COLAS-csoport, Magyarország

Technológiai Szakmai Napok

2006. február 7-9. Eger

Földmőépítés – 2006

dr. Szepesházi Róbert

Széchenyi István Egyetem, Gyır

Földmőépítés – 2006

• Szabványosítás

• Töltésalapozás gyenge altalajon

• Töltéstalp kialakítása

• Tömörségellenırzés

• Felsı földmőzóna minısége

• Geomőanyagok alkalmazása

Európai szabványok honosításaI. Eurocode-7 Geotechnikai tervezés

1. Általános szabályok2. Tervezés terepi és laboratóriumi vizsgálatok alapján

II. Speciális mélyépítési munkák1. Fúrt cölöpök; Talajkiszorításos cölöpök; Résfalazás; Szádfalazás;

Talajhorgonyok; Talajszilárdítás; Jet-habarcsosítás;2. Mikrocölöpözés; Talajszegezés; Mélykeverés; Mélyvibrálás;

Függıleges drénezés; Talajerısítés;

III. Geotechnikai vizsgálatok1. Talajok és kızetek osztályozása2. Laboratóriumi vizsgálatok3. Mintavétel4. Terepi vizsgálatok5. Geohidraulikai vizsgálatok6. Próbaterhelések

IV. Geomőanyagok 1. Fizikai tulajdonságok és vizsgálatuk2. Mechanikai jellemzık és vizsgálatuk3. Beépítési vizsgálatok4. Hidraulikai jellemzık és vizsgálatok5. Különbözı alkalmazásokhoz elıírt jellemzık

Az Eurocode-7 tartalma

1. Általános elvek

2. A geotechnikai tervezés alapjai

3. Geotechnikai adatok

4. Az építés mőszaki felügyelete, megfigyelés, fenntartás

5. Földmővek, víztelenítés, talajjavítás és talajerısítésFöldmővek, víztelenítés, talajjavítás és talajerısítés

6. Síkalapok

7. Cölöpalapok

8. Horgonyzások

9. TámszerkezetekTámszerkezetek

10. Hidraulikus talajtörésHidraulikus talajtörés

11. Általános állékonyságÁltalános állékonyság

12. TöltésekTöltések

2. A tervezés alapjai

3. Geotechnikai adatok

4. Mőszaki felügyelet, megfigyelés, fenntartás

Rend, felelısség, kooperáció, átláthatóság, dokumentálás

Magas követelmények, mély szaktudás „rejtett” igénye

Talajvizsgálati jelentés + Geotechnikai tervTalajmechanikai szakvélemény és

„csak” Útépítési és/vagy Hídépítési terv helyett

Részletesen kidolgozott tervek kiindulási adatok, statika, technológia, minıségbiztosításmőszaki felügyelet, megfigyelés, fenntartás

MAÚT

Geotechnikai Bizottság

• ÚT 2.-1.222. Utak geotechnikai tervezésének általános szabályai

felülvizsgálat, kiegészítés

igazítás az európai szabványokhoz

autópályaépítési tapasztalatok és K+F hasznosítása

általános érvényesség elérése

• Workshop 2006 április Az útépítés geotechnikai kérdései

geotechnikai elıkészítés

geotechnikai kockázatkezelés

korszerő technológiák alkalmazási tapasztalatai

aktuális szakmai problémák

Állékonyságvesztés

Nagymértékő, egyenlıtlen és idıben elhúzódó süllyedés az altalaj összenyomódása miatt

Puha altalaj

Töltés

Rotációs mozgás Süllyedés

Töltésalapozás Túlzott alakváltozások

töltésmagasság m -20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

idı

süllyedés cm

töltéstengely

jobb töltésváll

töltésmagasság

2004.05.01. 2004.09.01. 2005.02.01. 2005.06.01.

