dr. Szepesházi Róbert Széchenyi István Egyetem, Gyır Az új, európai, geotechnikai szabványok, különös tekintettel az Eurocode 7-re
Egy esettanulmány …
M7 autópálya Nagykanizsa-Becsehely Z-31 mőtárgy
• töltésmagasság 14 m, • rézsőhajlás keresztirányban 1:2 hosszirányban 1:1,5 • puha agyag és iszap → kavicscölöp 1,5×1,5 m / 60 cm • CFA-cölöp D=80 cm pannon agyagban hídfı: 12 db, pillér: 17 db • süllyedésmérés a háttöltés alatt
M7 autópálya Nagykanizsa-Becsehely Z-31 mőtárgy
• kavicscölöpözés után közbensı támaszok cölöpözése • gyors (nem dokumentált) töltésépítés • 25 cm süllyedés a korona alatt 10 cm emelkedés a lábnál • a patakmeder „feltöltıdik”, visszaduzzaszt • a közbensı támaszok oszlopai 20 cm-t befelé dıltek • felhelyezhetık-e a tartók - okkeresés
EUROCODE 7 Cölöpalapozás Ajánlatos figyelemmel lenni a következı tervezési állapotokra, melyek a cölöpökre keresztirányú hatásokat eredményezhetnek:
–
különbözı mértékő terhelés a cölöpalap különbözı oldalain (pl. egy töltésben vagy annak közelében);
A cölöpalapok keresztirányú terhelését általában a merev vagy hajlékony gerendaként modellezett cölöpök és a mozgó talajtömeg közötti kölcsönhatás vizsgálatával ajánlatos megállapítani.
EUROCODE 7 Töltések
Kis szilárdságú és nagyon összenyomható altalajra kerülı töltések esetén olyan kivitelezési folyamatot kell elıírni, mely biztosítja, hogy a teherbíró képességet nem lépik túl, és a kivitelezés közben nem fordulnak elı túlzottan nagy süllyedések vagy mozgások. Ha talajjavítást írnak elı, akkor ajánlatos a kezelendı talaj térfogatát kellı ráhagyással tervezni, hogy ne alakulhassanak ki káros alakváltozások. Ahol a töltést utak vagy vízfolyások keresztezik, ajánlatos különös figyelmet fordítani a különbözı szerkezeti elemek térbeli kölcsönhatásaira. A tervben ki kell mutatni, hogy a töltések alakváltozásai miatt nem következik be használhatósági határállapot a töltésben, ill. a rajta, benne vagy közelében levı tartószerkezetekben, utakban és közmővekben.
EUROCODE 7 Mőszaki felügyelet, megfigyelés A töltések megfigyelése szükséges, ha a tartószerkezeteket és a közmőveket érı károsító hatások ellenırzését kívánják meg. Ha követelmény, hogy a mőszaki felügyeletre és megfigyelésre program készüljön, akkor ezt a tervezınek a geotechnikai tervezési beszámoló részeként kell elkészítenie. Elı kell írni a megfigyelés észleléseinek értékelését és az annak alapján szükséges tennivalókat. Mindenkor értékelni és értelmezni kell a megfigyelés eredményeit, és ez általában számszerősített formában valósuljon meg. A 2. geotechnikai kategória esetén a teljesítıképességet a tartószerkezet kiválasztott pontjainak mozgásmérései alapján lehet értékelni.
Hajlékony gerendaként modellezett cölöpök és a mozgó talajtömeg közötti kölcsönhatás vizsgálata PLAXIS-programmal
A geotechnikai szabványosítás aktuális helyzete
Az európai geotechnikai szabványosítás tárgykörei geotechnikai tervezés talaj- és kızetosztályozás talajfeltárás- és talajvízmérések terepi talajvizsgálatok laboratóriumi talajvizsgálatok geotechnikai szerkezetek vizsgálata speciális mélyépítési technológiák mélyépítési szerkezetek, termékek geomőanyagok alkalmazása geomőanyagok vizsgálata
MSZ EN 1997-1:2006 Eurocode 7-1 Geotechnikai tervezés. 1. rész Általános szabályok. • • • •
Tartószerkezetek tervezése sorozatban Angol nyelven honosítva 2005 I. negyedévben Magyar változat bevezetése 2006 IV. negyedévben Nemzeti melléklet is kész
EN 1997-2: 2006 EC 7-2 Geotechnikai tervezés. 2. rész: Talajvizsgálatok. Fejezetek 1. 2. 3. 4. 5. 6. • • • • •
Általános elvek A talajvizsgálatok megtervezése Mintavétel és talajvízmérések Terepi vizsgálatok Laboratóriumi vizsgálatok Talajvizsgálati jelentés
Európai bevezetés elıtt A korábbi EC-7-2 (laborvizsg.) és EC-7-3 (terepi vizsg.) egyesítésébıl 3-5. rész: tárgy, követelmények, értékelés, felhasználás a fıbb vizsgálatokra Technikai részletek nincsenek szabályozva Mellékletekben sok hasznos korrelációs összefüggés
EC 7-2 Mellékletek Tapasztalati összefüggések
Talaj- és kızetosztályozás MSZ EN ISO 14688-1:2005 Geotechnikai vizsgálatok. Talajok azonosítása és osztályozása. 1. rész: Azonosítás és leírás. MSZ EN ISO 14688-2:2005 Geotechnikai vizsgálatok. Talajok azonosítása és osztályozása. 2. rész: Osztályozási alapelvek. pr EN ISO 14688-2:2006
Geotechnikai vizsgálatok. Talajok azonosítása és osztályozása. 3. rész: A talajazonosítás elektronikus adatkezelése.
