3. Földművek védelme
Általános tervezési kérdések Alapkövetelmények a földművel szemben
Funkcionális megfelelőség (vonalvezetés, űrszelvény, forgalmi kapcsolatok stb.) Statikai megfelelőség (teherbírások – alakváltozások) Kivitelezhetőség Gazdaságosság Tartósság (az állapot ne romolhasson le a tervezettnél rosszabbra) Fenntarthatóság (szokásos módokon elvégezhető legyen; víztelenítés, rézsűk) Esztétika (tájba illesztés) Környezetvédelmi szempontok
2
Geotechnikai előkészítés
Feltárások és laboratóriumi vizsgálatok Hossz- és keresztirányú vizsgálatok is szükségesek Különösen kedvező, illetve kedvezőtlen települések felismerése Vizsgálatok sűrűsége, mélysége: a szabvány előírásai alapján, de tervezői felelősség! Jó színvonalú tervhez a megfelelő feltártság elengedhetetlen!
Útjaink tervezése – kivitelezése közpénzből Megrendelői visszacsatolás (pl. diszpozíciós terv)
3
Geotechnikai előkészítés
4
Feltárások ajánlott mélysége: (Magyar Mérnök Kamara Geotechnikai Tagozatának ajánlása)
Töltés
0,8 ∙ h
Bevágás
za ≥ 3,0 m za ≥ 0,4 ∙ h
Feltárások sűrűsége átlagos esetben: 300 m
Geotechnikai előkészítés
5
Feltárások ajánlott mélysége: (Magyar Mérnök Kamara Geotechnikai Tagozatának ajánlása) Előkészítés Geotechnikai kategória
Engedélyezési terv
egyenletes talajrétegződés
változó talajrétegződés
egyenletes talajrétegződés
változó talajrétegződés
GK-1.
1200
600
400
200
GK-2.
900
450
300
150
GK-3.
600
300
200
100
• „6 m-nél magasabb töltések, illetve ennél mélyebb bevágások, földmegtámasztó szerkezetek igénye és rézsűállékonysági probléma esetén a hossz-szelvény menti feltárásokon kívül keresztszelvények felvétele is szükséges, legalább 400 m-enként.” • „A kiviteli tervekben a korábbi tervfázisok tapasztalatai alapján a feltárásokat szükség szerint sűríteni kell, illetve további keresztszelvényi vizsgálatokkal kell kiegészíteni, a tervezés során felmerülő speciális igényű tervezési feladatok elvégzéséhez, illetve a szükséges beavatkozások pontos lehatárolásának meghatározásához.”
Általános tervezési kérdések A földmű tervezés legfontosabb céljai:
a földmű utótömörödése és vízfelvétele csekély legyen a felső földmű zóna teherbírása megfeleljen a pályaszerkezetnek könnyen karbantartható és javítható rézsűk és víztelenítő rendszerek készüljenek
A földmű tervezés legfontosabb feladatai:
a megfelelő anyagok, technológiák kiválasztása jó szerkezeti kialakítás megfelelő felszíni és felszín alatti víztelenítés tervezése erózióvédelem helyes megoldása
6
Általános tervezési kérdések
7
Földműanyagok minősítése Homok (iszapos)
Aprókavicsos homok (iszapos)
Homokos aprókavics
Földműanyagként való felhasználás szerint
M-2 (jó)
M-1 (kiváló)
M-1 (kiváló)
Vízvezető képesség szerint
V-2 (jó vízvezető)
V-1 (vízszállító)
V-1 (vízszállító)
Erózióérzékenység szerint
E-1 (erózióérzékeny)
E-2 (nem erózióérzékeny)
E-2 (nem erózióérzékeny)
Fagyveszélyesség szerint
X-3 (fagyveszélyes)
X-2 (fagyérzékeny)
X-1 (fagyálló)
Fejthetőség szerint
F-II.
F-II.
F-II, F-III.
