Cölöpalapozás I. rész

1. CölöpalapozásI. rész

2. Cölöpalapozási alapismeretek

3. A cölöpök definiciója • teherátadás a mélyebben levő talajrétegekre a cölöptalpon és a cölöppaláston • függőleges méretére általában H5∙D jellemző a teherbíró réteg mélysége és a befogás szükséges hossza szabja meg • építés általában valamilyen "célszerszámmal" felülről, a járósíktól lefelé

4. új építmény alapozása mélyen teherbíró réteg esetén aláüregelődési veszély esetén magas talajvíz esetén a víztelenítés elkerülésére süllyedésérzékeny épület alá régi épület megerősítése épületkárosodás vagy tehernövelés esetén koncepció: teheráthárítás a mélyebb rétegekre síkalap alá, mellé vagy azt átfúrva A cölöpök funkciója, rendeltetése földtámasztó szerkezet • munkatérhatárolásra • lejtőstabilizálásra talajjavítás céljából • tömörítés • talajcsere

5. Új épület pilléreinek alapozása cölöpökkel

7. Kombinált cölöp-lemezalapozás

8. Alapmegerősítő cölöpök

9. Földmegtámasztó cölöpfalak

10. Mélyvibrációval készülő talajjavító cölöp

11. Cölöptípusokmechanikai igénybevétel szerint Rh Rt Rt Epf Rs Rs Epa Rb nyomott húzott keresztirányban terhelt

13. A cölöp-ellenállási összetevők mobilizálódása,arányuk változása

14. Talajhelyettesítéses talajkiemelés üregkitöltés talajlazulás  teherbíráscsökkenés lehajtáskor sem zaj, sem rezgés Talajkiszorításos cölöptest v. alul zárt cső lehajtása talajtömörítés  teherbírásnövekedés lehajtáskor zaj, rezgés Cölöpözési technológiák

16. A cölöpanyag hasznosulása 20 cölöpözési projekt Nápoly mellett vulkáni eredetű talajokban

17. Mikrocölöpök D=8-24 (30) cm főleg alap- megerősítésre speciális technológiákkal Nagyátmérőjű D> 80 cm nagy terhelésű, érzékeny épületek talajhelyettesítéses technológiával Cölöposztályozás az átmérő szerint „Normál” méretű • D=30-80 cm • szokványos terhű, érzékeny épületek • mindkét technológiával

18. A cölöpök anyaga • vasbeton - leggyakoribb - készítése: helyben (az üregben) bedolgozva előregyártva (egészben v. darabokban) • acél, öntött vas - idehaza ritka, bár terjedőben van - keresztmetszete: cső (egyben vagy elemekből) hengerelt profil (H-, I-szelvény) • fa - régen gyakori volt, mára szinte eltűnt • tájvédelmi okokból vízi építményeknél, - impregnálva • szemcsés anyagok - inkább talajjavításra - kő, kavics, salak, meszes v. cementes talaj

19. Cölöpalapozások tervezése

20. A tervezés rendje, követelményei

21. Nyomott cölöpök tervezésének rendje • a kiindulási adatok rögzítése, értékelése építmény, helyszín, talaj-talajvíz, körülmények • cölöpválasztás típus, átmérő, hossz vagy darabszám • közelítő méretezés a becsült teher és teherbírás összevetése • a cölöpalap konstrukciójának kialakítása elrendezés, kivitelezés, felszerkezeti kapcsolat • részletes statikai ellenőrzés a követelmények teljesülésének igazolása • a kivitel tervek elkészítése típus, méret, vasalás, elrendezés, darabszám, készítési sorrend, lehajtáskor várható akadályok • a kivitel műszaki felügyeletének előírása cölöpözési jkv, integritásvizsgálat, próbaterhelés

22. A cölöptervezés meghatározó elemei • Típus- és méret választás • Kiosztás - tengelytávolság • Egyedi cölöp tervezése talajtörésre • Közelítő ellenőrzések a további követelményekre