MSZ EN ISO 14689-1:2005 Geotechnikai vizsgálatok. Kızetek azonosítása és osztályozása. 1. rész: Azonosítás és leírás. pr EN ISO 14689-2:2006
Geotechnikai vizsgálatok. Kızetek azonosítása és osztályozása. 2. rész: A kızetazonosítás elektronikus adatkezelése.
MSZ 14043-2:2006
Talajmechanikai vizsgálatok. Talajok megnevezése talajmechanikai szempontból.
görgeteg
kavics
homok
homokliszt
iszap
agyag
80
tömegszázalék
S
%
100
60
40
20
0 1000
200
100
10
2
1
szemcseátmérı
görgeteg
kavics
0,02 0,01
0,1
0,002 0,001
0,0001
D mm
homok
iszap
agyag
80
tömegszázalék
S
%
100
60
40
20
0 1000
100 63
10
2
1
0,1 0,063
szemcseátmérı
D mm
0,01
0,002 0,001
0,0001
• Hagyományos nevek megóvása szemcsés és kötött talaj sovány – közepes – kövér agyag • Az osztályozás alapja szemeloszlás alapján, ha S0,06 < 40 % és IP < 10 % plasztikus index alapján, ha S0,06 > 40 % és IP > 10 % szemeloszlás és plasztikus index együttes értékelésével, ha S0,06 és IP ellentmondó • Vegyes összletek osztályozásának elvei • Eddigi magyar osztályozás függelékben Plaszticitási index Ip
Csoportnév az MSZ EN ISO 14688-2 szerint
Megnevezés
10%-nál kisebb
nem plasztikus
(szemeloszlás alapján)
10 és 15% között
kissé plasztikus
iszap
15 és 20% között 20 és 30% között 30%-nál nagyobb
közepesen plasztikus nagyon plasztikus
sovány agyag közepes agyag kövér agyag
MSZ 14043-2:2006
MSZE CEN ISO/TS 17892 Geotechnikai vizsgálatok Talajok laboratóriumi vizsgálata 1. A víztartalom meghatározása 2. A finomszemcséjő talajok térfogatsőrőségének meghatározása 3. A szemcsék sőrőségének meghatározása. Piknométer-módszer 4. A szemeloszlás meghatározása 5. Kompressziós vizsgálat lépcsızetes terheléssel 6. Ejtıkúpos vizsgálat 7. Finomszemcsés talajok egyirányú nyomóvizsgálata 8. Konszolidálatlan, drénezetlen triaxiális vizsgálat 9. Konszolidált triaxiális nyomóvizsgálat telített talajokon 10. Közvetlen nyíróvizsgálat 11. Áteresztıképességi vizsgálat 12. Az Atterberg-határok meghatározása
KÚPOS PENETROMÉTER a folyási határ megállapítására a Casagrande-készülék helyett
MSZE EN ISO/TS 17893-12 Geotechnikai vizsgálatok. Talajok laboratóriumi vizsgálata 12. rész. Az Atterberg határok meghatározása
MSZE CEN ISO/TS 22476 Geotechnikai vizsgálatok Terepi vizsgálatok pr EN 22476-1 Nyomószondázás elektromos mérıberendezéssel MSZ EN 22476-2 Verıszondázás MSZ EN 22476-3 SPT-szondázás pr EN 22476-4 Pressziométeres vizsgálat Menard-féle berendezéssel EN 22476-5 Rugalmas dilatométeres vizsgálat pr EN 22476-6 Pressziométeres vizsgálat önlefúró berendezéssel EN 22476-7 Fúrólyukas terhelés EN 22476-8 Pressziométeres vizsgálat teljes elmozdulással pr EN 22476-9 Terepi nyírószondázás EN 22476-10 Súlyszondázás EN 22476-11 Lapdilatométeres vizsgálat pr EN 22476-12 Nyomószondázás mechanikus mérıberendezéssel EN 22476-13 Tárcsás terhelés
CPTu, statikus szonda, nyomószonda
Geotechnikai vizsgálatok Mintavételi módszerek és talajvízmérések EN ISO 22475 1. Mőszaki alapelvek 2. Minısítési kritériumok 3. Megfelelıségi értékelés EN ISO/TS 22282 1. Általános elvek 2. Áteresztıképességi vizsgálat pakker nélkül 3. Víznyomásos vizsgálat 4. Próbaszivattyúzás 5. Nyeletéses vizsgálat 6. Áteresztıképességi vizsgálat pakkerrel
Speciális mélyépítési munkák MSZ EN 1536 MSZ EN 12063 MSZ EN 1537 MSZ EN 1538 MSZ EN 12699 MSZ EN 12715 MSZ EN 12716
Fúrt cölöpök Szádfalak Talajhorgonyok Résfalak Talajkiszorításos cölöpök Talajszilárdítás Talajhabarcsosítás
MSZ EN 14199
Mikrocölöpök
Speciális mélyépítési munkák pr EN
14490
Talajszegezés
MSZ EN 14475
Erısített töltés