Tömöríthetőség szerint
T-1 (jól) és T-2 (közepesen)
T-1 (jól)
T-1 (jól)
Általános tervezési kérdések
8
Anyagválasztás (hova? mit?) Tömörség és teherbírás előírása cél: az élettartam alatt leromlás ne következhessen be általános hazai tömörségi előírások: autópályák, autóutak, főutak
Trr ≥ 90%
egyéb utak
Trr ≥ 88%
alárendelt utak
Trr ≥ 86%
jó anyagok választása mellett ezekkel a hosszú távú megfelelőség biztosítható
Általános tervezési kérdések Töltéstalp tervezése
az élettartam szempontjából kulcsfontosságú rész
feladatai:
szétcsúszás elleni védelem (talajcsere, töltésalapozás, geoműanyagok)
töltéstest védelme a felszíni és felszín alatti vizek ellen (kapilláris megszakító réteg)
9
Általános tervezési kérdések
10
Alacsony töltés – sekély bevágás tervezése
gyenge teherbírás, felszín közeli talajvíz
fagyvédelmi és teherbírási szempontok
építhetőség, gépek közlekedése
szemcsés anyagú földmű
talajcsere vagy stabilizált altalaj
gondos víztelenítés (oldalárok szintje!)
A feltáráskori és építési vízszint gyakori eltérése → súlyos pénzügyi kérdések !
Általános tervezési kérdések
Földmű felső zónájának tervezése
pályaszerkezet szempontjából elsőrendű fontosságú
minél jobb anyagok választása (környezeti adottságok!)
utótömörödés, kiszáradás miatti zsugorodás ne következhessen be
téli fagyás, olvadás miatt ne legyen lazulás, illetve egyenetlen nyomás a pályaszerkezetre → stabil legyen az alátámasztás
11
Rézsűk tervezése
12
Fontos szempont a tervezéshez: A rézsűk fenntartása a karbantartás egyik legköltségesebb része Követelmények:
Állékonyság
törés nem engedhető meg
csúszás nem engedhető meg
kisebb károk a használatot nem veszélyeztethetik
Kivitelezhetőség
Erózióvédelem
először ”csak” esztétikai kár
javítás hiányában: csúszás, akár pályaszerkezeti károsodással
Gazdaságosság Fenntarthatóság (osztópadka) Környezetbe illesztés
Rézsűk tervezése A rézsűhajlás megválasztása:
Általában összehasonlító tapasztalat alapján felvehető
Speciális esetekben külön vizsgálni szükséges
A rézsűhajlás befolyásolja a víztelenítési lehetőségeket (pl. surrantók), a fenntartást, a növényesítési lehetőségeket.
13
Rézsűk tervezése
14
Az állékonyságot befolyásoló tényezők:
Töltés:
Talajbevágás:
Magas talajvíz, belvíz (általában talajcsere változatlan hajlás mellett) Meredek terephajlás Gyenge nyírószilárdságú rétegek Kedvezőtlen rétegződés Vetődések Szivárgó vizek
Sziklabevágás:
Feltárási nehézségek
Monitoring
kőzettömbök elmozdulása, kiszakadása, omlása lemálló kőzetdarabok lezuhanása, kipergése
Rézsűk tervezése
15
Biztonság: a szokásosnál nagyobb tönkremeneteli valószínűség fogadható el (ok: földmunka, fenntartás, terület költsége)
ha az esetleges tönkremenetel előre észlelhető
ha az emberi élet fenyegetettsége nem nagyobb az átlagosnál
ha a helyreállítási költségek nem aránytalanul nagyok
Metodika: EC7 alapján, a 3 sz. tervezési módszer szerint Számítási módszerek:
egyszerűbb esetek: merev testként való elmozdulás
hagyományos „kézi” módszerek (pl. blokkos, vagy lamellás módszer)
korszerű véges elemes számítási programok (pl. Plaxis)
Rézsűk tervezése Hagyományos kézi módszer:
16
Rézsűk tervezése
17
Véges elemes programok:
PLAXIS
MIDAS
GEO4, GEO5
Rézsűk tervezése Monitoring:
Ha a tervezés során mozgásra utaló jelek, eredmények adódtak a kivitelezés, üzemelés időszakára ki kell dolgozni a monitoring módszerét Módszerei:
egyszerű megfigyelés (szemle, fotók)
geodéziai mérések
műszeres mérések (inklinométer, piezométer)
18
Rézsűk tervezése Rézsű állékonyság növelése:
geometriai módszerek geoműanyagos erősítés talajszegezés támszerkezetek mérnökbiológia
19
Mérnökbiológia
általában növénytelepítés statikai viszonyokat nem befolyásolja hatások:
erózióvédelem (szél, csapadék) felső talajzóna erősítése vízháztartás befolyásolása, stabilizálása
vízlefolyás lassítása beszivárgás csökkentése kiszáradás gátlása
kőzetdarabok kipergésének gátlása
eredményesség feltétele:
speciális szaktudás termőhelyi adottságok és a védelmi funkció ismerete
20
Mérnökbiológia Módszerek:
humuszterítés füvesítés gyeptégla, gyepszőnyeg fűmagos rézsűpaplan rőzseművek cserjék, fák
Követelmények:
nagy tűrőképesség gyors fejlődés elágazó gyökérrendszer nagy sarjadóképesség
21
Mérnökbiológia Előnyök: kisebb építési költségek kisebb fenntartási költségek tartós védelem tájképi hatás javítása másodlagos hasznosíthatóság
Hátrány:
nagyobb helyigény
22
Felszíni vizek rendezése Általánosságok: a megfelelő víztelenítés az élettartam és a fenntartás szempontjából is fontos elsősorban a kivitelezés (főként bevágás fejtés) során szükséges fokozott körültekintés a burkolat alá jó karbantartás esetén is juthatnak vizek az árkokat a vízépítő kollégák tervezik → Megvalósul-e a szükséges kooperáció, adatcsere a geotechnikussal?
