2. ELŐADÁS – CÖLÖPALAPOZÁSOK TERVEZÉSE,
SZONDÁZÁSI MÓDSZEREK
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Mohr-Coulomb törési feltétel
φ
φ>0
c=0
Szemcsés talajok
HOMOK, KAVICS
φ=0
c>0
Telített plasztikus agyagok
- drénezetlen állapot
φ φ>0
c>0
Általános eset
cu
c
= ·tanφ+c
Súrlódási szög
Kohézió
Drénezetlennyírószilárdság
Súrlódási szög
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpök osztályozása teherviselés alapján:
- álló- lebegő- vegyes
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyedi cölöp teherbírása> komponensek
Rs
Rb
Cölöp teherbírása=
Talpellenállás + köpenymenti ell.
R = Rb + Rs
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöp törőterhének meghatározása
Cölöpteherbírás meghatározása
Próbaterhelés
Statikus Dinamikus Statnamikus
Talajjellemzők alapján
Helyszíni vizsgálatok
Laboratóriumi vizsgálatokBME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > talajjelemzők alapján >> laboratóriumi eredmények alapján
R = Rb+Rs = qbAb + (qs,i U li)
ahol:
qb: fajlagos talpellenállás [kPa]
Ab: talp keresztmetszeti területe [m2]
qs,i: fajlagos köpenymenti ellenállás az
‚i’ rétegben [kPa]
U: a cölöp kerülete
li: az ‚i’ réteg vastagsága
Rs
Rb
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > talajjelemzők alapján >> laboratóriumi eredmények > talpellenállás
Qb = qbAb
Elméleti („szemi-empirikus”)számítások
Tapasztalati értékek
A fajlagos talpellenállást befolyásoló tényezők:• talajtípus,• talajállapot, • hatékony geosztatikus nyomás (takarási mélység)• cölöpkészítés módja (hatása a talajkörnyezetre)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > talajjelemzők alapján >> laboratóriumi eredmények > talpellenállás
SZEMCSÉS TALAJOK
Talajkiszorításos cölöp
qb = Nq·σv’
Talajhelyettesítéses cölöp
qb = 0.6·Nq·σv’
KÖTÖTT TALAJOK
Talajkiszorításos cölöp
qb = 9·cu (Skempton, 1963)
Talajhelyettesítéses cölöp
qb = 7.5·cu
Kézdi, 1971
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > talajjelemzők alapján >> lab. eredmények > köpenmenti ellenállás
Qs = (qs,i U li)
qs,i = xtanδ + a (súrlódás + adhézió)
ahol:
x: hatékony vízszintes feszültség: x = Kz
δ: talaj-cölöp súrlódási szög (~0,7)
a: adhézió (~0,5-0,7c)BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > talajjelemzők alapján >> lab. eredmények > köpenmenti ellenállás
x = Kz
Nyugalmi földnyomás:
K0 = 1-sinAktív földnyomás:
Ka = tan2(45+/2)Passzív földnyomás:
Kp = tan2(45+/2)
A
Ea
Ep
E0
+ssa sp
E
movement of the wall
against the soil masswall is moved
away from the soil
-s
Possible
earth pressure values
Limit state
(active)
(Earth pressure)
Limit state
(passive)
K0 KpKa
talajhelyettesítéses cölöp (K<K0)
talajkiszorításos cölöp (K>K0)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > talajjelemzők alapján >> lab. eredmények > köpenmenti ellenállás
Általános formula: qs,i = xtanδ + a
Kötött talajok – α módszer (Tomlinson, 1957)
qs = αu·cu
ahol:
cu: a drénezetlen nyírószilárdság
αu: tapasztalati tényező
cu
[kPa]
αu
(fúrt)αu
(vert)
20 1.00 1.00
80 0.55 0.6
150 0.40 0.45
250 0.30 0.30BME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > talajjelemzők alapján >> lab. eredmények > köpenmenti ellenállás
Álltalános formula: qs,i = xtanδ + a
Szemcsés talajok – β módszer (Burland, 1973)
qs = β·σv’ahol:
σv’: hatékony függőleges feszültség
β: tapasztalati tényező
Talajtípus β(fúrt)
β(vert)
szerves talaj 0.10÷0.20 0.15÷0.25
puha agyag 0.15÷0.20 0.20÷0.30
NC agyag 0.20÷0.25 0.25÷0.35
OC agyag 0.70÷1.20 0.90÷1.60
iszap 0.20÷0.30 0.25÷0.50
laza homok 0.20÷0.40 0.30÷0.80
tömör homok 0.40÷0.60 0.80÷1.20
kavics 0.50÷0.70 0.80÷1.50Szepesházi, 2011
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöp törőterhének meghatározása
Cölöpteherbírás meghatározása
Próbaterhelés
Statikus Dinamikus Statnamikus
Talajjellemzők alapján
Helyszíni vizsgálatok
Laboratóriumi vizsgálatokBME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
Time
Load
[kN
]
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
Time
Sett
lem
ent
[mm
]
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
Load [kN]
Sett
lem
ent
[mm
]
Load [kN]
Sett
lem
ent
[mm
]BME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
Előnyök:
Pontos teherbírás (gazdaságos tervezés)
Terhelés-süllyedés görbe (információ a várható süllyedésekről)
Nagyobb prjektekesetén költséghatékony
Hátrányok:
Költséges (20-30 000 EUR)
Időigényes
Ritkán kivitelezhető a tervezés fázisában
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statikus próbaterhelés
• Osterberg cella• „Telltale rod”
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöp törőterhének meghatározása
Cölöpteherbírás meghatározása
Próbaterhelés
Statikus Dinamikus Statnamikus
Talajjellemzők alapján
Helyszíni vizsgálatok
Laboratóriumi vizsgálatokBME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> dinamikus próbaterhelés
Dinamikus próbaterhelés:A cölöpöt dinamikusan terheljük
(verőgéppel, vagy egy súlyt ejtünk rá)
A cölöpfejre érzékelőket szerelünk, mérjük az elmozdulást a sebességet és az erőt. A hullámterjedés elméletének felhasználásával „visszaszámítjuk” a cölöpben ébredő erő és süllyedés összefüggését.