MSZ EN 14679
Mélykeverés
MSZ EN 14731
Mélyvibrálás
pr EN
Függıleges drénezés
15237
Mélykeverés
Mélyépítési szerkezetek, termékek MSZ EN 12794:2005 Elıre gyártott betontermékek. Cölöpök alapozáshoz MSZ EN 13331-1:2003 Munkaárok-dúcoló rendszerek. 1. rész: Termékmeghatározás. MSZ EN 13331-2:2003 Munkaárok-dúcoló rendszerek. 2. rész: Számítás vagy vizsgálat MSZ EN 14653-1:2005 Kézi mőködtetéső hidraulikus alátámasztó rendszerek alapozási munkákhoz. 1. rész: Termékelıírások MSZ EN 14653-2:2005 Kézi mőködtetéső hidraulikus alátámasztó rendszerek alapozási munkákhoz. 2. rész: Számítás vagy vizsgálat
Elıregyártott vasbeton cölöp
EN ISO 22477 Geotechnikai szerkezetek vizsgálata 1. Cölöppróbaterhelés tengelyirányú statikus nyomóerıvel (pr) 2. Cölöppróbaterhelés tengelyirányú statikus húzóerıvel 3. Cölöppróbaterhelés keresztirányú statikus húzóerıvel 4. Cölöppróbaterhelés tengelyirányú dinamikus nyomóerıvel 5. Talajhorgonyok vizsgálata 6. Talajszegek vizsgálata 7. Talajerısítés vizsgálata
Cölöppróbaterhelés
Geotextíliák és rokon termékeik alkalmazása MSZ EN 13249:2001 - utak és más közlekedési területek MSZ EN 13250:2001 - vasutak MSZ EN 13251:2001 - földmunkák és az alapozások MSZ EN 13252:2001 - vízelvezetı rendszerek MSZ EN 13253:2001 - erózióvédelem MSZ EN 13254:2000 - víztározók és gátak MSZ EN 13255:2000 - csatornák MSZ EN 13256:2000 - alagutak és föld alatti mőtárgyak szerkezete MSZ EN 13257:2001 - szilárd hulladéklerakók MSZ EN 13261:2001 - víztározók MSZ EN 13262:2001 - csatornák MSZ EN 13265:2001 - folyékony hulladéklerakók MSZ EN 13291:2004 - alagutak és föld alatti szerkezetek szigetelése MSZ EN 13292:2004 - folyékony hulladéklerakók MSZ EN 13293:2005 - szilárd hulladéklerakók
Geomőanyagok vizsgálata 43 európai szabvány MSZ EN angol nyelven Alapjellemzık polimerfajta, vastagság, területi sőrőség Hidraulikai jellemzık jellemzı szőrınyílás, áteresztıképesség síkban és arra merılegesen Mechanikai jellemzık szakítószilárdság, merevség, kúszás, összenyomhatóság súrlódási jellemzık, statikus és dinamikus átszakadás Tartósság, degradációs jellemzık oxidáció, kémiai, mikrobiológiai hatások, UV-sugárzás
Földmővek erısítése geomőanyagokkal
szıtt geotextília, georács+nemszıtt geotextília elválasztásra és erısítésre vasbeton, gabion burkolásra
georács, szıtt geotextília erısítésre szalagdrén konszolidáció gyorsításra
geopokróc, geotextília, geoháló erózióvédelemre
georács, geoszalag erısítésre
geotextília szőrésre
Utak és autópályák létesítésének általános geotechnikai szabályai ÚT 2.-1.222: 2006 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Általános elvek, követelmények, fogalmak A tervezés alapjai és általános szabályai Tervezési rend és a tervek tartalma Földmővek anyaga, szerkezete és építése Rézsők állékonyságának biztosítása Töltésalapozás Támszerkezetek
sorszám 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
szabványok száma témacsoport
tartalom
geotechnikai tervezés
általános szabályok, talajvizsgálatok alkalmazása
talaj- és kızetosztályozás talajfeltárás- és talajvízmérések terepi talajvizsgálatok laboratóriumi talajvizsgálatok geotechnikai szerkezetek vizsgálata
azonosítás módszerei, osztályozási paraméterek és elvek mintavételek és vízmozgások vizsgálati követelményei szondázások, fúrólyukas mérések, tárcsás terhelés módszerei azonosító, hidraulikai és mechanikai vizsgálatok módszerei cölöppróbaterhelések, horgony-, szegés erısítés vizsgálati módszerei
speciális mélyépítési munkák mélyépítési termékek geomőanyagok alkalmazása geomőanyagok vizsgálata
