dr. Szepesházi Róbertdr. Szepesházi Róbert

Széchenyi István Egyetem, GyőrSzéchenyi István Egyetem, Győr

Hídalapozás Hídalapozás

az új európai szabványok szerintaz új európai szabványok szerint

Cölöpalapozások méretezéseaz Eurocode szerint

Cölöptervezés az EC 7 szerint

Érdekességek, újdonságok

• a cölöpöket körülvevő talaj különböző elmozdulásainak hatása

• cölöptípus, anyag, méret, készítés megválasztásának szempontjai

• tervezési módszerek (stat. és din. próbaterhelések, számítások, adaptáció)

• próbaterhelés kötelezettsége, lehetősége, időpontja, száma, jellege,

szabályai

• teherbírási határállapot, törés értelmezése (s=0,1D)

• a cölöpök együttdolgozása az összefogástól függően

• a cölöpellenállás karakterisztikus értéke és a korrelációs tényező

• keresztirányú teherbírás a cölöpmerevség függvényében

• tartószerkezeti tervezés (korrózió, lehajtás, tárolás, kihajlás,

• cölöpözési terv és jegyzőkönyv követelményei

Cölöptervezés az EC 7 szerint

A cölöpök körüli talaj különböző elmozdulásainak hatásai

• negatív köpenysúrlódás– elmozdulások megállapítása, kölcsönhatás elemzése,

– maximális érték a palástellenállásból vagy a külső teherből

– az egyéb hatások egyidejűségének értékelése

– figyelembe vétele próbaterheléskor

• keresztirányú hatás– töltésben vagy mellette,

– földkiemelés mellett,

– kúszó rézsűben,

– földrengés esetén,

– ferde cölöpön süllyedő talajban

• megemelkedés– duzzadó talaj

– építési hatások

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 (de a s/t<1cm/hó nem jó

korlát)cölöpköpeny kikapcsolása védőcsővel, kenésselkellően nagy biztonság a töréssel szemben ésszerű építésütemezésfelszerkezet süllyedéstűrésének növelése

z z z

q

Rb

cölöp-terhelés

cölöp

talaj

pozitív köpeny-súrlódás

negatív köpeny-súrlódás

átmeneti zónák felső (negatív)

alsó (pozitív)

neutrális

szint

cölöp köpenysúrlódás q süllyedés s cölöperő Q

s s

A negatív köpenysúrlódás értelmezése

Cölöptervezés az EC 7 szerint:típus, anyag, méret, technológia megválasztásának szempontjai

• a talaj- és talajvízviszonyok, akadályok

• a cölöpözéskor keletkező feszültségek

• a cölöp épségének megőrzésének és ellenőrzésének lehetőségei

• a módszer és sorrend hatása a kész cölöpökre, szomszédos szerkezetekre

• a betartható tűréshatárok

• a talajban előforduló vegyi anyagok káros hatásai

• a különböző talajvizek összekapcsolódásának lehetősége

• a cölöpök kezelése és szállítása

• a cölöpök távolsága a cölöpcsoportban

• a szomszédos szerkezetekben okozott elmozdulások vagy rezgések

• az alkalmazandó cölöpöző berendezés típusa, jellemzői

• a cölöpökben a verés által keltett dinamikus feszültségek

• a furatfal- és a talp védelme, tisztítása a fúrt cölöpök esetében

• a furatfal betonozás közbeni beomlásának veszélye

• a talaj vagy talajvíz behatolása a helyben betonozott cölöptestbe

• a cölöp körüli telítetlen homokrétegeknek vízelszívó hatása

• a talajban előforduló vegyi anyagok kötésgátló hatása

• a talajkiszorító cölöpök talajtömörítő hatása

• a talajnak a cölöpfúrás által okozott megzavarása

Cölöpellenállás

karakterisztikus értékének számítása

mért vagy számított értékekből

a korrelációs tényezővel

1ii ξ

min)mc;(R;