A statikus terhelés-süllyedés görbét tapasztalati tényezők segítségével határozzuk meg.
Gazdaságos a statikus próbaterhelések kiváltásaként.BME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> dinamikus próbaterhelés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöp törőterhének meghatározása
Cölöpteherbírás meghatározása
Próbaterhelés
Statikus Dinamikus Statnamikus
Talajjellemzők alapján
Helyszíni vizsgálatok
Laboratóriumi vizsgálatokBME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statnamikus próbaterhelés
A cölöpfejre helyezett súlyt egy robbanás megemeli –ugyanekkora erő terheli a cölöpfejet.
Érzékelőkkel mérjük a cölöpre adódó erőt és az elmozdulást.
Kiértékelés a dinamikus próbaterheléshez hasonlóan.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Pile capacity prediction > pile load tests>> statnamic pile load test
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpteherbírás > próbaterhelés >> statnamikus próbaterhelés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöp törőterhének meghatározása
Cölöpteherbírás meghatározása
Próbaterhelés
Statikus Dinamikus Statnamikus
Talajjellemzők alapján
Helyszíni vizsgálatok
Laboratóriumi vizsgálatokBME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
SZONDÁZÁSI MÓDSZEREK
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
CPT(u) szondázás
Szonda jellemzők:
állandó sebesség (v=2 cm/s)
kúpos szondacsúcs
szondacsúcs szöge: 60˚
átmérő: 3.57 mm
szondacsúcs területe (vízszintes vetület) : 10 cm2
Mért adatok:
csúcsellenállás (qc)
köpenysúrlódás (fs)
pórusvíznyomás (u)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Statikus szondázás
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Prediction based on CPT results
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
www.sze.hu/~szepesr
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Homok
Agyag
Kőtrörmelék
Agyag
CPTu eredmények
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
talajtípus
palástellenállás talpellenállás
qs [kPa] qb [kPa]
szemcsés talaj sq·√qc
lb·b·
0,5·[qcIII+0,5·(qcII+qcI)]
kötött talaj ms·1,2·√qc mb·9·cu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000
De
pth
[m
]
Tip resistance (qT) [kPa]
CFA PILED = 0.8 mL = 11.2 M
0.7
D
hcri
t
qIII
qIqII 4
D8D
Fajlagos talpellenállás számítása CPTu alapján
meanIII;c;
meanII;c;meanI;c;
pbasemax;2
5,0 qqq
sp
crit
0
Ic;
crit
meanI;c; d1
d
zqd
q
0
IIc;
crit
meanII;c;
crit
d1
d
zqd
q
eq8
0
IIIc;
eq
meanIII;c; dz8
1D
qD
q
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
-22,00
-17,00
-12,00
-7,00
-2,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00��[���]
�[�]
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
-22,00
-17,00
-12,00
-7,00
-2,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
Cölöptalp
��[���]
�[�]
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
-21,00
-20,00
-19,00
-18,00
-17,00
-16,00
-15,00
-14,00
-13,000,00 5,00 10,00 15,00 20,00
4D
0,7D
��[���]
�[�]
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
-21,00
-20,00
-19,00
-18,00
-17,00
-16,00
-15,00
-14,00
-13,000,00 5,00 10,00 15,00 20,00
4D
0,7D
��[���]
�[�]
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
-21,00
-20,00
-19,00
-18,00
-17,00
-16,00
-15,00
-14,00
-13,000,00 5,00 10,00 15,00 20,00
4D
0,7D
hcrit
��[���]
�[�]
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
-21,00
-20,00
-19,00
-18,00
-17,00
-16,00
-15,00
-14,00
-13,000,00 5,00 10,00 15,00 20,00
hcrit
��[���]
�[�]
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
-13,00
-11,00
-9,00
-7,00
-5,00
-3,00
-1,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00
Cölöptalp síkja
8D
��[���]
�[�]
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000
De
pth
[m
]
Tip resistance (qT) [kPa]
CFA PILED = 0.8 mL = 11.2 M
0.7
D
hcri
t
qIII
qIqII 4
D8D
Fajlagos talpellenállás számítása CPTu alapján
meanIII;c;
meanII;c;meanI;c;
pbasemax;2
5,0 qqq
sp
crit
0
Ic;
crit
meanI;c; d1
d
zqd
q
0
IIc;
crit
meanII;c;
crit
d1
d
zqd
q
eq8
0
IIIc;
eq
meanIII;c; dz8
1D
qD
q
Cölöptípus p
Talajkiszorításos 1,0CFA 0,8
Talajhelyettesírtéses 0,6
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
talajtípus
palástellenállás talpellenállás