20

10

Töltésépítés kedvezıtlen altalajon

• A feladat megkerülésehelyszínrajzi elkerülés Á+S egyre kevésbé lehetségestalajcsere Á+S ~1,0 m szerves feltalaj vastagságig gazdaságoskiemelés hídra Á+S építése és fenntartása is drága

• Építésszervezési megoldásoklépcsıs építés Á ez a legolcsóbb, ha van elég építési idı többlettöltés S kell, ha a felsı 1 m ~10 cm süllyedést okoz

• Szerkezeti megoldásoklaposabb rézső (padka) Á 1:2 hajlás indokolt, további laposítás már alig hatsúlycsökkentés Á+S közeli pernye, kohósalak vagy esetleg geohabgeomőanyagok Á szőkebb körben hatékony, mint vélik

• Elızetes talajjavításokfüggıleges drénezés Á+S 6-20 m agyagban, ~25 cm süllyedésig, elég olcsóvákuum-konszolidáció Á+S kis területen drénezés mellett gazdaságos lehet kavicscölöpözés Á+S 4-10 m puha talaj esetén, de viszonylag drága dinamikus kezelés Á+S 2-4 m nagyon puha talajban, viszonylag olcsóbetoncölöpözés Á+S csak hídfıkhöz, ha van jó altalaj, nagyon drágajet-habarcsosítás Á+S mély, vékony, nagyon puha réteg, nagyon drága

Lépcsıs építés és többlettöltésM7 autópálya Balatonszárszó – Ordacsehi szakasz

altalaj: 4,0 m vastag tızeg

töltésmagasság m -40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

süllyedés cm

03.09.01. 04.03.01. 04.09.01. idı 05.03.01.

1. 2. többlet- vissza- védı- bur- lépcsı lépcsı töltés szedés réteg kolat

10

7,5

5,0

2,5

0

03.03.01.

Többrétegő geotextíliás és georácsos töltésalapozás

Geocellástöltés-

alapozás

Függı l eges

drénezés

Vákuum-konszolidáció

Függıleges drénezés és vákuum-konszolidáció

Kavics-cölöpözés

Dinamikus talajkezeléssel elıállított kıtömzsök

Beton-cölöpözés

Jet-habarcsosítás

Töltéstalp kialakítása

• Cél

járhatóság biztosítása

elsı töltésréteg elkészítése

• Lépések

terep és feltalaj minısítése a tervben

szerkezet és építési technológiák megválasztása

• Döntéshozatal

vállalkozó kompetenciája és kockázata

Terep és feltalaj minısítése az ÚT 2.-1.222. szerint

jel minısítés járhatóság teherbírás E2 MPa

felsı 50 cm talaja

talajvíz belvíz

A-1 kedvezı gumikerekes nagy földmunkagépekkel

mindig

E2 > 15

durva szemcséjő, finom szemcséjő

Ic > 0,9

A-2 bizony-talan

gumikerekes nagy munka-gépekkel száraz idıben, terepjáróval, lánctalpas munkagépekkel mindig

7,5 < E2 ≤ 15

finom szemcséjő 0,75 < Ic ≤ 0,9

A-3 kedve-zıtlen

csak kisebb munkagépekkel és

terepjárókkal

2,5 < E2 ≤ 7,5

finom szemcséjő 0,5 < Ic ≤ 0,75

magas talajvíz

A-4 gyenge csak gyalogosan és speciális terepjárókkal

E2 ≤ 2,5

finom szemcséjő Ic ≤ 0,5

tartós belvíz

Alapmegoldásokkedvezı minısítés szokásos tömörítés

bizonytalan minısítés próbajáratok és -építés alapján esetleg talajerısítés v. talajcsere

kedvezıtlen minısítésgeorácsos (esetleg szıtt geotextíliás) talajerısítés

gyenge minısítés speciális intézkedések töltésalapozási megoldásokkal együtt

Lebonyolítás, döntéshozataltenderterv csak minısítés, ha csak a járhatóság kérdésesajánlat beárazott megoldások megadott aránnyalkivitelezés végsı döntés szemrevételezés és próba alapjángeomőanyag választás a vállalkozó kompetenciájacélszerő minıség Trρ≥85% és E2≥20 MPa terepen/erısítésenminısítés az elsı töltésréteg tömörsége