23
Felszíni vizek rendezése
24
A víztelenítés alapelemei:
talp- és övárkok
általában 40 cm széles, 40 cm mély 1:1.5 hajlású „szabványárkok”
hidraulikai méretezés
lehetőség szerint gravitációs elvezetés
tározó és szikkasztó funkció is
túl nagy esés → erózió
túl kicsi esés → feliszapolódás
elvezetés: befogadóba vagy tározóba
a védőréteg kivezetése a max. vízszint fölött 20 cm-rel
burkolás
Felszíni vizek rendezése Szikkasztó árkok: a szikkasztást is részletesen meg kell(ene) tervezni → ennek hiányában károk, kimosódások („ a víz megy a maga útján”)
kötött rétegben a szikkasztás nem lehetséges ha a vízvezető réteg 2 m-nél kisebb mélységben van: folytonos, szemcsés anyaggal kitöltött rés célszerű ha a vízvezető réteg 2 és 5 m között van: az árok vizét furatokkal lehet levezetni és kellő felületen leadni ha a vízvezető réteg 5 m-nél: szikkasztó – párologtató medencék szükségesek
25
Felszíni vizek rendezése A víztelenítés további elemei: átereszek
a terep mélyvonulataiban
a mértadó vízhozam elvezetését kell megoldani
ne duzzasszon vissza
környezetében ne keletkezzen kimosódás
D = 1.0 m minimálisan (karbantartás!)
kiemelt szegélyek surrantók
26
Felszíni vizek rendezése A földmű víztelenítése:
cél: a víz minél előbb távozzon, a gyengébb vízáteresztő réteg meredek felületén, de a jobb minőségű anyagban
földmű tükör oldalesés = pályaszerkezet oldalesés
védőréteg alsó felületének oldalesése
szemcsés rétegeken: 2.5%
kötött rétegeken: 4%
kiegyenlítés: a jobb minőségű anyagból
27
Felszíni vizek rendezése Gyakori tervezési hiba:
a kivíztelenítés szintjét 2.5% oldaleséssel állapítják meg, de nincs előírás a földműanyagra.
Helyes megoldás:
a kivíztelenítés szintjét 4% oldalesés alapján kell megállapítani → több kell a kiváló földműanyagból (védőrétegből)
2.5% esés melletti kivíztelenítési szint, de alatta szemcsés földműanyagot kell tervezni → több kell a jó földműanyagból
28
Felszín alatti vizek rendezése Általánosságok:
összetett tervezési feladat
számtalan tényező befolyásol,
bizonytalanságok a rétegződésben, feltárásban,
környezetvédelem
cél: biztonságos elvezetés, a legkisebb depresszió mellett
minőségellenőrzés, fenntartás és monitoring részletes tervezése
alapelemek: szivárgók
további lehetőségek: vízszintes furatok, kutak, aknák, csőkutak, csápok, árok (csekély leszívási igény esetén, ha nincs kimosódási veszély)
29
Felszín alatti vizek rendezése Szivárgók
tervezés: anyag, helyszínrajzi és magassági vonalvezetés
részei: szivárgótest + dréncső + geotextília
fajtái:
oldalszivárgók talpszivárgók hossz-szivárgó megszakító övszivárgók bevágás hegy felőli oldalán keresztszivárgók rézsűszivárgó (szárítóborda)
30
Földművek építés közbeni víztelenítése Alapgondolatok:
Vonalas létesítmény víztelenítése és a környezet kapcsolata
mesterséges akadályok
megváltozott vízelvezetési útvonalak és irányok
Az építés közbeni állapot értékelése
a végleges állapot csak a kivitelezés végeztével áll elő
az építés folyamán is gondoskodni kell a felszíni és rétegvizek elvezetéséről → nem keletkezhetnek leromlások az elkészült műben
folytonosan változó feladat: leülepedések, kimosódások → azonnali beavatkozások szükségesek → később súlyos az ár!