ξmean)mc;(R

Minkc;R

a ξ korrelációs tényező a cölöpellenállás karakterisztikus értékének meghatározásához

a próbaterhelések ill. a talajszelvények száma

az átlagra vonatkozóan

a minimumra vonatkozóan

az ellenállás meghatározásának

módszere n ξmean ξmin

1 1,40 1,40 2 1,30 1,20 3 1,20 1,05

4 1,10 1,00

statikus próbaterhelés

1, 4

≥ 5 1,00 1,00

1 1,40 1,40 2 1,35 1,27

3 1,33 1,23

4 1,31 1,20

5 1,29 1,15 7 1,27 1,12

talaj- vizsgálat 2, 3, 4, 5

10 1,25 1,08

≥ 2 1,60 1,50 ≥ 5 1,50 1,35 ≥ 10 1,45 1,30

≥ 15 1,42 1,25

dinamikus próbaterhelés

2, 6

≥ 20 1,40 1,25

Megjegyzések 1 ha egyetlen terhelést végeznek, akkor az a legrosszabb altalajú helyen legyen, ha többet, akkor azok reprezentálják az altalaj változásait, s egyet

mindenképpen a legrosszabb helyen kell végrehajtani; 2 csak statikus próbaterheléssel kellő számú esetben igazolt számítási módszerek alkalmazhatók, szükség esetén a biztonságot növelő modelltényező

bevezetésével; 3 a vizsgálati helyeknek jellemezniük kell az altalaj változásait, a szélsőségesen kedvezőtlen helyeket is; 4 ha a cölöpösszefogás képes kiegyenlíteni a teherbírás cölöpcsoporton belüli különbségeit, akkor a fenti értékek 1,1-gyel oszthatók, de a módosított

érték is maradjon 1,0-nél kisebb; 5 az alkalmazott számítási módszertől függő modelltényező is alkalmazandó a nemzeti melléklet szerint 6 a megadott értékek a következők szerint módosíthatók:

0,85 szorzóval, ha a vizsgálat a mért jelekre illesztett modell alapján állapítja meg teherbírást; 1,10 szorzóval, ha verési képletet használnak a mért kvázi-rugalmas behatolásból számolva; 1,20 szorzóval, ha verési képletet használnak a kvázi-rugalmas behatolás mérése nélkül;

St modelltényezők alkalmazása a cölöptervezésben az EC 7 NM szerint

NA19.2. Nem kell modelltényezőket alkalmazni, ha egyidejűleg teljesül, hogy

– az alkalmazott eljárás kidolgozásakor a talajjellemzőket igazolhatóan olyan értékekkel vették figyelembe, melyek karakterisztikus értékeknek tekinthetők,

– a tervező a talajjellemzők karakterisztikus értékeivel alkalmazza az eljárást.

NA19.3. A következő modelltényezőket kell alkalmazni, ha egyidejűleg igaz, hogy

– az alkalmazott eljárás kidolgozásakor a talajjellemzőket igazolhatóan átlagértékekkel vették figyelembe,

– a tervező is a talajjellemzők átlagértékeivel alkalmazza az eljárást.

Az alkalmazandó modelltényezők:

– statikus szondázás (CPT) csúcsellenállásából származtatott fajlagos cölöpellenállások esetében 1,1,

– laboratóriumi vizsgálatokkal megállapított nyírószilárdságból származtatott fajlagos cölöpellenállások esetében 1,2,

– tapasztalatai alapon felvett nyírószilárdsági paraméterek vagy azonosító és állapotjellemzők alapján megállapított fajlagos cölöpellenállások esetében 1,3.

Ha az alkalmazás körülményei az előbbi két változat között vannak, akkor a tervező az előbbiekben javasolt értékek és 1,0 közötti modelltényezőket vehet számításba.