Speciális körülményekmagas talajvíz kapilláris réteg 0,5 mbelvíz, élıvízkıanyag a vízszintig

Töltéstalp kialakítása

Tömörségellenırzés módszerei

1. Eurocode-7, német útügyi elıírások, osztrák gyakorlat

– szemrevételezés

– tömörítıeszköz süllyedés- (gyorsulás) mérése

– egyeztetett technológia ellenırzése

– közvetlen mérés statisztikai értékeléssel

kiszúróhengeres, térfogathelyettesítéses mintavétel

– közvetett mérések statisztikai értékeléssel

terhelılapos vizsgálat (statikus, dinamikus),

szondázás, szeizmikus mérés

2. Magyarországi elıírások és gyakorlat

– nagyszámú mérés és egyedi értékelés

– izotópos mérés még domináns

– dinamikus tömörségmérés terjedıben

Tömörségellenırzés hengerre szerelt gyorsulásmérıvel

Tömörségellenırzés hazai problémái

1. Izotópos mérés

– egészségre káros, szállítási nehézségek,

– víztartalommérés bizonytalan, w > 15 % már nem alkalmas

– gyenge reprodukálhatósága miatt irreálisan nagy szórást mutat

2. Dinamikus tömörségmérés

– az alapötlet ígéretes, de megalapozatlan feldolgozást alkalmaz

– jó a reprodukálhatósága, viszont kalibrációs igazolás nem volt

– Trρ=Trd állítás hamis és Trρ>100 % értéket nem tud kimutatni

– a Proctor-görbe alakjának bevitele az értékelésbe fokozza a zavart

– kedvezıbb képet mutat a valóságosnál

3. Tömörségértékelés

– túlzott jelentıséget tulajdonít egy-egy adatnak, csalásra inspirál

– statisztikai értékelés kell0,88

s

xT

x

M ≥−

töltés

Felsı földmőzóna kialakítása

a nagymodulusúaszfalt-

pályaszerkezetek Mőszaki Szállítási Feltételei szerint

bevágás

Minıségi Követelmények Földmő szint Teherbírás

E2 [MPa]

Stabilizáció megnevezése

magassága [cm]

Réteg-vas-tagság

[cm]

Földmő anyaga

(ÚT 2-1.222 6.2.2.1.)

Trρ [%]

CTh CTt

Tükörszint ± 0 0 ≥ 80 ≥ 80

A konzerváló stabilizáció alsó síkja

-15 15 kiváló, fagyálló földmőanyag

≥ 60

Fagyvédı réteg alsó síkja -50 35 kiváló, fagyálló földmőanyag

≥ 40 ≥ 40

Földmő felsı rétegének alsó síkja

-100 50 jó minıségő földmőanyag

97

≥ 30 ≥ 30

Minıségi Követelmények

Földmő szint Teherbírás E2 [MPa]

Stabilizáció megnevezése

magassága [cm]

Réteg-vas-tagság [cm]

Földmő anyaga (ÚT 2-1.222 6.2.2.1.) Trρ [%]

CTh CTt

Tükörszint ± 0 0 ≥ 80 ≥ 80

Konzerváló stabilizáció alsó síkja

-15 15 kiváló, fagyálló földmőanyag

≥ 60

Fagyvédı réteg alsó síkja, amig a bevágást kiemelik

-50 35 kiváló, fagyálló földmőanyag

≥ 40 ≥ 40

Földmő felsı rétegének alsó síkja

-100 50

mélytömörítéssel, talajjavítással kom-binált mechanikai stabilizációval, meszes v. cementes stabilizációval, jó minıségő földmő-anyaggá tett termett talaj vagy talajcsere