31
Földművek építés közbeni víztelenítése Víztelenítési kérdések talajfajták szerint:
Szemcsés talajok: víz könnyen eltávozik → általában nincs probléma
Agyag talajok: víz nehezen szivárog be → kellő esés mellett a víz könnyen elvezethető (maximum vékony felső zónát kell letermelni)
Erózióérzékeny ”átmeneti” talajok: víz könnyen megbontja → egyenetlen felszínek → víz megáll, illetve beszivárog → állapotromlás, teherbírás vesztés
32
Földművek építés közbeni víztelenítése Megelőző víztelenítés töltésnél
az állagmegóvás érdekében a földmű építés megkezdése előtt először itt is a víztelenítési munkákat kell elvégezni.
talpárkok nyitása, majd folyamatos karbantartása
cél: ne tudjon a töltéstalp elázni
nehézségek: • gyenge altalaj, túl mély árok: alaptörés veszélye • árok felett töltésépítés • árok mellettük szervízút, szállítóút • túltöltéses építési módnál nem lehetséges
33
Földművek építés közbeni víztelenítése
34
Megelőző víztelenítés bevágásban
az állagmegóvás érdekében a földmű építés megkezdése előtt először a víztelenítési munkákat kell elvégezni.
övárkok megnyitása, majd folyamatos karbantartása
a szükséges felszín alatti víztelenítő rendszerek (általában szivárgók) kiépítése
cél: a kiemelés során jelentkező nehézségek (pl. állékonysági problémák, eróziós károk) csökkentése
Földművek építés közbeni víztelenítése A megelőző víztelenítés egyéb feladatai
a végleges átereszek megépítése és folyamatos karbantartása (az utólagos beépítés nem várt újabb süllyedéseket okozhat)
Alapszabály
építés a befogadó felől → munkavégzés már víztelenített területen
35
Földművek építés közbeni víztelenítése Töltésépítés
Folyamatos csapadékvíz elvezetés (legalább 4-6% oldalesés)
Lokális mélypontok kialakulásának gátlása (folyamatos gréderezés)
Döntéshozatalra képes képzett szakember legyen a helyszínen
36
Földművek építés közbeni víztelenítése Bevágásépítés
folyamatosan biztosítani kell a víztelenítést (övárkok, folyókák, vápák 4-6% oldalesésben, hosszesés)
földmunkagépek mozgási lehetőségeinek biztosítása
bevágási tükör állapotának, teherbírásának védelme kikerülő földanyagok védelme
erózió elleni védelem a friss rézsűkön
a végleges tükröt csak védőréteg építés előtt szabad kiszedni
a túlfejtést kerülni kell
felszín alatti vizek elvezetése:
a bevágások szélén ideiglenes árkok, vápák
kimosódások esetén dréncsövekkel „forrásfoglalás”
szivárgó rendszerek kiépítése
ha a tükör mégis elnedvesedik: stabilizálás
37
Földművek építés közbeni víztelenítése Rézsűk erózióvédelme:
leggyakoribb kár építés közben: kimosódás, erózió
bemélyedések → szélsőséges esetben burkolati károk (akkor is jelentkezhet a későbbiekben, ha az eróziós kár idején még nem volt kész a pályaszerkezet)
a tökéletes helyreállítás nagyon nehéz → cél: a megelőzés
38