qs [kPa] qb [kPa]
szemcsés talaj sq·√qc
lb·b·
0,5·[qcIII+0,5·(qcII+qcI)]
kötött talaj ms·1,2·√qcmb·9·cu
Megj.: cu=qc/Nkt (Nkt=12-20)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Technológiai szorzók szemcsés talajok esetén
Cölöptípus
talp-ellenállási
szorzó
palást-
ellenállási
szorzó
palástellen-
állás
maximuma
b sq qsmax
Talajkiszorításos
cölöp
Vert, előregyártott vasbeton
elem1,00 0,90 150
Vert, zárt végű bennmaradó
acélcső1,00 0,75 120
Zárt véggel lehajtott és
visszahúzott cső helyén
betonozott
1,00 1,10 160
Csavart, helyben betonozott 0,80 0,75 160
Talaj-
helyettesítéses
cölöp
CFA-cölöp 0,70 0,55 120
Fúrt, támasztófolyadék
védelemmel0,50 0,50 100
Fúrt, béléscső védelemmel 0,50 0,45 80
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
talajtípus
palástellenállás talpellenállás
qs [kPa] qb [kPa]
szemcsés talaj sq·√qc
lb·b·
0,5·[qcIII+0,5·(qcII+qcI)]
kötött talaj ms·1,2·√qcmb·9·cu
Megj.: cu=qc/Nkt (Nkt=12-20)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Technológiai szorzók Kötött talajok esetén
Cölöptípus
talp-
ellenállási
szorzó
palást-
ellenállási
szorzó
palástellen-
állás
maximuma
mb msg qsmax
Talajkiszorításos
cölöp
Vert, egy. vb. elem 1,00 1,05 85
Vert, zárt végű bennmaradó
acélcső1,00 0,80 70
zárt véggel lehajtott s
visszahúzott cső helyén
betonozott
1,00 1,10 90
csavart, helyben betonozott 0,90 1,25 100
Talaj-helyettesítéses
cölöp
CFA-cölöp 0,90 1,00 80
fúrt, támasztófolyadék
védelemmel0,80 1,00 80
fúrt, béléscső védelemmel 0,80 1,00 80
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Verési képletek
R: az ejtősúly súlya
P: a cölöp súlya
ρ: tapasztalati tényező
h: ejtési magasság
ε: behatolás (ε= εplast+ εelast/2)
εplast: behatolás (képlékeny)
εelast: behatolás (rugalmas)
W: cölöpteherbírás
P)(Rε
h.R.
PR
ρ.PRW
2
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyedi cölöpök teherbírása> Karakterisztikus és tervezési érték
Számított érték R=Rb+Rs „legjobb becslés”
korrelációs tényezők: ξ (a vizsgálatok mennyiségétől és típusától függ)
modelltényezők: gR,d (a vizsgálatok típusától függ)
Karaktersiztikus érték Rk „óvatos becslés”
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyedi cölöpök teherbírása> Korrelációs tényező
Statikus próbaterhelés
n ξ1 ξ2
1 1.40 1.40
2 1.30 1.20
3 1.20 1.05
4 1.10 1.00
5- 1.00 1.00
Talajvizsgálat
n ξ3 ξ4
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
10 1.25 1.08
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyedi cölöpök teherbírása> Modelltényező
számítás alapja gR,d
cölöp próbaterhelés 1,0
CPT vizsgálat 1,1
egyéb talajvizsgálat 1,2
tapasztalat 1,3BME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyedi cölöpök teherbírása> Karakterisztikus és tervezési érték
Számított érték R=Rb+Rs „legjobb becslés”
korrelációs tényezők: ξ (a vizsgálatok mennyiségétől és típusától függ)
modelltényezők: gR,d (a vizsgálatok típusától függ)
Karaktersiztikus érték Rk „óvatos becslés”
parciális tényezők: g (a számítás megbízhatóságától függ)
Tervezési érték Rd „teherbírás”BME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyedi cölöpök teherbírása> Parciális tényező
Tervezési érték:
Rd = Rk/gt vagy Rd = Rb;k/ gb + Rs;k/ gs
Cölöptípus gb gs gt
Nyomott Vert 1,10 1,10 1,10
Fúrt 1,25 1,10 1,20
CFA 1,20 1,10 1,15
Húzott 1.25
Javasolt értékek EN 1997-1 (nemzeti melléklet)BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Terepszint
Állandó terhekPályaszint
��,�
���,����,�
��,� ��,� ��,� ��,� ��,� ��,� ��,�
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Hossz- és keresztirányú fékezőerő
Terepszint
Pályaszint
���,� ���,�
���,� ���,�
Cölöpösszefogó gerenda alsó síkja
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
��,�
��,�
���,�
���,�
Mértékadó igénybevétel 1 (ULS)(egyedi cölöp)
��,� = �� ���,� + ���,�
�+ ��,� + �� �
��,��+���,�∑ ��
� � ���� +���,�∑ ��
� � ����
��,�
x
y
���,�
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
88,00 mBf
TalajszelvényTerepszint 100 mBf
Tervezési vízszint 99,20 mBf Finom homok
Kavicsos homok
Sárga homokos iszap
Barna agyag
98,70 mBf
95,00 mBf
92,70 mBf
99,50 mBf
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Földnyomások9,25kPa
25,1kPa