cölöpök, rés- és szádfalak, horgonyok készítése, talajjavítások cölöpök, dúcolatok, támszerkezetek elıírásai és minısítése elvárt funkciók, anyagjellemzık és vizsgálatuk megnevezése alap-, hidraulikai- mechanikai és tartóssági jellemzık vizsgálata módja
terv
CENMSZ bevezetés magyarul
2
1
1
5
3
3
9
0
0
13
2
0
12
12
5
7
0
0
13
11
8
5
5
0
15
15
10
43
43
0
EU-program 2007
valamennyi tervezett európai szabvány megjelenése 6 hónapos nemzeti bevezetési kötelezettséggel
2010
az Eurocode-okkal konfliktusban levı nemzeti szabványok kötelezı visszavonása
Hazai feladatok • a magyar nyelvő változatok elkészítése • nemzeti mellékletek elkészítése • kiegészítı magyar szabványok és mőszaki elıírások készítése • megértés-megtanulás • segédletek, szoftverek készítése
Az Eurocode 7 geotechnika alapszabványa I. A tervezés rendje
Tartószerkezeti Eurocode-ok EN 1990 EC-0
A tartószerkezeti tervezés alapjai
EN 1991 EC-1: A tartószerkezeteket érı hatások EN 1992 EC-2: Betonszerkezetek tervezése EN 1993 EC-3: Acélszerkezetek tervezése EN 1994 EC-4: Betonnal együtt dolgozó acélszerkezetek tervezése EN 1995 EC-5: Faszerkezetek tervezése EN 1996 EC-6: Falazott szerkezetek tervezése EN 1997 EC-7: Geotechnikai tervezés EN 1998 EC-8: Tartószerkezetek tervezése földrengésre EN 1999 EC-9: Alumíniumszerkezetek tervezése
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 talajerısítés
6.
Síkalapok
7.
Cölöpalapok
8.
Horgonyzások
9.
Támszerkezetek
10. Hidraulikus talajtörés 11. Általános állékonyság 12. Töltések
1. Általános elvek
1. Általános elvek 1.1. Alkalmazási terület 1.2. Rendelkezı hivatkozások 1.3. Feltételezések 1.4. Különbség az alapelvek és az alkalmazási szabályok közt 1.5. Fogalommeghatározások 1.6. Jelölések
Feltételezések – megfelelıen képzett személyzet győjtötte össze, rögzítette és értelmezte a tervezéshez szükséges adatokat; – kellıen képzett és tapasztalt szakemberek tervezték a tartószerkezeteket; – megfelelı a folyamatosság és a kapcsolattartás az adatgyőjtésben, a tervezésben és a kivitelezésben közremőködı szakemberek között; – megfelelı a mőszaki felügyelet és a minıségellenırzés az üzemekben, a telepeken és a munkahelyen; – a kivitelezést a vonatkozó szabványokat és elıírásokat betartva, kellı jártassággal és tapasztalattal rendelkezı személyek végzik; – az építési anyagokat és termékeket az ezen Eurocode, vagy az anyagra, illetve termékre vonatkozó elıírások szerint használják fel; – a tartószerkezet fenntartása megfelelı lesz, és ezáltal az a tervezett teljes élettartama alatt biztonságos és használható lesz; – a tartószerkezetet a tervben meghatározott célra használják.
Alapelvek és alkalmazási szabályok (2) Az alapelvek közé tartoznak: –
azok az általános megállapítások és meghatározások, amelyeknek nincs alternatívájuk;
–
azok a követelmények és számítási modellek, amelyeknél nincs megengedve alternatíva, kivéve, ha az külön meg van jelölve.
(3) Az alapelveket a bekezdés számát követı P bető jelöli. (4) Az alkalmazási szabályok olyan általánosan elfogadott szabályok, amelyek igazodnak az alapelvekhez és megfelelnek az alapelvekben megfogalmazott követelményeknek. (5) Megengedett az ebben az Eurocode-ban szereplı alkalmazási szabályoktól különbözı alternatívák használata, feltéve hogy kimutatták, hogy az alternatív szabályok összhangban vannak a vonatkozó alapelvekkel, és a tartószerkezeti biztonságot, használhatóságot és tartósságot tekintve legalább egyenértékőek az Eurocode használata esetén elvártakkal.