A cölöpellenállás tervezési értékének számítása a karakterisztikus értékből

Parciális tényezők a cölöpök tervezéséhez

cölöptípus cölöpellenállás jel

vert fúrt CFA

talpellenállás b 1,1 1,25 1,2

nyomott cölöp palástellenállása s 1,1 1,1 1,1

nyomott cölöp teljes/kombinált ellenállása t 1,1 1,20 1,15

húzott cölöp palástellenállása s;t 1,25 1,25 1,25

s

k;s

b

k;b

t

kc; RRRdc;R

b

k;b

s

k;s

t

k;cddrepqrepg

RRRREQG

65

ξ

R

ξ

RR min

)m;c

(;mean

)m;c

(Min

k;c

nyomóigénybevétel húzóigénybevétel

talpellenállás palástellenállás teljes ellenállás palástellenállás cölöp- típus

b s t s;t

vert 1,10 1,10 1,10 1,25 CFA 1,20 1,10 1,15 1,25

fúrt 1,25 1,10 1,20 1,25

40,150,135,1 qg

CFA-cölöpalapozás globális biztonsága

Állandó teher 1,35

Esetleges teher 1,50

Talajtörés ellen 1,15

1,4 ~ 1,6

EC-7

1,4

MSZ

Állandó teher 1,10

Esetleges teher 1,30 1,15 - 1,2

~ 2,25

1,65 - 1,85

1,9 - 2,2 1 – törőerő próbaterhelésből 0,9 - 0,7

2 – építmény 0,9 - 0,5

3 – talajviszonyok 1,0 - 0,9

korrelációs tényező 1 próbaterhelés esetén(karakterisztikus érték)

1,40

Cölöpök tervezése keresztirányú terhelésre• A teherbírás kimerülésének formái

– rövid cölöpök: merev testként való elfordulás vagy eltolódás– hosszú, karcsú cölöpök: hajlítási törés a fej körüli talaj lokális törésével

• Tervezési módszerek– próbaterhelés (nem feltétlenül törésig)– számítás a talajmerevség, a talaj- és a cölöpszilárdság figyelembevételével

• Méretezési elvek, követelmények, lehetőségek– a tartószerkezeti igénybevételek, valamint a talajreakciók és elmozdulások

összeférhetősége – a cölöpelfordulás szabadságfoka a kapcsolódásnál – a hosszú, karcsú cölöpök modellje: a felső végén terhelt, vízszintes ágyazási

tényezővel jellemzett, deformálódó közeg által megtámasztott gerenda

• A keresztirányú elmozdulás számításakor figyelembe veendő szempontok– a talajmerevség és annak az alakváltozás mértékétől függő változása– az egyedi cölöpök hajlítási merevsége– a cölöpbefogás mértéke a felszerkezeti kapcsolatnál– a csoporthatás– a terhek irányváltásának vagy ciklikus ismétlődésének a hatása,– a mozgás elvárt kinematikai szabadságfoka

A cölöpözési terv tartalma

• a cölöpök típusa

• valamennyi cölöp helye és hajlásszöge a tűrési határokkal

• a cölöpök keresztmetszete

• helyben betonozott cölöpök esetében a vasalásuk adatai

• a cölöpök hossza

• a cölöpök darabszáma

• a cölöpök megkövetelt teherviselő-képessége

• a cölöptalpak szintje vagy a megkövetelt behatolási ellenállás

• a cölöpök készítésének sorrendje

• az ismert akadályok

• bármi más, ami a cölöpözést korlátozhatja

Cölöpözési jegyzőkönyva kivitelezési szabványokkal összhangban

• a cölöp számjele• a cölöpöző berendezés• a cölöp keresztmetszete és hossza;• a cölöpkészítés időpontja és időtartama (megszakítások is)• a beton összetétele, mennyisége és a betonozás módja, ha…• a fúróiszap fajsúlya, pH-ja, Marsh-viszkozitása és finomanyag-tartalma, ha… • a habarcs vagy a beton térfogata és besajtolási nyomása, ha..• a belső és külső átmérő, menetemelkedés és fordulatonkénti behatolás, ha…• a verőkalapács és a lehajtás eredményének fő adatai, ha…• a vibrátorok teljesítményfelvétele, ha …• a fúrómotornak leadott forgatónyomaték, ha… • a furatban talált rétegek és a furattalp állapota, ha…• a cölöpözés közben észlelt akadályok• eltérések a tervezett helyzettől, iránytól • a megvalósult építési szintek