104,28kPa
148,9kPa
245,72kPa
410,52kPa
14,8kPa�� ��,� 4,625kPa
7,72kPa
23,92kPa
52,44kPa
87,99kPa
143,79kPa
7,4kPa
38,93kPa
55,21kPa
10,05kPa
�� = 1 − sin�� = 0,5
�� = 0,384
�� = 0,625
�� = 0,658
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyedi cölöp teherbírása
Talpellenállás Köpenysúrlódás
��,���
��,��� = �� � �� � 9
�� = 70�����,��� = 316,9��
��,��� =� �� � ��,� � ���� � ��� � �� � �′�
��,� = 2,51�
��� = ���
��,��� =� �� � ��,� � �� � ��
Cölöptipús �� ����
Vert 1,00 1,00
CFA 0,45 0,85BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Köpenysúrlódásréteg �� � ��,� � ���� ��� ��,� ��� ��,���,� ��
0,5-0,8 0,30
2,51 0,85
0,5776,01 2,2
0,8-1,3 0,50 8,73 5,4
1,3-5,0 3,70 0,781 15,82 97,5
5,0-7,3 2,30 0,404 45,69 90,6
7,3-12 4,70 0,364 71,6 261,3
Total: 457
réteg �� � ��,� � �� �� ��� ��,���,� ��
7,3-12 4,70 2,51 0,45 70 371,60BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyedi cölöp teherbírása
Karakterisztikus köpenysúrlódás:
��,� = 457��
��,� = 473��
��,��� = 457��
���� = 1,27��,���� = 465��
����� = 1,35
��,� = ���457
1,27;465
1,35
��,� = 344,44��
Karakterisztikus talpellenállás:
��,� = 316,90��
��,� = 327,5��
��,��� = 316,90��
���� = 1,27��,���� = 322,20��
����� = 1,35
��,� = ���316,90
1,27;322,20
1,35
��,� = 238,67��
��,� =344,44
1,10+238,67
1,20= 512��
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyedi cölöp teherbírása> terhelés süllyedés görbe
Köpenymentiellenállás
Talpellenállás
F [kN]
s [cm] s [cm]
F [kN]
Teljes
~0.02-0.03D
~0.1D
VALÓS IDEALIZÁLT
Teljes
Köpenymentiellenállás
TalpellenállásBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyedi cölöp teherbírása> terhelés süllyedés görbe
Cölöpben ébredő erő [kN] Cölöpben ébredő erő [kN]
Mély
ség [
m]
Mély
ség [
m]
LEBEGŐ CÖLÖP ÁLLÓ CÖLÖP
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Köpenymenti ellenállás
Talpellenálláss [cm]
F [kN]
Teljes
~0.02D
~0.1D
Egyedi cölöp teherbírása> terhelés süllyedés görbe
q-z görbe:A cölöptalp elmozdulása és a mobilizálódó fajlagos talajreakció (talpellenállás) kapcsolatát írja leo általában lineáris összefüggéso egy bizonyos süllyedés után az ellenállás nem növekszik
t-z görbe:A cölöpköpeny és talaj közti elmozdulás-különbség és a mobilizálódó köpenymenti ellenállás kapcsolatát írja leo a köpenyementi ellenállás kisebb süllyedéseknél mobilizálódiko egy bizonyos süllyedés után az ellenállás nem növekszik
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöptervezés > cölöpök süllyedése> q-z & t-z görbék
Köpenymenti ellenállást-z görbe
Talpellenállásq-z görbe
A cölöpköpeny elmozdulása a környező talajhoz képest
Fajlagos köpenymenti ellenállás
qsmax
D*
Fúrt és CFA cölöp Talajkiszorításos
D* 0.015÷0.03 · D 0.01÷0.015 · D
A cölöptalp benyomódása
Fajlagos talpellenállás
qbmax
D**
Fúrt és CFA cölöp Talajkiszorításos
D** ~0.1 · D ~0.05 · D
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöptervezés> Cölöpcsoport süllyedése
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöptervezés> Cölöpcsoport süllyedése
ES
B
R
H
2D
m0
p
Steljes = Scölöp + Scsop
Scölöp: t-z és q-z görbék alapján
Scsoport y pm0/2Es
(síkalap süllyedése)BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöptervezés> Cölöpcsoport süllyedése
Grafikon a cölöpcsoport süllyedésének becslésére (t=tengelytávolság, D=cölöpátmérő, H=cölöphossz)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöptervezés > Tervezési irányelvek
ÁLLÓ CÖLÖPÖK
a teherbírás min. 2/3-át a talpellenállás adja;
Tengelytávolság: talajkiszorításos cölöpök: t ≥
3D talajhelyettesítéses cölöpök:
t ≥ 2.5D „maximum”: 5D
Fcsoport = n Fcölöp
A talp alatti puhább rétegek teherbírását is ellenőrizni kell („átszúródás”)
LEBEGŐ CÖLÖPÖK
a teherbírás min. 2/3-át a köpenymenti ellenállás adja;
Tengelytávolság t ≥ 3D „maximum”: 5D
Fcsoport < n Fcölöp
Nagy alapterületű épületek alatt, puha altalaj esetén kerülendő
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpalapozás > Gyámolított lemez
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpalapozás > Gyámolított lemez
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpalapozás > Gyámolított lemez
Alapgondolat:
A nagy alapterületű lemez kellő teherbírást biztosít.