Fogalmak Összehasonlítható tapasztalat (comparable experience) Dokumentált vagy más módon egyértelmően megállapított információ, amely a tervezés során figyelembe veendıvel azonos típusú talajra vagy szilárd kızetre vonatkozik, és amelytıl hasonló tartószerkezetek esetén hasonló geotechnikai viselkedés várható. Kiemelt jelentıségőnek kell tekinteni az építési helyszínre vonatkozó információkat.
2. A tervezés alapjai
MAGYAR SZABVÁNY
MSZ EN 1990:2005
Eurocode: A tartószerkezeti tervezés alapjai Az MSZ EN 1990 szabvány 2003. augusztus 1-jén közzétett angol nyelvő változatának 2005. augusztus 1-jén megjelent magyar nyelvő változata. Az MSZ ENV 1991-1:1998 helyett Eurocode: Basis of structural design
2. A tervezés alapjai 2.1. Tervezési követelmények 2.2. Tervezési állapotok 2.3. Tartósság 2.4. Számításon alapuló geotechnikai tervezés 2.5. Tervezés szokáson alapuló intézkedésekkel 2.6. Próbaterhelések és vizsgálatok kísérleti modelleken 2.7. Megfigyeléses módszer 2.8. Geotechnikai tervezési beszámoló
A tervezés alapkövetelménye Valamennyi geotechnikai tervezési állapotra vonatkozóan igazolni kell, hogy egyetlen, az EN 1990:2002-ben értelmezett és veszélyesnek vélelmezhetı határállapot túllépése sem következik be.
Tervezési állapot A tervezett építmény környezeti körülményeinek, saját méreteinek és anyagjellemzıinek az építés vagy az üzemelés közben kialakuló olyan együttese, melynek kialakulásakor a létesítmény vagy környezetének valamely teherbírási vagy használhatósági határállapota bekövetkezhet, ezért a jellemzık ezen együttesével leírható állapotot vizsgálni kell.
Teherbírási határállapot A tervezett szerkezet, a talaj vagy a környezı építmények valamely részének törés jellegő tönkremenetele, mely a szerkezet rendeltetésszerő használatát lehetetlenné teszi, s általában a szerkezetet használókat, ill. a környezetben lévıket is veszélyezteti. EQU az egyetlen merev testnek tekintett tartószerkezet vagy talajtömb állékonyságvesztése, melynek bekövetkezésekor az ellenállást a szerkezeti anyagok és a talaj szilárdsága nem befolyásolja jelentısen STR a tartószerkezet vagy a tartószerkezeti elemek, pl. a síkalapok, a cölöpök vagy az alapfalak belsı törése vagy túlzott alakváltozása, melynek bekövetkezésekor az ellenállást a szerkezeti anyagok szilárdsága jelentısen befolyásolja
GEO a talaj törése vagy túlzott alakváltozása, melynek bekövetkezésekor az ellenállást a talaj vagy a szilárd kızet szilárdsága jelentısen befolyásolja UPL a tartószerkezet vagy a talaj egyensúlyvesztése a víznyomás (felhajtóerı) vagy más függıleges hatás miatti felúszás folytán HYD hidraulikus gradiens által a talajban okozott hidraulikus felszakadás, belsı erózió vagy buzgárosodás
Használhatósági határállapot A tervezett szerkezet, a talaj vagy a környezı építmények olyan mértékő elmozdulása, deformációja, mely annak rendeltetésszerő használatát megnehezíti vagy korlátozza.
A geotechnikai tervezési állapotok és a határállapotok meghatározásához a következı tényezıket kell figyelembe venni: – a helyszíni adottságok, tekintettel az általános állékonyságra és a talajmozgásokra; – a tartószerkezet és elemeinek jellege és mérete, beleértve bármely sajátos követelményt, mint például az élettartamot; – környezeti viszonyok (szomszédos építmények, közlekedés, közmővek, növényzet; veszélyes vegyszerek stb.); – talajviszonyok; – talajvízviszonyok; – regionális földrengésveszély; – a környezet hatásai (hidrológiai viszonyok, felszíni vizek, felszínsüllyedések, szezonális hımérséklet- és víztartalom-változás).
A geotechnikai tervezés lehetséges módszerei • Számításon alapuló tervezés • Tervezés megelızı intézkedésekkel • Tervezés modellkísérletek és próbaterhelések alapján • A megfigyelési módszer alkalmazása
2. A geotechnikai tervezés alapjai 2.4. A számításon alapuló geotechnikai tervezés (2) A geotechnikában az altalaj állapotának ismerete függ az elvégzett geotechnikai vizsgálatok mennyiségétıl és minıségétıl. Ezen ismeretek megszerzése és a kivitelezés szakszerő irányítása sokkal fontosabb az alapvetı követelmények teljesítéséhez, mint a számítási modellek és a parciális tényezık pontossága.