97

MF 3.1/2004 kritikája

• Megalapozatlan geotechnikai követelményekszámítás, kísérlet nem volta tervezési teherbírás ismeretelena német elıírásokat meghaladó követelmények

• Értelmezési nehézségekzavarosak a fogalmak, a szintek, a módszerek

• Túlszabályozott szerkezet1,0 m-re 4 réteg vastagságát és minıségét definiálja

• Rendkívül gazdaságtalanbevágásban 1,0 m-t emeltetne ki50 cm-ig kötelezı a kiváló, fagyálló anyag1,0 m-ig 97 % tömörséget ír elı

• Kivitelezési nehézségek85 % tömörségő töltésen 97 % tömörség elérhetetlen

• Minısítési zavarok nem vesz tudomást a talajparaméterek szórásáróla bizonytalan izotópos méréssel nehéz lesz igazolni a megfelelıséget

Geomőanyagok alkalmazása

Alkalmazási kör - Konstrukció

Funkció - Méretezés

Termék - Tulajdonságok

Alkalmazási körök

1. Felszín teherbírásnövelése (járhatóság)

2. Töltésalapozás

3. Töltéstest építése

4. Rézső erısítése

5. Rézsők erózióvédelme

6. Támfalak építése

7. Földmővek csatlakoztatása szerkezetekhez

8. Víztelenítı szerkezetek

9. Vízszigetelı rendszerek

Különbözı geomőanyag termékek különbözı alkalmazási körei földmővekben különbözı funkciókkal

vasbeton, gabion

burkolásra

szıtt geotextília, georács+nemszıtt geotextília elválasztásra és erısítésre

geopokróc, geotextília, geoháló erózióvédelemre

georács, geoszalag erısítésre

szalagdrén konszolidáció gyorsításra

georács, szıtt geotextília

erısítésre geotextília szőrésre

Funkciók

1. Erısítés

2. Védelem

3. Elválasztás

4. Erózióvédelem

5. Szőrés

6. Drénezés

7. Szigetelés

Termékek

• geotextíliák (szıtt, nem szıtt)• georácsok (extrudált, szıtt, hegesztett)• geoszalagok• geocellák (szerelt, épített)• geoszınyeg (hálóból, rácsból, szálból) • geopokróc (polimer és természetes anyag is)• geofüggöny• geoháló• geodrén (szalag, lemez)• geocsı• geomembrán • geoszintetikus agyagszigetelı• geokompozit (hidraulikai, mechanikai)

TERMÉK

TERMÉK

TERMÉK

Tulajdonságok

A geomőanyagok egyes tulajdonságainak súlya a funkció teljesítése szempontjából

a geomőanyag funkciója a geomőanyag

tulajdonsága szigetelés drénezés szőrés erózió-védelem

elválasztás védelem erısítés

polimerfajta * ** *

szerkezet ** ** ** ** * * *

UV-stabilizálás * ** * *

vastagság * ** * * * **

területi sőrőség * * * ** ** ** *

húzási merevség * * * **

szakítószilárdság * * * **

szakadó nyúlás ** * **

kúszási hajlam * * * **

toldási ellenállás * * * **

összenyomhatóság ** * * * *

felületi súrlódás * * * **

statikus átszakítási ellenállás ** * * * * ** *

dinamikus átszakítási ellenállás ** * * * * ** *

sérülésekkel szembeni ellenállás ** * ** * ** ** **

általános tartósság ** ** ** * ** ** **

idıjárásállóság * * * ** * * *

síkra merıleges vízvezetıképesség ** * ** **

síkbeli vízáteresztıképesség ** * * * *

jellemzı szőrınyílás ** ** *

eltömıdéssel szembeni ellenállás ** ** *

** nagyon fontos * fontos

1.