23. Cölöpválasztás szempontjai • a helyszíni talaj- és talajvízviszonyok, beleértve a talajban előforduló ismert vagy lehetséges akadályokat is; • a cölöpözéskor keletkező feszültségek; • a készítendő cölöp épségének megőrzésére és ellenőrzésére szolgáló lehetőségek; • a cölöpözési módszer és sorrend hatása a már elkészült cölöpökre, a szomszédos tartószerkezetekre és közművezetékekre; • a cölöpözéskor megbízhatóan betartható tűréshatárok; • a talajban előforduló vegyi anyagok káros hatásai; • a különböző talajvizek összekapcsolódásának lehetősége; • a cölöpök kezelése és szállítása; • a cölöpözés hatásai a környező építményekre. • a cölöpök távolsága a cölöpcsoportban; • a cölöpözéssel a szomszédos szerkezetekben okozott elmozdulások vagy rezgések; • az alkalmazandó verőberendezés vagy vibrátor típusa; • a cölöpökben a verés által keltett dinamikus feszültségek; • fúróiszappal készülő fúrt cölöpök esetében a folyadéknyomás szinten tartásának szükségessége, megakadályozandó a furat falának beomlását és a furat talpának hidraulikus talajtörését; • a cölöptalp és – egyes esetekben, különösen bentonit alkalmazásakor – a palást megtisztítása a fellazult törmelék eltávolítása végett; • a furatfal betonozás közbeni helyi beomlása, mely földzárványt okozhat a cölöpszárban; • talaj vagy talajvíz behatolása a helyben betonozott cölöptestbe és az átáramló víz lehetséges zavaró hatásai a még nedves betonban; • a cölöpöt körülvevő telítetlen homokrétegeknek a beton vizét elszívó hatása; • a talajban előforduló vegyi anyagok kötésgátló hatása; • a talajkiszorító cölöpök talajtömörítő hatása; • a talajnak a cölöpfúrás által okozott megzavarása.

24. A cölöpözés tervezéséhez szükséges speciális információk • Épületmaradványok, feltöltések • Kövesedett talajok • Agresszív talajok és talajvíz • Lágy réteg egy jó réteg alatt • Érzékeny szomszédos épületek • Környezeti korlátozások • Légvezetékek

25. Cölöpök statikai követelményei • valamennyi egyedi cölöp teherbírásának nagyobbnak kell lennie a rájutó tehernél • a cölöpcsoportra jutó eredő erőt el kell bírnia a cölöpcsoportnak • az egyedi cölöp süllyedése nem lehet nagyobb a megengedettnél • a cölöpcsoport süllyedése is megengedhető legyen

26. A cölöpcsoport talajtörési ellenállása • a cölöpcsoportot egyetlen „nagy” cölöpként vizsgálva megállapítható ellenállás a cölöpöket befoglaló palás- és talpfelületeken működő a fajlagos palást- és talpellenállást az egyedi cölöpökéhez arányosítva lehet felvenni • a cölöpcsúcs síkjában feltételezhető helyettesítő síkalap talajtörési ellenállása alaprajzi méretet a köpenysúrlódás miatti feszültség-szétterjedéssel számolva a cölöpöket befoglaló kontúrvonalakból kiadódónál valamelyest nagyobbra lehet venni • az egyedi cölöpök nyomási ellenállásának összege lebegő cölöpök esetében esetleg bizonyos (szerény mértékű) csökkentéssel

27. Az egyedi cölöpök süllyedése a csúcs alatti 2.D talajzóna kompressziójából számítható, de a legtöbb esetben minimális (elhanyagolható), mert • a lebegő cölöpök esetében a domináns köpenysúrlódás 0,02∙D ≈ 10 - 20 mm elmozdulással már mobilizálódik • az álló cölöpök csúcsa jó teherbírású, alig összenyomódó talajra támaszkodik • próbaterhelési tapasztalatok szerint az üzemi terhelésnek megfelelő erőnél 5-15 mm