2. A geotechnikai tervezés alapjai 2.4. A számításon alapuló geotechnikai tervezés 2.4.3. Altalajjellemzık (4)P A talaj- vagy kızetjellemzık karakterisztikus értékeinek megválasztásakor a következıkre kell figyelemmel lenni: – a geológiai és egyéb háttér-információk, mint például a korábbi építkezésekbıl származó adatok; – a jellemzık értékeinek változásai; – a geotechnikai szerkezet viselkedését a vizsgált határállapotban befolyásoló talajzóna kiterjedése; – a kivitelezési munka hatása a mesterségesen elterített vagy javított talajra; – az építési munkának a termett talaj tulajdonságaira gyakorolt hatása.
Geotechnikai kategorizálás a várható geotechnikai nehézségek és kockázatok, illetve az alkalmazandó eszközök, eljárások alapján Együttesen értékelendık • • • •
a talajkörnyezet a feladat, az építmény az alkalmazandó geotechnikai megoldások és eljárások a környezeti kölcsönhatások
geotechnikai kategória
1
2
3
építm ény
kism érető egyszerő
hagyom ányos átlagos
nagy szokatlan
altalajadottságok
nem kedvezıtlen
átlagos
nehéz
környezı építm ények
nincsenek veszélyeztetve
kockázat
kicsi
közepes
nagy
példák
épület (1-2 em .) pillér (250 kN ) fal (100 kN/m ) gödör (2 m ) tám fal (2 m )
lem ezalap cölöpalap tám fal, gödör horgonyzás földm unka
toronyház m ély gödör m agas földm ő víztelenítés talajjavítás
vizsgálatok
egyszerő (azonosító)
rutin labor és terepi
kiegészítı speciális
veszélyeztetve óvintézkedések lehetnek kellenek
Hatás A talajra vagy a tartószerkezetre ható erık (terhek), illetve kényszeralakváltozások vagy kényszergyorsulások, melyeket pl. önsúly, hasznos terhelés, hımérséklet-változás, nedvesség-tartalom-változás, egyenlıtlen támaszmozgás vagy földrengés okoz. Igénybevétel A hatás következménye a talajon vagy a tartószerkezeti elemeken (pl. belsı erı, nyomaték, feszültség, alakváltozás) vagy a teljes szerkezeten (pl. lehajlás, elfordulás). Szilárdság Egy anyag, pl. a talaj, a beton, külsı hatásokkal szembeni ellenállását kifejezı mechanikai jellemzı, rendszerint feszültség mértékegységben. Ellenállás Talajzóna, tartószerkezet, tartószerkezeti elem, vagy ezek egy keresztmetszetének a külsı hatásokkal szembeni, mechanikai tönkremenetel nélkül elérhetı teherbírása, pl. nyírási, nyomási vagy hajlítási igénybevételkor.
Tervezési követelmény Ed ≤ Rd Az igénybevétel Ed tervezési értéke Ed = E ( γF · Frep; Xk / γM; ad ) Ed = γE · E ( Frep; Xk / γM; ad ) Az ellenállás Rd tervezési értéke Rd = R ( γF · Frep; Xk / γM; ad ) Rd = R ( γF · Frep; Xk; ad ) / γR Rd = R ( γF · Frep; Xk / γM; ad) / γR
Fk
Ek
Rk
γE
γR Ed
≤
Rd
γF Fk
Xk
γM Fd
HATÁS IGÉNYBEVÉTEL
Xd
Xk
SZILÁRDSÁG ELLENÁLLÁS
Tervezési követelmény Ed ≤ Rd Az igénybevétel Ed tervezési értéke Ed = E ( γF · Frep; Xk / γM; ad ) Ed = γE · E ( Frep; Xk / γM; ad ) Az ellenállás Rd tervezési értéke Rd = R ( γF · Frep; Xk / γM; ad ) Rd = R ( γF · Frep; Xk; ad ) / γR Rd = R ( γF · Frep; Xk / γM; ad) / γR
Tervezési módszerek és parciális tényezık hatás vagy igénybevétel terve határ-zési államódpot szer
EQU
jellemzı
talajparaméterek
hatékony állan- hasz- belsı dó nos súrlódási szög
γG
γQ
kedvezıtlen
1,1
1,5
kedvezı
0,9
-
1. teherkombináció 1,35 (bizonytalan hatások)
1,50
ellenállás
drénesíkalap hatézetlen térkony nyíró- fogat kohé elszilárd- -súly talaj-zió csúság törés szás
γϕ’
γc’
γcu
γγ
1,35
1,35
1,5
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
γR;v
1,00
GEO STR 2.
3.