DE
Az ellenállás csak nagyon nagy (valószínűleg nem megengedhető mértékű) süllyedések „árán” mobilizálódik
EZÉRT
A cölöpöket a süllyedések csökkentésére használjuk (csak a teher egy részét viselik)
Tervezési irányelvek:
Ha a tengelytáv nagyobb, mint 5 cölöpátmérő (t>5D), a csoporthatás elhanyagolhatóvá válik.
Nagyobb cölöptávolság esetén nagyobb lemezvastagság válik szükségessé.
A szerkezet optimalizálása szükséges
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöpalapozás > Gyámolított lemez
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöptervezés > Vízszintesen terhelt cölöpök
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöptervezés > Vízszintesen terhelt cölöpök
Szabad cölöpfej Fix cölöpfej
Rövid cölöp(L/R < 2)
Hosszú cölöp(L/R > 4)
25.0
hk
IER
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöptervezés > Vízszintes terhelés > Rövid cölöpök
Kötött talajok:
Szemcsés talajok:BME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Cölöptervezés > Vízszintes terhelés > Hosszú cölöpök
Kötött talajok:
Szemcsés talajok:
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Vízszintesen terhelt cölöpök> Teherbírás> Szemcsés talajok & rövid cölöp (Broms, 1964)
Hossz, L/B
Víz
szin
tes
teherb
írás
Qu/K
pB
3g
’
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Vízszintesen terhelt cölöpök> Teherbírás> Szemcsés talajok & hosszú cölöp (Broms, 1964)V
ízsz
inte
s te
herb
írás
Qu/K
pB
3g
’
Max. nyomaték Mu/KpB4g’
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Vízszintesen terhelt cölöpök> Teherbírás> Kötött talajok & rövid cölöp (Broms, 1964)
Hossz, L/B
Víz
szin
tes
teherb
írás
Qu/c
uB
2
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Vízszintesen terhelt cölöpök> Teherbírás> Kötött talajok & hosszú cölöp (Broms, 1964)
Víz
szin
tes
teherb
írás
Qu/c
uB
2
Max. nyomaték Mu/cuB3
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Laterally loaded piles > p-y curve
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Vízszintes ágyazásMonnet diagram
��,���= � �� − �� � � + � � � + 2 � �
� �� − �� � � � � �
ahol:qh,max: a maximális földellenállás [kN/m]Kp, Ka: a passzív és aktív földnyomás
tényezői [-]� + � � � :a hatékony geosztatikus
feszültség ’z’ mélységben [kPa]c: a talaj kohéziója [kPa]β: a helyettesítő szélesség
figyelembe vételére szolgáló együttható [-]
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Helyszíni vizsgálat vs. laboratóriumi vizsgálat
Előnyök:► folyamatos képet kaphatunk a
vizsgált talajrétegek állapotáról,
► nincs fúrás, mintavétel – a talajt természetes állapotában lehet vizsgálni.
► hasznos kiegészítő információ a talajállapotról
Hátrányok:► nem helyettesíti a közvetlen
mintavételt és laboratóriumi vizsgálatot,
► csak az adott feszültségállapot mellet lehet vizsgálni a talajt.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
SZONDÁZÁSI MÓDSZEREK
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
CPT(u) szondázás
Szonda jellemzők:
állandó sebesség (v=2 cm/s)
kúpos szondacsúcs
szondacsúcs szöge: 60˚
átmérő: 3.57 mm
szondacsúcs területe (vízszintes vetület) : 10 cm2
Mért adatok:
csúcsellenállás (qc)
köpenysúrlódás (fs)
pórusvíznyomás (u)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Statikus szondázás
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Statikus szondázásCPT(u) szondázásvégrehajtása
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
www.sze.hu/~szepesr
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
www.sze.hu/~szepesr
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Homok
Agyag
Törmelékes betelepülés
Agyag
CPT(u) szondázásMérési eredmények
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Statikus szondázásfelhasználási terület
megbízhatóan meghatározható a: talajtípus, talajrétegződés, pórusvíznyomás, cölöpteherbírás;
közepes megbízhatósággal számítható az: (ideálisan) szemcsés talajok belső
súrlódási szöge, kötött talajok drénezetlen
nyírószilárdsága, a talajok (relatív) tömörsége, összenyomódási modulus, konszolidációs együttható, áteresztőképességi együttható, előterheltség (OCR) mértéke, cölöpsüllyedés.