28. Cölöpcsoport süllyedésének becslése

30. Negatív köpenysúrlódás • Okai: felszíni teher, verés okozta pórusvíznyomás-többlet, fiatal feltöltések összenyomódása önsúly hatására, feltöltés roskadása, talajvízszint csökkenése, szerves talajok másodlagos összenyomódása • Jellemzői: 5-10 mm süllyedés is elegendő a mobilizálódáshoz, neutrális szint függ a biztonságtól, a teherbírási összetevők arányától és mobilizáló mozgásuknak a felszínsüllyedéshez viszonyított arányától, süllyedési, nem teherbírási probléma, mert elegendően nagy mozgás után már nem lehet negatív köpenysúrlódás, a hasznos, esetleges terhek nem okoznak gondot, cölöpcsoportban a helyzet kedvezőbb • Védekezési lehetőségek: előterhelés a konszolidáció kivárásával (s/t<1cm/hó), cölöpköpeny kikapcsolása védőcsővel, kenéssel kellően nagy biztonság a töréssel szemben felszerkezet süllyedéstűrésének növelése

31. Az egyedi cölöp teherbírásának meghatározása

32. Egyedi cölöp nyomási ellenállásának meghatározási módszerei • statikus próbaterhelés a helyszínén, a tervezett cölöpfajtán hasonló próbaterhelések eredményeinek adaptálása • számítás talajvizsgálatok (talajszelvény) alapján statikus szondadiagram nyírószilárdság azonosító paraméterek • dinamikus próbaterhelés illesztés korrelációs összefüggés verési képlet

33. Statikuscölöppróbaterhelések

34. Próbaterhelési rendszerek

40. STATNAMIC

41. A terhelőerő időbeli változása

42. A süllyedés időbeli alakulása

43. A terhelő erő és a süllyedés kapcsolata

44. Próbaterhelési görbe

45. Cölöpellenállás számítása talajvizsgálat alapján

46. Cölöpteherbírás számítása talajvizsgálati adatok alapján szemiempirikus módszerekkel Rb talpellenállás Ab keresztmetszeti terület qb fajlagos talpellenállás Rs Palástellenállás Hi ·Ki rétegvastagság · cölöpkerület qsi fajlagos palástellenállás

47. Szemcsés talaj esetén qb talpellenállás ab a talpellenállás technológiai szorzója b és s köralakú cölöpökre 1,0 qcI a talp alatti dcrit kritikus mélységre vonatkozó átlag qcII a talp alatti dcrit kritikus mélység minimuma qcIII a talp feletti 8D hossz minimuma, de legfeljebb 2 MPa dcrit 4D és 0,7D közötti azon mélység, mely a legkisebb qb értéket adja qbH korlátozása • qbH<15 MPa lehet • előterhelt, nagyon tömör, meszes homokok esetében további csökkentés qs palástellenállás qs= s qcH ab a palástellenállás technológiai szorzója qcH korrekciója • ha egy 1,0 m-nél hosszabb szakaszon qc15 MPa, akkor qcH=15 MPa legyen, (ez egyben qs 120 kPa korlátozást is jelent) • ha egy 1,0 m-nél rövidebb szakaszon qc12 MPa, qcH=12 MPa legyen, • ha a szondázás terepszintje magasabban volt, mint lesz az üzemi állapotban, s ezért a függőleges hatékony feszültség valamely mélységben szc’-ről szH’-ra csökken, akkor a figyelembe vehető szondaellenállás qcH=qcH·(szH’/szc’) legyen

48. Statikus szondadiagram

50. Talajkiszorítással készülő cölöpre Kötött talajok fajlagos cölöpellenállási értékei a cu drénezetlen nyírószilárdságból Palástellenállás Talpellenállás Talajhelyettesítéssel készülő cölöpre cu0,06.qc qc= a stat. szonda csúcsellenállása