Töltésalapozások tervezése II.

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

A módszerválasztás szempontjai a talajmechanikai problémák kiküszöbölésére 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 Kőtömzsök készítése döngöléssel - ha nagy az alaptörési veszély és a süllyedés, kevés az idő, viszont nem túlzottan vastag a puha talaj Kavicscölöpözés - ha vastag és esetleg fedett a gyenge réteg, a süllyedés és az idő is kritikus, viszont kicsi a kezelendő felület 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

Az altalaj javítása szemcsés anyagok bevitelével

Kavicscölöpök és Kőtömzsök Az altalaj komplex javítási módszerei, mert készítésük, illetve a kész kavicscölöpök és kőtömzsök : talajtömörítésként részleges talajcsereként függőleges drénként is működnek, így csökkentik a süllyedések mértékét, növelik a talajtöréssel szembeni biztonságot, gyorsítják a konszolidációt.

Tervezési kérdések Milyen kiosztással, mélységgel és milyen kitöltő anyaggal kell beépíteni a kavicscölöpöket, kőtömzsöket ahhoz, hogy az adott terhelés hatására a süllyedések egy határérték alatt maradjanak? (használhatósági határállapot vizsgálata) Az adott kiosztás mellett a süllyedések lezajlásához szükséges idő becslése, illetve az adott talajviszonyok esetén milyen hosszú konszolidációs idő várható? (használhatósági határállapot időbeli vizsgálat)

Tervezési kérdések A teherelosztó réteg méretezése (teherbírási határállapot vizsgálata) Az adott kiosztású kavicscölöpökkel, kőtömzsökkel javított talajban a terhelés hatására bekövetkezhet-e alaptörés, illetve a töltés szétcsúszása? (teherbírási határállapot vizsgálata)

Teherbírási határállapotok

Kavicscölöpök, kőtömzsök tervezése Hagyományos elméletek (Barron – Priebe) Geotechnikai szoftverek Hagyományos elmélet (GGU) Végeselemes programok Plaxis 2D Plaxis Tunnel Plaxis Foundation Plaxis 3D MIDAS GTS

„Hagyományos” elmélet Barron - Konszolidációszámítás 1 - U = (1 - Uv) × (1 - Ur) n=D/d

„Hagyományos” elmélet Priebe – Süllyedéscsökkentő hatás

. GGU-CONSOLIDATE program

Plaxis 2D - Síkbeli modell Plaxis 2D - Tengelyszimmetrikus modell

MIDAS GTS 3D

Számpélda - Kavicscölöpök méretezése hagyományos elméletekkel

Zala-vasút kedvezőtlen altalajú szakaszának fő paraméterei

konszolidációszámítás (kezelés nélkül) : süllyedésszámítás (kezelés nélkül) : konszolidációszámítás (kezelés nélkül) : A Terzaghi-féle konszolidációs elmélet alapján a v=(1-Uv)=90%-os konszolidációs fokhoz tartozó időtényező T=0,85. konszolidációs idő : alaptörés: szétcsúszás:

Talajjavítással elérhető javulás meghatározása Kavicscölöpök „s” a függőleges drének távolsága D a talajhenger átmérője, ahonnan a víz a drének felé áramlik (D= s·1,05) - d a drén átmérője

Konszolidációgyorsítás számítása

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

Süllyedéscsökkentés számítása

A kavicscölöp süllyedéscsökkentő hatása sm ≈ 13 cm

Barron egyenlet

Használhatósági határállapot - Méretezés számítástechnikai programokkal - GGU Consolidate

Használhatósági határállapot - Méretezés számítástechnikai programokkal - PLAXIS 2D

PLAXIS 2D – síkbeli modell

PLAXIS 2D síkbeli modell Függőleges irányú elmozdulások a töltésépítést követően Zalavasút kavicscölöp építés Mohr-Coloumb 6 építési fázis smax=9 cm teherfelvitel konszolidációs idők Idő – süllyedés görbe

PLAXIS 2D – tengelyszimmetrikus modell

Konszolidációszámítás – PLAXIS 2D

PLAXIS Tunnel – 3D

MIDAS GTS – 3D

Teherbírási határállapot - Méretezés hagyományos elméletekkel - BS 8006

a legnagyobb tengelytávolság : Cölöpcsoport teherbírása a legnagyobb tengelytávolság : Qp a cölöpcsoport minden egyes tagjának teherbírása; ffs a talaj térfogatsúlyának parciális tényezője,  a töltés anyagának térfogatsúlya; H a töltés magassága; fq a külső megoszló teherhez rendelt parciális tényező ws a külső megoszló terhelés.

A függőleges terhek leosztása H  0,7· (s - a) Trp - az erősítésben keltett húzóerő;  - az erősítés fajlagos nyúlása.

Szétcsúszás Tds az erősítés egy folyóméterében keletkező húzóerő; Ka az aktív földnyomás tényezője ; H a töltés magassága;  a töltés térfogatsúlya; ws a töltéskoronán egyenletesen megoszló terhelés; ffs a talaj térfogatsúlyához rendelt parciális tényező; fq a külső terhekhez rendelt parciális tényező. minimális erősítési hossz az erősítés bekötése

Általános állékonyság MD  MRS + MRP + MRR MD - a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, felszorzott mozgatónyomaték MRS - a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, a talaj ellenállásából származó, megfelelően csökkentett stabilizáló nyomaték MRP - a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, a cölöpök hatásából adódó, stabilizáló nyomaték MRR – a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, az erősítésből származó stabilizáló nyomaték

Teherbírási határállapot - Méretezés hagyományos elméletekkel - Rézsűállékonysági vizsgálattal

Szétcsúszás vizsgálata A kezelt talaj egyenértékű tulajdonságaival:

Alaptörés vizsgálata A kezelt talaj egyenértékű tulajdonságaival

Teherbírási határállapot - Méretezés számítástechnikai programokkal - PLAXIS program

PLAXIS 2D PLAXIS Tunnel 3D