UPL
1,35
geotechnikai
1,3
1,50
1,0
1,3
felszerkezeti 1,35
1,5
kedvezıtlen 1,00
1,50
kedvezı HYD
1,0
0,90
kedvezıtlen 1,35 kedvezı
0,90
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,35
1,35
1,5
1,0
1,25
1,25
1,4
1,0
1,25
1,25
1,40
1,00
1,50 -
1,4
1,4
1,0
típus
γR;h
1,00
1. 2. teherkombináció (ismert hatások)
cölöp
1,0 1,1
1,1 1,0
1,0
támszerkezet
rézső- és ált. állékonyság
tartós
elföldtalajcsúsz ellentörés ás állás
földellenállás
γs;t
γs;p
γR;v
γR;h
γR;e
γR;e
1,1
1,1
1,0
1,0
1,0
1,0
1,1
1,1
1,4
1,1
1,4
1,1
1,1
1,1
1,4
1,1
1,4
1,1
1,0
1,0
1,0
1,0
horgony
talp- palást- teljes húzási Ideellen- ellen- ellen- ellen- igleállás állás állás állás nes
γb
γs
γt
γs;t
vert
1,0
1,0
1,0
1,25
fúrt
1,25
1,0
1,15
1,25
CFA
1,1
1,0
1,1
1,25
vert
1,3
1,3
1,3
1,6
fúrt
1,6
1,3
1,5
1,6
CFA
1,45
1,3
1,4
1,6
vert
1,1
1,1
1,1
1,25
fúrt
1,25
1,1
1,20
1,25
CFA
1,20
1,1
1,15
1,25
vert fúrt CFA
1,0
1,0
1,0
1,1
1,0
1,0
1,4
1,4
1,4
vert fúrt CFA
Síkalapozás globális biztonsága
EC-7
Állandó teher
1,35
Esetleges teher
1,50
Talajtörés ellen
1,40
karakterisztikus érték
~ 1,4 ~ 2,0
~ 2,5
átlag
~ 1,25
Állandó teher
1,10
Esetleges teher
1,30
~ 1,15
MSZ
2,3 – 2,9 α1 - talajfeltárás
1,0 - 0,7
α2 - nyírószilárdság
1,0 – 0,7
α3 - építmény
0,9 – 0,5
2,0 - 2,5
CFA-cölöpalapozás globális biztonsága
EC-7
MSZ
Állandó teher
1,35
Esetleges teher
1,50
Talajtörés ellen
1,15
1,4
~ 1,6 ~ 2,25
korrelációs tényezı 1 próbaterhelés esetén (karakterisztikus érték)
1,40
Állandó teher
1,10
Esetleges teher
1,30
1,4
1,15 - 1,2
1,9 - 2,2 α1 – törıerı próbaterhelésbıl
0,9 - 0,7
α2 – építmény
0,9 - 0,5
α3 – talajviszonyok
1,0 - 0,9
1,65 - 1,85
A talajparaméterek karakterisztikus értéke Figyelembe veendı a talajvizsgálati módszer mért eredmények szórása tapasztalati adatok az érintett talajzóna kiterjedése építmény merevsége a károsodás következményei EC7 irányelve „óvatosan becsült átlag vagy szélsı érték” annak az értéknek óvatos becslésével kell kiválasztani, mely a vizsgált határállapot bekövetkezését elıidézi (govern)”.
Karakterisztikus érték Mélyebb talajzóna átlagértéke
Felszínközeli talajzóna szélsı értéke
Lemezalapozású merev épület
Pilléralapozású csarnok
A talajparaméterek karakterisztikus értéke
Xk = X - kn ⋅ sx = X ⋅ (1- kn ⋅ ν x ) • az átlag 95 % megbízhatósággal becsült értékét a 1 k n = 1,64 ⋅ n
• a legkisebb érték 5 % valószínőségő értékét 1 k n = 1,64 ⋅ +1 n
• Schneider javaslata k n = 0,5
A geotechnikai terv tartalma A feladat ismertetése Az építési helyszín és a környezete bemutatása A tervezett építmény bemutatása A talajkörnyezet ismertetése A tervezés talajkörnyezeti modelljeinek vázolása A tervezési követelmények rögzítése A geotechnikai számítások ismertetése A technológiai követelmények bemutatása Minıségbiztosítási követelmények ismertetése A mőszaki felügyelet terve Az építmény viselkedésének megfigyelési terve Fenntartási és üzemelési utasítások A tervezés alapjául vett szabályozási anyagok
3. Geotechnikai adatok
3. Geotechnikai adatok Geotechnikai vizsgálatok Geotechnikai paraméterek Talajvizsgálati jelentés
EC 7-1 3. fejezet Geotechnikai adatok 1. A geotechnikai vizsgálatok általános követelménye Szolgáltatniuk kell az építés helyszínének és környezetének talaj- és talajvízviszonyaira vonatkozó mindazon adatokat, amelyek a lényeges talajtulajdonságok megfelelı jellemzéséhez és a tervezési számításokban felhasználandó talajparaméterek karakterisztikus értékeinek megbízható felvételéhez szükségesek.