Lunne T., Robertson P.K., Powell, J.J.M. 1997 Cone penetration testing in geotechnical practice
A szondázás jól alkalmazható:
homokban
iszapban
agyagban
tőzegben
A szondázás nem alkalmazható:
kavicsban
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Szonda jellemzők:
dinamikus hatás (ejtősúly)
kúpos szondacsúcs
szondacsúcs szöge: 90˚
átmérő: 4.37 mm
szondacsúcs területe (vízszintes vetület): 15 cm2
Mért adatok:
10 vagy 20 cm behatoláshoz tartózó ütésszám (N10, N20)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
www.sze.hu/~szepesr
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Verőszondázás típusa
Ejtősúly
tömege
(kg)
Ejtési
magasság
(mm)
Könnyű verőszondázás
DPL (Dynamic probe, light)
10 500
Közepes verőszondázás
DPM (Dynamic probe, medium)
30 500
Nehéz verőszondázás
DPH (Dynamic probe, heavy)
50 500
Nagyon nehéz verőszondázás
DPSH (Dynamic probe, super heavy)
63.5 750
Verőszondázás típusai
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Verőszondázás (DP)felhasználási terület
A szondázási eredményekből közepes megbízhatósággal határozható meg a:
talajrétegződés,
a szemcsés talajok (relatív) tömörsége
Lunne T., Robertson P.K., Powell, J.J.M. 1997 Cone penetration testing in geotechnical practice
A szondázás jól alkalmazható:
homokban
A szondázás közepes megbízhatósággal alkalmazható:
kavicsban
iszapban
agyagban
tőzegben
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
SPT szondázás (Standard Penetration Test)
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Ütésszám 30 cm behatoláshoz (N)
Mély
ség
wikipedia
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
SPT szondázás felhasználási terület
A szondázási eredményekből jó megbízhatósággal határozható meg a:
talajtípus (mintavétellel),
közepes megbízhatósággal határozható meg a:
talajrétegződés,
a szemcsés talajok (relatív) tömörsége
Lunne T., Robertson P.K., Powell, J.J.M. 1997 Cone penetration testing in geotechnical practice
A szondázás jól alkalmazható:
homokban
iszapban
agyagban
tőzegben
A szondázás közepes megbízhatósággal alkalmazható:
kavicsban
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Terepi nyírószondázás (VST, Vane shear test)
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
www.sze.hu/~szepesr
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
www.sze.hu/~szepesr
Terepi nyírószondázás (VST, Vane shear test)
Eredmények
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Terepi nyírószondázás (VST)felhasználási terület
A szondázási eredményekből jó megbízhatósággal határozható meg a:
puha talajok drénezetlennyírószilárdsága,
közepes megbízhatósággal határozható meg a:
talajtípus,
terhelés-alakváltozás összefüggés
Lunne T., Robertson P.K., Powell, J.J.M. 1997 Cone penetration testing in geotechnical practice
A szondázás jól alkalmazható:
agyagban
tőzegben
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Presszióméteres vizsgálat
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Presszióméteres vizsgálat - eredmény
Rugalmas tartomány
Határnyomás
Plasztikus tartomány
Kúszási nyomás
NYOMÁS
Té
rfo
ga
t n
öve
ke
dé
s
EM = (1+ν)2 V(Δ P /Δ V)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Presszióméteres vizsgálatfelhasználási terület
A szondázási eredményekből jó megbízhatósággal határozható meg a: vízszintes földnyomás
terhelés-alakváltozás összefüggés
közepes megbízhatósággal határozható meg a: talajtípus,
talajrétegződés
nyírószilárdsági paraméterek
tömörség
OCR, nyírási modulusLunne T., Robertson P.K., Powell, J.J.M. 1997
Cone penetration testing in geotechnical practice
A szondázás jól alkalmazható:
agyagban
A szondázás közepesen alkalmazható:
homokban,
iszapban,
tőzegben
A szondázás nem alkalmazható:
kavicsban
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Lapdilatométer(DMT, Flat dilatometer test)
Mérés 20-30 cm-enként
www.ce.gatech.edu
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Lapdilatométer (DMT, Flat dilatometer test)
www.marchetti-dmt.it