Földművek építés közbeni víztelenítése Eróziós károk okai:
rézsűfelület elégtelen tömörsége és rendezetlensége
elázott töltésanyag vízleadása
védőrétegből eredő vizek
39
Földművek építés közbeni víztelenítése Eróziós károk okai:
rendkívüli intenzitású csapadék
koncentrált vízlefolyások (ok: töltéskorona egyenetlensége, vízelvezető szegélyek meghibásodása, folytonossági hiánya)
a bevágási rézsűn kialakuló lefolyások (ok: övárkok feliszapolódása következtében átbukó víz)
rézsűbeli vízkilépések, források, rétegvizek
40
Földművek építés közbeni víztelenítése Eróziós károk megelőzése:
lefolyások szabályozása
bevágás: övárok → surrantó → oldalárok töltés: (ideiglenes) szegély → (ideiglenes) surrantó → talpárok
ideiglenes szegély: földgerinc, geotextíliába tekert föld, sovány beton ideiglenes surrantó: műanyag fólia burkolás
41
Földművek építés közbeni víztelenítése Eróziós károk megelőzése:
mérnökbiológia (hazai gyakorlat: túl kései növénytelepítés) felületérdesítés a humuszterítés előtt
42
Földművek építés közbeni víztelenítése Eróziós károk javítása:
haladéktalanul el kell végezni
néhány dm-es kimosódás
gépi eszközök felülről földanyag pótlás döngölés a kotró szerszámával
nagyobb kimosódások
rézsű lépcsőzés (5% lejtés, ép töltésig) rétegesen visszaépítés, kisméretű tömörítő eszközzel mielőbbi biológiai védelem georács erősítés esetleg rézsűlaposítás vagy rézsűlábi támfal építése
43
A kivitelezés egyéb földművédelmi vonatkozásai
Földműanyag kiválasztása (Milyen anyagot? Hova?) tervezői előírások
kivitelezői törekvés: helyi anyag
Megoldás az Út 2-1.222-ben
A tervezettnél gyengébb minőség alkalmazásának feltételei: megfelelő építéstechnológia próbabeépítések, próbaszakaszok szakszerű munkairányítás szigorú minőségszabályozás földmű- és rézsűvédelmi intézkedések
44
A kivitelezés egyéb földművédelmi vonatkozásai Hazai kivitelezési gyakorlat napjainkban Nagy kivitelező cégek (saját földmunka kapacitás már nincs)
Földműépítő alvállalkozó, szubalvállalkozó (cél: mennyiség!)
van gép nincs megfelelő szaktudás nincs technológia választás nincs munkahelyi irányítás nincs minőségellenőrzés (a fővállalkozó sem felügyeli a munkát)
Földműhibák (többnyire később kiderülő rejtett hibák)
45
A kivitelezés egyéb földművédelmi vonatkozásai Leggyakoribb kivitelezési hibák
próbatömörítés hiánya (tömörítőgép típusa, járatszám, technológia, rétegvastagság, optimális víztartalom ekkor lenne eldönthető)
földműanyagok helytelen keverése
cél: laborban kikísérletezett arány → homogén töltés valóság: inhomogén munkavégzés → víz hatására eltérő reakciók az egyes földmű zónákban
túl nagy terítési vastagság
optimális tömörítőeszköz hiánya
a változó építési körülményekhez való alkalmazkodás hiánya (pl. víztartalom változás miatt szükség lehet járatszám módosításra, szárításra, locsolásra stb.)