jkv. valamennyi cölöpről, értékelés, megőrzés 5 évre, jelentés a megvalósulásról

Cölöpellenállás számítása

talajvizsgálat, pl. CPT alapján

Cölöpteherbírás számítása talajvizsgálati adatok alapján szemiempirikus módszerekkel

siiibbsbt q.KH.qARRR

Rb

talpellenállás

Ab

keresztmetszeti terület

qb

fajlagos talpellenállás

Rs

Palástellenállás

Hi · Ki

rétegvastagság · cölöpkerület

qsi

fajlagos palástellenállás

qb talpellenállás

b a talpellenállás technológiai szorzója

és s köralakú cölöpökre 1,0

qcI a talp alatti dcrit kritikus mélységre vonatkozó átlag

qcII a talp alatti dcrit kritikus mélység minimumainak átlaga

qcIII a talp feletti 8D hossz minimumainak átlaga, 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

b a palástellenállás technológiai szorzójaqcH korrekciója

– ha egy 1,0 m-nél hosszabb szakaszon qc15 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 zc’-ről zH’-ra csökken, akkor a figyelembe vehető szondaellenállás qcH=qcH·(zH’/zc’) legyen

cIIIcIIcI

bb qqq

sq22

1Szemcsés

talaj esetén

Talp-ellen-állás

2

qqq c2c1

c

qc1

A talp alatti a-b-c pálya qc értékeinek átlaga arra a 0,7D<t< 4,0D mélységre számítva, mely a legkisebb értéket adja. (Összegzeni kell a pl. 2 cm-enként mért qc-értékeket a talptól (a) indulva és lefelé haladva a választott t mélységig (b), majd onnan a minimumok vonalán felfelé haladva a talpig (c), s az összeget osztani kell a 2t hosszal. A minimumok vonalát úgy kell megállapítani, hogy alulról b-től elindulva mindig csak az addiginál kisebb értéket szabad számításba venni, azaz csak a csökkenő qc-értéket, a növekvőket nem.) qc2

A talp feletti c-e pálya qc értékeinek átlaga a 8,0D magasságra számítva. (Összegzeni kell a pl. 2 cm-enként mért qc-értékeket a talptól (c) indulva a minimumok vonalán felfelé felfelé haladva a 8,0D magasságig (e), s az összeget osztani kell a 8,0D hosszal. A minimumok vonalát úgy kell megállapítani, hogy alulról c-től elindulva mindig csak az addiginál kisebb értéket szabad számításba venni, azaz csak a csökkenő qc-értéket, a növekvőket nem. Az extrém kicsi, egyedi qc-értéket (’X’) figyelmen kívül kell hagyni, ha homokról van szó, de ezek is számításba veendők agyag esetében.

qc

t

z mélység

Talpellenállás

Statikus szondadiagram

Cölöpök kötött talajbeli fajlagos palástellenállásait a statikus szonda csúcsellenállásából adó

talajtípus CPT-csúcsellenállás

qc MPa

szorzós = qs / qc

qc > 3,0 < 0,030

1,0 < qc < 3,0 < 0,020 agyag

qc < 1,0 < 0,050

iszap < 0,025

tőzeg 0

Kötött talajok fajlagos cölöpellenállási értékei a cu drénezetlen nyírószilárdságból