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Flat dilatometer testwww.ce.gatech.edu
Lapdilatométer (DMT) – eredményekAnyagindex
IDMT
Összenyom. modulus
Drénezetlen nyírószilárdság
Agyag Homok
Iszap
Vízszintesfeszültségi index
KDMT
www.marchetti-dmt.it
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Lapdilatométer (DMT)felhasználási terület
A szondázási eredményekből jó megbízhatósággal határozható meg a:
talajrétegződés
közepes megbízhatósággal határozható meg a:
talajtípus,
nyírószilárdsági paraméterek
összenyomódási modulus
vízszintes feszültség
nyírási modulus
OCRLunne T., Robertson P.K., Powell, J.J.M. 1997
Cone penetration testing in geotechnical practice
A szondázás jól alkalmazható:
homokban,
iszapban,
agyagban
tőzegben
A szondázás nem alkalmazható:
kavicsban
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Nehéz verőszondázás – szemcsés talajok tömörsége
Minősítés N20
laza 1-14
közepesen tömör
15-50
tömör 51-
Jól graduált szemcsés alajok tömörségének minősítése az FTV segédlete szerint:
Talajok relatív tömörségi indexe a DIN4094-3 szabvány alapján:(Smoltczyk: Geotechnical Engineering Handbook 2002)
Rosszul graduált homok (U<3) esetén:ID= 0.10+0.435logN10
Jól graduált homok, homokos kavics (U>6) esetén:ID= -0.14+0.55logN10BME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Verőszondázás és CPTu szondázás eredményei
0
2
4
6
8
10
12
0 10 000 20 000 30 000 40 000
CPT csúcsellenállás - qc [kPa]
Mé
lys
ég
- z
[m
]
0 10 20 30 40 50
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Mé
lys
ég
- z
[m
]
Din. szonda - ütésszám (N20)
finomhomok
sov. agyag
köz. agyag
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Korrigált csúcsellenállás:qt=qc+u2(1-a)
ahol: a=An/Ac a belső tengely (erőmérő) és a szondacsúcs keresztmetszeti területének hányadosa
Korrigált köpenymenti ellenállás:ft=fs-(u2-u3)
Súrlódási arányszám:Rf=(fs/qc)100%
CPTu szondázás – Szondaeredmények feldolgozása
Ac
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
CPTu szondázás – Talajrétegek szétválasztása
Csúcsellenállás Pórusvíznyomás Köpenysúrlódás Súrlódási arányszámqc [MPa] u [kPa] fs [kPa] Rf [%]
KÖTÖTT
KÖTÖTT
SZEMCSÉS
SZEMCSÉS
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Korr
igált
csúcs
elle
nállá
s, q
t
[MP
a]
Súrlódási arányszám, Rf [%]
Korr
igált
csúcs
elle
nállá
s, q
t
[MP
a]
Pórusvíznyomási arányszám, Bq
CPTu – Talajazonosítás (Robertson ás tsai 1986)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Súrlódási arányszám, Rf [%]
Pórusvíznyomási arányszám, Bq
CPTu – Talajazonosítás (Robertson 1990)N
orm
aliz
ált
csúcs
elle
nállá
s, (
qt-
z)/
z
Norm
aliz
ált
csúcs
elle
nállá
s, (
qt-
z)/
zBME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
CPTu – Talajazonosítás (Eslami & Fellenius 1997)
Köpenysúrlódás, fs [kPa]
„Haté
kony”
csú
cselle
nállá
s, q
E=
qt-u
2[M
Pa]
AGYAG ISZAP
HOMOK
Homokos KAVICS
ÉrzékenyAGYAG/ISZAPBME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Tömörségi index
Csúcsellenállás
(CPT-ből)
(qc)
Hatékony súrlódási szög a (φ’)
DrénezettYoung-modulus b
(E ’)
MPa ° MPa
Nagyon laza 0,0 – 2,5 29 – 32 < 10
Laza 2,5 – 5,0 32 – 35 10 – 20
Közepesen tömör 5,0 – 10,0 35 – 37 20 – 30
Tömör 10,0 – 20,0 37 – 40 30 – 60
Nagyon tömör > 20,0 40 – 42 60 – 90
a Az értékek homokra érvényesek, iszapos talajok esetén 3° csökkentés, kavicsesetén 2° növelés indokolt.
b E’ a feszültségtől és az időtől függő szelőmodulus közelítő értéke. A drénezettmodulus megadott értékeit a 10 év alatt lezajlott süllyedésekből számították vissza. Az értékeket annak feltételezésével nyerték, hogy a függőleges feszültségek szétterjedése 2:1 arányú. Ezeken túlmenően egyes vizsgálatok arra utalnak, hogy ezek az értékek iszapos talajban 50%-kal kisebbek, kavicsos talajban pedig 50%-kal nagyobbak lehetnek. Túlkonszolidált durva szemcséjű talajokban a modulus lényegesen nagyobb is lehet. Ha a törőfeszültség tervezési értékének 2/3-ánál nagyobb talpnyomásból számítjuk a süllyedéseket, akkor a táblázatbeli értékek felét célszerű venni.