Jellemzı Vizsgálati módszer Funkciók

Szőrés Elválasztás Megerısítés

(1) Szakítószilárdság b EN ISO 10319 H H H

(2) Nyúlás a legnagyobb erınél EN ISO 10319 A A H

(3) Varratok és kötések szakítószilárdsága EN ISO 10321 S S S

(4) Statikus átszakítás (CBR-vizsgálat) a b EN ISO 12236 S H H

(5) Dinamikus átszakítási ellenállás (kúpos ejtıvizsgálat) a EN 918 H A H

(6) Súrlódási jellemzık prEN ISO 12957-1:1997 és prEN ISO 12957-2:1997

S S A

(7) Húzókúszás EN ISO 13431 – – S

(8) Telepítéskor bekövetkezı károsodás ENV ISO 10722-1 A A A

(9) Jellemzı szőrınyílás EN ISO 12956 H A –

(10) Síkra merıleges vízáteresztı képesség EN ISO 11058 H A A

(11) Tartósság B melléklet szerint H H H

(11.1) Idıjárással szembeni ellenállás EN 12224 A A A

(11.2) Kémiai öregítéssel szembeni ellenállás ENV ISO 12960 vagy ENV ISO 13438, ENV 12447

S S S

(11.3) Mikrobiológiai lebomlással szembeni ellenállás EN 12225 S S S

Fontosság: H: harmonizációs követelmény A: az összes felhasználási feltétel esetén lényeges S: a sajátos felhasználási feltételek esetén lényeges „–”: mutatja, hogy a jellemzı nem lényeges az adott funkció esetén a Figyelembe kell venni, hogy ez a vizsgálat nem alkalmazható néhány terméktípushoz, például a georácsokhoz. b Ha a mechanikai tulajdonságok (szakítószilárdság és statikus átszakítás) „H”-val vannak jelölve ebben a táblázatban, akkor a gyártónak mindkettı adatait szolgáltatnia kell. A mőszaki követelményben elegendı csak az egyiknek vagy a szakítószilárdságnak, vagy a statikus átszakításnak az alkalmazása.

1. táblázat:

Funkciók, a funkciókhoz tartozójellemzık és az alkalmazott

vizsgálati módszerek

MSZ EN 13249 : 2001Geotextíliák és rokon termékeik.

Az utak és más közlekedési területek (a vasutak és az aszfaltbeépítések kivételével) szerkezetében való alkalmazás elıírt jellemzıi

Nem szıtt geotextíliák kiválasztása az építés közbeni átszúródás elkerülésére a Geotextília Robusztussági Kategória (GRK) alapján

tömörítés

AB1 AB2 AB3 AB4

Talajfajta

a geotextília egyik oldalán nagyon csekély hatású

építési forgalom kis

gyúróhatásával

5…15 cm nyommélységő gyúróhatással

15 cm feletti nyommélységő gyúróhatással

AS1 nem kritikus

szemcsés anyag GRK1 GRK1 GRK2 GRK3

AS2 durva- és vegyes szemcséjő anyag

GRK2 GRK2 GRK3 GRK4

AS3 görgeteges, de 40 % alatt

vagy éles szélő, tört AS2 GRK3 GRK3 GRK4 GRK5

AS4 40 %-nál több görgeteg

vagy éles szélő AS3 nagy GRK4 GRK4 GRK5 (1)

AS5 40 % feletti görgeteg

és éles szélő, tört anyag GRK5 GRK5 (1) (1)

(1) Építéshelyi kísérletek szükségesek vagy növelni kell a szemcsés réteg vastagságát.

Geotextília Erısségi Osztály

GRK

Statikus átszakítóerı

(x*-s)

Területi sőrőség

(x*)

1 ≥ 0,5 kN ≥ 80 g/m2

2 ≥ 1,0 kN ≥ 100 g/m2

3 ≥ 1,5 kN ≥ 150 g/m2

4 ≥ 2,5 kN ≥ 250 g/m2

5 ≥ 3,5 kN ≥ 300 g/m2

Köszönöm a figyelmet !