Talajkiszorítással

készülő cölöpre

1

us c

c150q

1

us c

c180q

Talajhelyettesítéssel készülő cölöpre

Palástellenállás Talpellenállás

ub c9q

ub c7,5q

qc= a stat. szonda csúcsellenállása

kt

cu N

qc

Iszap, sovány agyag Nkt = 12-12Közepes agyag Nkt= 15-16Kövér agyag Nkt=17-18

C1 = 1 MPa

palást-ellenállás

Vert cölöpök q s fajlagos palástellenállásának számítása kötött talaj esetén

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0 50 100 150 200 250

drénezetlen nyírószilárdság c u kPa

adhézióstényező

u=q s/c u

Gwizdala

Viggiani

Tomlinson

Lehane

API

Peck

Woodward

Fleming

ME 15005/2

ME-mod

q s = u · c u

Fúrt cölöpök q s fajlagos palástellenállásának számítása kötött talaj esetén

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0 50 100 150 200 250

drénezetlen nyírószilárdság c u kPa

adhéziós

tényező

u=q s/c u

Gwizdala

Viggiani

Tomlinson

Lehane

Stas és Kulhavy

DIN 1054

Kerisel

Reese

ME 15005/2

q s = u · c u

qs = a ∙ cu

DIN 1054fúrt cölöpök fajlagos cölöpellenállásainak

tapasztalati értékei

fúrt cölöp szemcsés talajban

talpellenállás karakterisztikus értéke

qb,k MPa

ha az átlagos CPT-csúcsellenállás qc MPa

relatív süllyedés

s/D

10 15 20 25

0,02 0,70 1,05 1,40 1,75

0,03 0,90 1,50 1,80 2,25

0,10 = sg 2,00 3,00 3,50 4,00

talpnövelés esetén 75 % redukció

fúrt cölöp kötött talajban talpellenállás

karakterisztikus értéke qb,k MPa

ha a drénezetlen nyírószilárdság cu MPa

relatív süllyedés

s/D

0,10 0,20

0,02 0,35 0,90

0,03 0,45 1,10

0,10 = sg 0,80 1,50

talpnövelés esetén 75 % redukció

átlagos CPT-

csúcsellenállás qc MPa

fúrt cölöp szemcsés talajban

palástellenállás karakterisztikus értéke

qs,k MPa

0 0,00

5 0,04

10 0,08

> 15 0,12

a drénezetlen nyírószilárdság

cu MPa

fúrt cölöp kötött talajban

palástellenállás karakterisztikus értéke

qs,k MPa

0,025 0,025

0,100 0,040

> 0,200 0,060

DIN 1054vert cölöpök fajlagos cölöpellenállásának tapasztalatai értékei

Tapasztalati adatok a cölöpteherbírásra

Statikuscölöppróbaterhelések

Próbaterhelési rendszerek

STATNAMIC

A terhelőerő időbeli változása

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

idő t óra:perc

terh

elő

erő

F

kN

A süllyedés időbeli alakulása

0

5

10

15

20

25

30

10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

idő t óra:perc

sülly

edés

s

m

m

A terhelő erő és

a süllyedés kapcsolata

0

5

10

15

20

25

30

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

terhelő erő F kN

sülly

edés

s

mm

Próba-terhelési

görbe

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

terhelő erő F kNsü

llyed

és s

m

m

Próba-terhelési

görbe0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1000 2000 3000 4000 5000

terhelő erő F kN

sülly

edés

s

mm

Próba-terhelés

értékeléseterhelő erő

Q

süllyedés s

Rb Rs Rt

0,02D

0,10D

talp-elelnállás

palást-ellenállás

cölöp-ellenállás

Cölöppróbaterhelés EN ISO 22477/1

• talajvizsgálat nem távolabb 5,0 m-nél és legalább 5,0 m-re a talp alá

• osztott cölöp is, de csak Oesterberg-cella (?)