minőségellenőrzés hiánya
46
A kivitelezés egyéb földművédelmi vonatkozásai Mai földmű építési „gyakorlat”
47
Fenntartási kérdések Hazánk klimatikus viszonyai a pályaszerkezetek alatti földműben kiszáradások, elnedvesedések földmű teherbírás változása
hosszú távon romlás Legfontosabb feladat: meglevő, de sokszor működés-képtelen vízelvezető rendszerek fenntartása, felújítása
viszonylag egyszerű, olcsó ráfordítás, de az előmunka igénye nagy (közmunka program)
pályaszerkezetek tönkremenetele lassulna, szolgáltatási színvonal javulna
48
Fenntartási kérdések Fenntartási feladatok:
víznyelők tisztítása csapadékcsatornák tisztítása csapadékcsatornák felmérése, szükség szerinti javítása feliszapolódott átereszek tisztítása uszadékok, hordalékok eltávolítása aszfalt és betonszegélyek javítása surrantók kitorkollásának javítása kezdődő rézsűhámlások javítása a károsodott felület növekedése előtt (főleg olvadási időszakban)
49
Fenntartási kérdések
Egy rossz példa Gyöngyösorosziból
50
Földművek romlásai
51
Épített rézsűoldalak tönkremenetelei; Természetes lejtők mozgásai; Töltéssüllyedések; Burkolat alatti teherbírás csökkenés; Folyamat – időbeliség – megelőzés;
Vizsgálat: Tágabb környezet – részletek
Rézsűk – lejtők mozgásai (terv előkészítés) Nyomvonal környezetének megismerése Földtani adottságok
Helyszíni szemle
Geológiai keletkezés
Terepadottságok
Felszínformáló erők
Tereptárgyak
Rétegződés
Lefolyási viszonyok
Rétegalkotók és határfelületek
Növényzet
Vízviszonyok
Interjú
Geológiai, földtani térképek, légifotók Irodalom (pl. A főváros felszínmozgás-veszélyes térségei) Talajvíz észlelő kutak; talajvíz térképek
52
Általános kép – Mit vegyünk észre egy tipikus csúszásnál?
53
A földmű romlásokat előidéző tényezők
54
Természeti hatások felszíni víz
felszín alatti víz
hőmérséklet ésvízhatás
élővíz
csapadék erózió
talajvízszintek változásai
fagyás
álló víz
belvíz
áramló talajvíz
olvadás
folyó víz
talajba beszivárgó víz
kapillárisan mozgó víz
kiszáradás
forrás kibukkanás
légmozgás
kémiai hatások
tektonikai hatások
biológiai hatások
szélerózió
báziscsere
lassúkéregmozgások
növények(baktériumok)
koptató hatás
kioldódás, kilúgozás
földrengés
állatok
Mesterséges hatások vízterhelésváltozása
terhelések
dinamikus hatások
növényzet változtatása
víznyomáselőidézése
megnövekedő (ön)súly
túltömörítés
művelés ág változtatása
pórusvíznyomás növelés
külső terhelés
dinamikustalajerősítés
növényzet kiirtása
vízvezetékekből kijutó víz
tehermentesülés
közlekedés pulzáló hatása
elhibázott növényesítés
Földművek romlásai Stabilitásvesztés - kedvezőtlen földtani adottságok
meredek lejtők
völgytalpi erózió
lejtőirányú rétegdőlés
felszínközeli vízvezető rétegek
gyenge nyírószilárdságú rétegek
réteghatárok esetén a határfelület gyengesége
gátolt felszíni vízlefolyás
felszín alatti vízszivárgás
korábbi csúszások
talaj, vagy kőzet repedezettség
55
Földcsuszamlások osztályozása a Brit Geológiai Intézet (BGS) besorolása szerint I.
56
Földcsuszamlások osztályozása a Brit Geológiai Intézet (BGS) besorolása szerint II.
57
Mozgásformák – Omlás I. (kőzet) Sziklaomlás Kölcsény
Táblás sziklabillenés Eger
Kanada Meredek falak gyors tönkremenetele, elsősorban fagyás-olvadás hatására
58
Mozgásformák – Omlás II. (talaj)
59
Győrújbarát
Szekszárd Kőzetliszt, meszes, rétegzetlen, meredek fal, állékony, fakósárga üledék. Szárazföldi – infúziós lösz; Szemcséi: 0,01-0,05 mm; Kárpát-medencében 4-20 m; Nedvesség és terhelés hatására omlik, roskad.
Mozgásformák – Suvadás (forgó csúszás)
60
Modellezés: 1. Fő szakadó fal, 2. Eredeti terep 3. Csúszólap (talpponti v. alámetsző)
Homogén rézsűs talajtömeg gyors elmozdulása, önsúly hatására. A perem menti húzási repedések előre jelzik!
Mozgásformák – Rétegcsúszás (síkcsúszás)
Modellezés: 1. Fő szakadó fal 2. Eredeti terep 3. Csúszólap
Viszonylag lassú csúszás egy markáns, leromlott nyírószilárdságú felületen (nehéz fúrással feltárni!).
