is. Tudományosan megalapozott, de még van kutatási feladat. Az Evib és a kb FDVK-értékek preferálandók. Igényes kalibrációt kíván, lehetőleg ejtősúlyos vizsgálattal. Javaslatok Célszerű lenne más országbeli COLAS-cégek tapasztalatai-nak megismerése. Egy berendezés megvásárlása (10 mFt), beüzemelése (az osztrák kollégák segítségével).

A dinamikus tömörségmérés alkalmasságának vizsgálata

ÚT 2-2.124:2005 „Dinamikus tömörség- és teherbírásmérés kistárcsás könnyű ejtősúlyos berendezéssel” tárcsaátmérő: 163 mm ejtési magasság: 72 cm ejtősúly: 11 kg nyomás: 350 kPa terhelési idő: 18 ms ütésszám: 18 munkamennyiség: 0,4 Nm/cm3 bemenő adat: Trw nedv. korr. tény. eredmény: Evd din- modulus TrE relatív. töm. fok Trd dinamikus töm. fok

Kérdések tárcsa tömörítő hatása w mérési hibája Proctor-görbe bizonytalansága TrE megállapítása méretek, mennyiségek Trd  100 %

Tárcsa tömörítő hatása Kézdi-Kabai

w hibája dTrw/dw 0,25…4,0 telítettség hatása Sr > ?

Proctor-görbe szórása iszapos hlisztes homok ÁKMI körvizsgálat Trw rel Proctor-görbe szórása iszapos hlisztes homok ÁKMI körvizsgálat Trw rel. szórása wopt - 5 0,052 wopt 0,016 wopt + 5 0,019

TRE megállapítása

Reprodu-kálhatóság

Reprodukálhatóság

Trr izotópos mérés – Trd dinamikus mérés össze-hasonlítása

Zorn Weingard Kopf-Adam a könnyű ejtősúlyos mérés csak tájékozat a tömörségről egymás utáni süllyedések összevetése s/v viszony értékelése ( 3,5 jó)

Méréstartomány, méretek, mennyiségek a mérési mélység a tárcsaátmérő kb. kétszerese → D=30 cm talajra jobb, mint D=163 cm a talajban a burkolat alatt kb. 100 kPa feszültség működik → D=30 cm és m=10-11 kg az optimális Evd mérésére a tömörítő munka mennyisége mindenképpen bizonytalan → 18-nál jóval kevesebb ütés is tájékoztathat a tömörségről a kalibráció elengedhetetlen → Trw nedvességkorrekciós tényező bevonása elhagyható telített, zárt rendszerben a dinamikus hatásokra adott válasz zavaros → 15-20 % víztartalmú agyagtalajok esetében nem alkalmazható

Könnyű ejtősúlyos kistárcsás dinamikus tömörségmérés Megállapítások A tárcsaátmérő és a terhelés nagysága nem ésszerű. A dinamikus és a hagyományos tömörségi fok azonossága nem igazolható. A mostani tömörségszámítási eljárásban sok a hibalehetőség. A 100 %-hoz közeli valós tömörséget e módszer nem tudja kimutatni. Veszélyesen nagy szerepe van az első ütés okozta süllyedésnek. A mérés reprodukálhatósága jó. Javaslatok A műszer méreteit szerkezeti jellemzőit érdemes újragondolni. A süllyedéscsökkenésből egyszerűbb tömörségminősítő paraméter számítandó. A módszer csak az aktuális talajokon a próbabeépítés során végzett kalibráció alapján használható, az sikeresnek ítélhető. Javított alkalmazása esetén sem helyes e módszer alapján minősíteni, míg elég tapasztalat és szisztematikus vizsgálat nem igazolja helyességét.