• minimális „tiszta” távolság a horgonycölöpöktől 3D vagy 2,5 m

• 10 % tartalék az ellentartásban

• 0,01Pmax és 0,01 mm mérési pontosság

• Belső erőeloszlás mérésére több módszert ajánl

• 8 lépcső közbenső tehermentesítés nélkül

• cölöpkészítés utáni idő:

– szemcsés talaj 5 nap,

– kötött talajban 3 hét fúrt, 5 hét vert cölöpre

• terhelés 0,25 mm/5perc, de min. 60 perc, legalább 2Rc-ig

• sokféle görbét kell megadni: F-s, F-t, s-t, s-lgt, F-ay, Fs-s, Fb-s, F(z)-t, Fsi-s

• szabad korrigálni az F-s görbét hosszabb időtartamra

• szabad extrapolálni nagyobb süllyedésre

• s=D/10-nél törési állapot

• kúszási erő értelmezése (ay erőteljes áltozása)

Dinamikus próbaterhelés

Dinamikus próbaterhelés• Módszerek

dinamikus próbaterhelés (alakváltozás- és gyorsulásmérés)

modellillesztéssel (signal matching, CAPWAP) 1,35

közvetlen számítással (hullámegyenlet, CASE) 1,60

verési képlet (elmozdulásmérés)

kvázi-rugalmas behatolás mérésével 1,75

kvázi-rugalmas behatolás becslésével v. elhanyagolásával 1,90

• Kalibrálás statikus próbaterheléssel

ugyanazon cölöptípuson

hasonló hosszal és keresztmetszettel

hasonló talajban

• Az eredmény megbízhatóságát növeli

kellő ütőhatás (2-10 t)

elég nagy elmozdulás (10-50 mm)

hosszabb erőhatás (5-100 ms)

• Alkalmazás

terv igazolására

próbaveréshez

teherbírás egyenletességének igazolására

Dinamikus próbaterhelés

feldolgozása CAPWAP-módszerrel

k D

max

max

smax sk

qs,din = k ∙ s + D ∙ (ds/dt)

ha s < smax

qs,din = max + D ∙ (ds/dt)

ha s > smax

qs,stat = qs,din – D ∙ (ds/dt)

(a talpra hasonló értékelés)

3 paraméteres talajmodell

rétegenként a paláston

+

a talpon

N réteg esetén 3N ismeretlen meghatározása abból, hogy a mért jelet adja vissza a modell.

Verési képletek

(Hiley, DELMAG, Dán, Holland)

1 és 2 hatékonysági tényezők

• Mgh ütési energia• Q verési ellenállás

• sr kvázi-rugalmas behatolás

• sm maradó behatolás

mr sQsQ2

1hgM 21

CFA cölöpök agyagban – a statikus és dinamikus próbaterhelés összevetése

din stat stat / din din stat stat / din din stat stat / din

000 19,1 4859 3960 0,81 1986 1210 0,61 2873 2750 0,96

060 18,3 3185 2760 0,87 1325 760 0,57 1860 2000 1,08

178 17,0 4080 3500 0,86 1280 650 0,51 2800 2850 1,02

194 19,2 5980 4350 0,73 2650 750 0,28 3330 3600 1,08

D=80 cm átmérőjű CFA-cölöpök löszös eredetű agyagban qc=2-5 MPa CPT-csúcsellenállással

a jelű cölöpcsoport

teljes ellenállás Rt kN talpellenállás Rb kNműtárgy jele

palástellenállás Rs kNcölöp- hossz m

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

teherbírás dinamikus mérés alapján R(din) kN

palástellenállás

talpellenállás

teljes ellenállás

0

5

10

15

20

25

30

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

terhelés kN

sülly

edés

m

m

S-000 D-000 S-000-P D-000-P

S-060 D-060 S-060-P D-060-P

S-178 D-178 S-178-P D-178-P

S-194 D-194 S-194-P D-194-P

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

teherbírás dinamikus mérés alapján R(din) kN

teh

erb

írás

sta

tik

us

mé

rés

ala

pjá

n R

(sta

t) k

N

palástellenállás

talpellenállás

teljes ellenállás

?