61
Mozgásformák – Suvadás / Rétegcsúszás (1) Suvadás forgó mozgás (1) homogén (izotróp) anyag (egyforma tulajdonságok minden irányban)
(2) Rétegcsúszás transzlációs / haladó mozgás (2) inhomogén (anizotróp) anyag gyenge felületekkel
62
Mozgásformák – Szétterülés / Szétcsúszás
63
2001 Nisqually, WA Earthquake
1. Réteg adottság: kemény fedőkőzet „úszik” a puha víztartó rétegen, melyben bezárt vízvezető erek, lencsék vannak
2. Mozgás: lassú, lejtőirányban szétterülő, a felszínen összetöredezéssel jár
3. Ok: pórusvíznyomás növekedés és dinamikus hatás
Tioga, United States
Mozgásformák – Rogyás
64
Szeletes földcsuszamlás/Dunaszekcső
1. Réteg adottság: vízzáró rétegek közé bezárt vízvezető erek, lencsék
2. Mozgás: gyors, előjel nélküli
3. Ok - pórusvíznyomás növekedés a vízvezető sávban; - megfolyósodás; - szemcsét is mozgató vízmozgás;
Mozgásformák – Hámlás és erózió
65
Néhány dm vastag, gyenge, laza, tömörítetlen réteg (humusz) ázás hatására foltokban történő lecsúszása
Kiváltó tényezők
Befolyásoló tényezők
csapadék
topográfiai viszonyok
geológiai viszonyok
mennyisége (eső, hó) cseppnagyság intenzitása időtartama az olvadás üteme
- a lejtő meredeksége hossza alakja kitettsége
- a talaj nedvessége vízgazdálkodása szerkezete felszíni érdessége
növényzet borítottság növényzet nélküli talajfelületek többszintű növényzet
emberi nem megfelelő földhasználat művelési mód maradvány gazdálkodás védekezés hiánya
Mozgásformák – Folyás
66
Lassú, nagy kiterjedésű mozgás, nem azonosítható rövid életű nyírási felületekkel, viszkózus folyadékszerű viselkedéssel. Általában intenzív vízfolyás, heves zápor, hóolvadás okozza.
Mozgásformák – Kúszás (lassú folyás)
Időszakos lassú, nehezen észrevehető mozgás, viszkózus talaj viselkedéssel. Az alakváltozási sebesség idővel nőhet → suvadássá alakulhat át
67
Védekezés és a károk helyreállítása
68
t = ( s – u ) · tg f + c nyírószilárdság – normálfeszültség – pórusvíznyomás – belső súrlódási szög – kohézió geometriai módszerek
terep átalakítása rézsű geometria módosítása - rézsűlaposítás, - változó rézsűhajlás, - padkás kialakítás, - nyomópadka
víztelenítési megoldások megelőző felszíni vízrendezés, egyéb beavatkozások - lecsapolás (árkok, szivattyúzás), felszíni víztelenítés - szegélyek, - árkok, - surrantók, - átereszek felszín alatti víztelenítés - szivárgók - kutak - drénező furatok - szárítóbordák, szárítótárók
megtámasztó szerkezetek támfalak - súlyfalak, - szögtámfalak, - máglyafalak, - gabion falak, - vasalttalaj falak, - szegezett falak befogott támszerkezetek - résfalak, - cölöpfalak, - szádfalak, - berlini dúcolat horgonyzott támszerkezetek - dúcolatok, - elemes falak, - bordák, - gerendák
mérnökbiológiai módszerek
mesterséges burkoló és erősítő anyagok
humuszterítés, füvesítés (száraz, nedves eljárások), gyeptégla, gyepszőnyeg, fűmagos rézsűpaplan (lebomló vagy tartós anyagból), matracok rőzseművek, dugványozás, bokor -,cserje telepítés faültetés
geoműanyagok acélhálók, szalagok
Védekezés és a károk helyreállítása – példák II.
69
Védekezés és a károk helyreállítása – példák I.
70
Védekezés és a károk helyreállítása – példák III.