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
CPTu szondázás – szemcsés talajok tömörsége
Minősítés qc
nagyon laza 0-2,5
laza 2,5-5
közepesen tömör
5-10
tömör 10-20
nagyon tömör
20-
Talajok tömörségének minősítése az MSZ EN 1997-2:2008 (tájékoztató) „D” melléklete alapján:
Talajok tömörségi indexe a DIN4094-3 szabvány alapján :(Smoltczyk: Geotechnical Engineering Handbook 2002)
Rosszul graduált homok (U<3) esetén:ID= -0.33+0.73log qc
Jól graduált homok, homokos kavics (U>6) esetén:ID= -0.14+0.55log qc
Érvényességi tartomány:3 MPa < qc < 30 Mpa
Baldi és tsai (1986):
Érvényességi tartomány:Nem előterhelt (OCR=1) homokok esetén (K0=0,45)
55.0157
ln41.2
1
z
cD
qI
BME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
CPTu szondázás – összenyomódási modulus
Talaj qc
Kis plaszticitású agyag
qc ≤ 0,7 MPa 3 < < 8
0,7 < qc < 2 MPa 2 < < 5
qc ≥ 2 MPa 1 < < 2,5
Kis plaszticitású iszapqc < 2 MPa 3 < < 6
qc ≥ 2 MPa 1 < < 2
Nagy plaszticitású agyag qc < 2 MPa 2< < 6
Nagy plaszticitású iszap qc > 2 MPa 1< < 2
Nagyon szerves iszap qc < 1,2 MPa 2 < < 8
Tőzeg és nagyon szerves agyag
qc < 0,7 MPa
50 < w < 100 1,5 < < 4
100 < w < 200 1 < < 1,5
w > 300 < 0,4
Homok2 < qc < 3 MPa 2 < < 4
qc > 3 MPa 1,5 < < 3
Es=qcSanglerat (1972)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
CPTu szondázás – belső súrlódási szög
Nyugalmi földnyomás tényezője K0
Norm
aliz
ált
CP
T c
súcs
elle
nállá
s q
c/
z
Durgunoglu & Mitchell (1975)
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
CPTu szondázás – drénezetlen nyírószilárdság
146
258
)1(1911
),,(;107(
u
u
u
u
ke
ke
ze
kt
kt
zt
k
k
zc
uscc
c
zc
NN
qc
NN
qc
OCRNN
qc
GcEfNNN
qc
Elméleti összefüggések:
Tapasztalati összefüggések:
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
cs = α·qavg
Cölöp köpenymenti ellenállásának számítása„LCPC módszer”
k = pmax,shaft = qc,átl /
Busatmante & Giasenelli (1982)
Talajtípus qc [Mpa]
I. II.Puha agyag, iszap <1 30 90Agyag 1-5 40 40Kemény agyag >5 60 60Laza homok, iszap <5 100 100Homok, kavics 5-12 150 150Tömör homok, kavics >12 150 150
I. cölöpcsoport: Fúrt és folyamatos spirállal készített cölöpökII. cölöpcsoport: Talaj kiszorításos cölöpök
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
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
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
DIN 1054vert cölöpök fajlagos cölöpellenállásának tapasztalatai értékei
vert cölöp palástellenállás karakterisztikus értéke
qs,k kPa talpellenállás karakterisztikus értéke
qb,k MPa
talaj mélység
m fa vasbeton acélcső I-tartó fa vasbeton acélcső I-tartó
< 5 20 – 45 20 – 45 20 – 35 20 – 30 2,0 – 3,5 2,0 – 5,0 1,5 – 4,0 1,5 – 3,0
5 – 10 40 – 65 40 – 65 35 – 55 30 – 50 3,5 – 6,5 3,0 – 6,0 2,5 – 5,0 Szemcsés
> 10 60 50 – 75 40 – 75 3,0 – 7,5 4,0 – 8,0 3,5 – 7,5 3,0 – 6,0
Ic
0,5 – 0,75 5 – 20 kohéziós
0,75 – 1,0 20 – 45 0,0 – 2,0
< 5 50 – 80 40 – 70 30 – 50 2,0 – 6,0 1,5 – 5,0 1,5 – 4,0
5 – 10 60 – 90 40 – 70 5,0 – 9,0 4,0 – 9,0 3,0 – 7,5
görgeteges agyag
kemény – nagy. kem.
> 10 80 – 100 80 – 100 50 – 80 8,0 – 10,0 8,0 – 10,0 6,0 – 9,0
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T
anszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés
Egyéb felhasználási lehetőségek,fejlesztési trendek
Egyéb felhasználási területek:
• síkalapok teherbírása,
• síkalapok süllyedése,
• talajok minősítése, megfolyósodás-veszélyességszempontjából,
• talajjavítás – minőség ellenőrzés/biztosítás,
• pórusvíznyomás leépülésének (disszipáció) vizsgálata
Fejlesztési lehetőségek, trendek:
• szonda kiegészítése környezetvédelmi vizsgálatokkal,
• szonda kiegészítése geofizikai vizsgálatokkal (SCPT, SDMT stb.)
• szonda kiegészítése mintavevőkkelBME Szilárdságtani és T
artószerkezeti Tanszék
Tartószerkezet-rekonstru
kciós Szakmérnöki K
épzés