Rs(stat) = 1,00 × Rs(din)

Rb(stat) = 0,50 × Rb(din)

Rt(stat) = 0,80 × Rt(din)

megbízható adat

bizonytalan adat

?

Statikus és dinamikus próbaterhelés összevetése az M6 autópálya kapcsán

Első megállapítások

• agyagban

– palástellenállás: Ps,stat ≈ Ps,din

– talpellenállás: Pb,stat ≈ 0,5∙Pb,din

• homokban

– palástellenállás: Ps,stat ≈ Ps,din

– talpellenállás: Pb,stat ≈ 2∙Pb,din

Cölöpözési technológiák

Cölöpözési technológiák

Talajhelyettesítéses

• talajkiemelés üregkibetonozás

• talajlazulás

teherbíráscsökkenés

• lehajtáskor sem zaj, sem rezgéscsekély gépkapacitási

nehézségek

Talajkiszorításos

• egy. cölöp lehajtása, alul zárt cső lehajtása, helyének kibetonozása

• talajtömörítés teherbírásnövekedés

• lehajtáskor zaj, rezgés verés eseténgépkapacitási korlátok csavarás esetén

A cölöpanyag hasznosulása

20 cölöpözési projekt Nápoly mellett vulkáni eredetű talajokban

Talajkiszorításos cölöpk

Talajkiszorításos cölöptípusok MSZ EN 12699

Toldások

Lejuttatás

• befolyásoló tényezők: altalaj, cölöpjellemzők, verési paraméterek

• összehasonlítható tapasztalat (saját adatbázis)

• próbacölöpözés

• dinamikai számítások (hullámegyenlet)

• ellenőrzés: din,ny 0,8b din,h 0,9a,f

• minősítő paraméter: Ft / Ac (törőerő / cölöpkeresztmetszet)

• veszélyes zónák: nyomásra: kövesedett réteg, húzásra: átmenet lágy rétegbe • qc≈30-40 MPa esetén L=10-15 m hossz és ΔV=6-8 % tömörítés lehetséges • max. 0,5 m lökethossz

• 1 % kár elfogadható

• elvárt pontosság: helyzet: 0,1 m, ferdeség: 4 cm/m

• segítő módszerek: előverés, előfúrás, vésőzés, előrobbantás, öblítés

Verési adatok mérése és regisztrálása

Verési jegyzőkönyv

Termékfejlesztési irányok

• Méretválaszték növelése D=12-60 cm, 18*18 - 55*55 cm

• Üreges kialakítás 5-12 cm falvastagság

• Kónikus alak1,5 ° kúpszög

• Előfeszítés 4-6 MPa

• Magas betonminőség C25-55

• Speciális anyagokextrudált beton acélhaj vasalással, öntött vas, vasalt műanyagcső

• Toldásnyomatékbírásra is

• Energiacölöpök50-1500 kW fűtés, hűtés

Simplex Simplex cölöpcölöp

elvesző fejű acélcső

helyének kibetonozása

Zárható végű levibrált acélcső

helyének kibetonozása

Franki-cölöp

ScrewSol HBM

Soletanche Bachy

Fundex-cölöpelvesző fejű lecsavart acélcső kibetonozott helye

Omega-cölöp

Talajhelyettesítéses cölöpök

Talajhelyettesítéses cölöpözéstechnológiai feladatai

• földkiemelés

• furatállékonyság biztosítása

• cölöptest készítése

betonbevitel

betontömörítés

vasalás behelyezés

FÖLDKIEMELÉS

• végtelenített spirálfúróval

• rövid spirálfúróval

• kanálfúróval (dobfúróval)

• koronával

• markolóval

• iszapolóval

• öblítő folyadékkal szivattyúzva

A FURATÁLLÉKONYSÁG BIZTOSÍTÁSA

• önmagában állékony talajban semmi

• bennmaradó talajdugóval

• fúróiszappal (bentonitos "iszappal")