71
Töltéssüllyedések – elmélet, gyakorlat képekben
töltéssüllyedés = altalaj összenyomódás + töltéstest saját anyagának süllyedése, ülepedése kezdeti + konszolidációs + másodlagos süllyedések töltésanyagra vonatkozó előírások hazai problémák a közelmúltban: Balaton környéki tőzegek, zalai szerves agyagok
72
Töltéssüllyedések elleni védekezés módszerei
73
Új építés terület kikerülése
építésszervezési megoldások
szerkezeti megoldások
- töltésmagasság - helyszínrajzi megválasztás elkerülés - lépcsős - rézsűhajlás - hídra való építés csökkentés kiemelés - töltéssúly - betoncölöpözés - előterhelés csökkentés (részleges többlettöltés - geoműanyagok kikerülés) használata
előzetes talajjavítások, víztelenítés anyagában való víztelenítési megerősítés megoldások - talajcsere - mélytömörítés döngöléssel - mélytömörítés - függőleges vibrációval drénezés - kavics- oldalszivárgók cölöpözés építése vibrációval - kőtömzsök döngöléssel
kötőanyag bevitel
-injektálás - jethabarcsosítás - mélykeverés
Már megsüllyedt töltés - terület - részleges kikerülése - többlettöltés újjáépítés (helyszínrajzi) (süllyedés (átboltozás, - melléépítés gyorsítás a úsztatás) áthelyezés végértékhez) - oldalkitérés (lásd az új építés megakadályozása megoldásait)
rétegrend erősítése felülről - mélytömörítés - oldalszivárgók vibrációval építése - kavics cölöpözés
rétegrend erősítése felülről és/vagy oldalról - injektálás - jethabarcsosítás - mélykeverés
Burkolatkárok teherbírás-csökkenés hatására ok „rendes” esetben: forgalom alatti elhasználódás, okok idő előtti tönkremenetel esetén: földműteherbírás hiánya, vagy pályaszerkezeti anyagok gyengesége a károsodás jellege
teherbírásvesztés
rézsűcsúszás
magasságilag
a földmű teteje
földmű belseje
alaprajzilag
burkolat alatt
padka alatt
a talajmozgás fő iránya
függőleges
oldalirányú
a burkolatkárt okozó igénybevétel
hajlítás
nyírás
a károsodás fészke
A károsodás talajmechanikai tartalma a talajban lezajló állapotváltozás nyomán Miként hat a Rézsűmozgás Mi miatt Miben nyilvánul meg a burkolatra az van-e, és mi a következett be talajnál az állapotváltozás és mi válasza a az a burkolat válasza padkának és a állapotváltozás? állapotváltozás? erre? burkolatnak? konzisztencia teherbírás suvadásos jellegű romlás, elnedvesedés csökkenés az mozgás van állapotromlás miatt nyírószilárdság elázás mozaikos repedések elnyíródó burkolat csökkenés
74
Burkolatkárok teherbírás-csökkenés hatására
A leromlást befolyásoló tényezők: az éghajlati viszonyok és változásaik, a környezet víztelenítési adottságai, lehetőségei, a talajvízszint mélysége, a környező növényzet, a földmű geometriája, a földmű anyaga, talajmechanikai jellemzői, a pályaszerkezet anyagai, minősége, a forgalmi terhelés.
75
Burkolatkárok teherbírás-csökkenés hatására a tönkremenetel értelmezése szemléletmód jellemzői a megoldás tartománya preferált technológia elsődleges követelmény
útmérnök
geotechnikus mérnök
forgalom okozta „szabályos” leromlás rendszerek, szabványok, típus megoldások szakaszokban, egy bizonyos időszakra erősítés aszfaltrétegekkel helyreállítás gyorsan, kis zavarással
földmű romlása miatt bekövetkezett hiba egyedi esetek, szakértői munka, speciális megoldások lokálisan, véglegesen víztelenítés, teljes újjáépítés helyreállítás tartós megoldással
1.) kárfelvételi jegyzőkönyv, fotódokumentációval; 2.) tervadatok begyűjtése; 3.) geológiai – hidrogeológiai adottságok megismerése; 4.) építési napló adatok; 5.) építés óta eltelt idő eseményei.
1.) feltárások tervezése, elvégzése; 2.) helyszíni mérések és laborvizsgálatok tervezése, elvégzése; 3.) kiegészítő geodéziai mérések; 4.) szakértői jelentés összeállítása javaslatokkal.
76
Burkolatkárok teherbírás-csökkenés hatására
77
A pályaszerkezet további E két megoldás között kell keresni A földmű hibáinak erősítése, hogy előbb-utóbb a hibahelyektől függően kijavítása, ha kell a földmű képes legyen a földműhibák a megfelelő technológiai és és a pályaszerkezet teljes ellensúlyozására. gazdaságos megoldást. újjáépítésével