• béléscsővel

• előzetes talajszilárdítással

CÖLÖPTEST KÉSZÍTÉSE• BETONBEVITEL

gravitációsan vagy pneumatikusan

betonozó tölcséren vagy fúrószáron keresztül • BETONTÖMÖRÍTÉS

csömöszölés döngölővel v.csővisszaveréssel

vibráció merülő vibrátorral v. csőmozgatással• VASALÁSBEHELYEZÉS

betonozás előtt beállítva

betonba süllyesztve (vibrálva)

Méretek, mérettűrések

Méretek

– átmérő0,3 ≤ D ≤ 3,0 m

– szélesség

wmin ≥ 0,4 m – Hossz / szélesség méretarány

L / w ≤ 6 – ferdeség

n ≥ 6 – alapfelület

A ≤ 10 m2

– átmérőarányok

Dtalp / D ≤ 2 szemcsés talaj

Dtalp / D ≤ 3 kötött talaj

Dtörzsmax / D ≤ 2

Mérettűrések

– pontraállás hibája

e ≤ 0,10 m ha D ≤ 1,0 m

e ≤ 0,1*D ha 1,0 ≤ D ≤ 1,5 m

e ≤ 0,15 m ha D ≥ 1,5 m

– irányeltérés

i ≤ 0,02 m/m ha n ≥ 15

i ≤ 0,04 m/m ha 4 ≤ n ≤ 15

A fúrási eljárások főbb szabályai • gyors legyen a fúrás

• a talp egyenletes felfekvése biztosítandó előtolás

• túlfúrás új műszakban végzett betonozáskor

• talptisztítás

• falvédelem:

– béléscső: n≤15 ferdeség esetén kötelező, víztúlnyomás, előtolás

– támasztófolyadék iránycső kell, folyadékminőség, tartalék, dugattyúhatás, n≤15 esetén tilos

– spirál-talajdugó: n≤10 esetén

folyós homok, cu≤15 kPa agyag esetén próbacölöp

földkiemelés minimalizálása

• falvédelem nélkül: d≤60 cm esetén, n≤15 esetén, szilárd talaj

Fúrt cölöpök betonminősége

• Betonminőség: C20/25 – C30/37

• Adalékanyag: dmax ≤ 32 mm és betéttávolság/4

• Cementtartalom: ≥ 325 kg/m3 (száraz betonozás)

≥ 375 kg/m3 (víz alatti betonozás)

• Víz/cement tényező: v/c 0,6

• Adalékanyag ≥ 400 kg/m3 (ha d > 8 mm)

d0,125 mm +cement ≥ 450 kg/m3 (ha d ≤ 8 mm)

• Betonkonzisztencia 460 ≤ Ø ≤ 530 (száraz betonozás)

Terülési átmérő 530 ≤ Ø ≤ 600 (szivattyú és víz alatt)

570 ≤ Ø ≤630 (betonozás zagy alatt)

• fúrás rövid spirállal szakaszos földkiemeléssel • furatvédelem nélkül• talptisztítás kanállal• vasalás beállítása• betonozás betonozócsővel

Fúrt cölöp készítéseállékony talajban

• fúrás végtelen spirállal • furatvédelem bennmaradó talajdugóval• betonozás nyomás alatt a fúrószáron át • a vasalás utólagos behelyezése

CFA-cölöp

• fúrás markoló fúróval • furatvédelem bentonitos fúróiszappal• vasalás behelyezése• betonozás betonozócsővel

Fúróiszappal fúrt cölöp

Béléscsővel fúrt cölöp

• fúrás markoló fúróval • béléscsőves furatvédelem• vasalás behelyezése• betonozás betonozócsővel

Mäsi-cölöpfúrt-injektált mikrocölöp bennmaradó acélcsővel

GEWI-cölöp

fúrt mikro-cölöp

Integritásvizsgálat

Izotópos mérés Dinamikus vizsgálat