EC 7-1 3. fejezet Geotechnikai adatok 2. Elızetes vizsgálatok célja – a hely általános alkalmasságát meg lehessen ítélni; – alternatív helyeket lehessen választani, ha szükséges; – a tervezett munkálatok nyomán várható változásokat meg lehessen becsülni; – a tervezési és ellenırzı vizsgálatokat meg lehessen tervezni, beleértve a tartószerkezet viselkedését lényegesen befolyásoló talajzóna kiterjedésének azonosítását; – az anyagnyerıket – ha szükségesek – ki lehessen jelölni.
EC 7-1 3. fejezet Geotechnikai adatok 3. Tervezési vizsgálatok Az információk célja – az ideiglenes és végleges létesítmények megfelelı tervezése – az építési módszer megtervezése – az építés közben lehetséges bármely nehézség azonosítása Az információk tartalma – a tervezett építés szempontjából lényeges, vagy az által befolyásolt talajzóna felépítését és jellemzıi – a tartószerkezet teljesítıképességére kiható paraméterek
EC 7-1 3. fejezet Geotechnikai adatok 4. Talajjellemzık, talajparaméterek – szemeloszlás, szemcsealak, szemcseérdesség – víztartalom, – térfogatsőrőség, hézagtényezı, tömörségi index, -fok – Atterberg-határok, – duzzadás, mésztartalom, szervesanyag-tartalom – nyírószilárdság – talajmerevség – átereszıképesség
EC 7-1 3. fejezet Geotechnikai adatok 5. Kızetjellemzık, kızetparaméterek Kızetanyag – ásványi összetétel – kızettani leírás – víztartalom – térfogatsúly, porozitás – gyors vízfelvétel – duzzadás – mállási index – egyirányú nyomószilárdság – merevség
Kızettömb – tagoltság jellege – tagoltságköz – irányítottság – tágasság – állandóság (folytonosság) – vízzáróság – érdesség – kitöltı anyag – nyírószilárdság – merevség
EC 7-1 3. fejezet Geotechnikai adatok 6. Terepi vizsgálatok –
– – – – – –
statikus szonda SPT dinamikus szonda nyírószonda presszióméter dilatométer súlyszonda
A nyírószilárdság meghatározásakor figyelembe veendı sajátosságok • • • • • • • • •
in situ feszültségszint anizotrópia kis plaszticitású agyagokban repedések rideg agyagokban alakváltozási sebesség nagy nyírási elmozdulások hatása elızetesen kialakult gyenge felületek idıtényezık érzékenység kohéziós talajok esetén telítettség
A Talajvizsgálati jelentés (TVJ) elvárt tartalma A vizsgálatok célja A hely, a létesítmény ismertetése, geodéziai adatai A feltételezett geotechnikai kategória A terepi és laborvizsgálatok ideje, módja, eszközei Az infor- A közremőködık adatai mációk A helyszín bejárásakor szerzett adatok bemuA helyszín története, korábbi építési tapasztalatok tatása Geológiai adottságok, szeizmicitás A terepi és laboratóriumi mérések eredményei A felszín alatti vizek adatai Fúrásnaplók Az eredmények közlése táblázatokban, jegyzıkönyvekben A terepi és labormunka értékelése Az információk értékelése
A hibásnak vélt, vagy hiányos adatok ismertetése Javaslat további vizsgálatokra indoklással, programmal Az eredmények célszerő ábrázolása A változó adatok statisztikai értékelése Talajszelvények bemutatása A talajrétegek szöveges ismertetése A tervezési paraméterek felvételére alkalmas adatbemutatás
4. Mőszaki felügyelet, megfigyelés, fenntartás
4. Mőszaki felügyelet, megfigyelés, fenntartás • a körülmények és a kivitelezés megfelelnek-e a tervben feltételezettnek? • az építmény viselkedése építés és üzemelés közben megfelel-e a tervezettnek? • milyen tevékenységek kellenek a tervezett viselkedés tartós biztosításához?
Mőszaki felügyelet • Elıírások a tervezési beszámolóban – vizsgálandó elemek és elfogadhatósági kritériumaik – vizsgálati módszerek • Vizsgálandó elemek – talaj- és talajvíz – építési módszerek • Vizsgálati módszerek – szemle – mérés • Értékelés – dokumentálás – tervezı értesítése – megırzés
Megfigyelés • Elıírások a tervezési beszámolóban • Vizsgálandó elemek – a tartószerkezet által befolyásolt talaj alakváltozásai; – a hatások értékei; – a talaj és a tartószerkezet között fellépı nyomások; – pórusvíznyomások; – a szerkezeti elemekben keletkezı erık és alakváltozások • Vizsgálati módszerek – szemle – mérés – mérés + analízis • Értékelés – dokumentálás – tervezı értesítése – megırzés
Fenntartás • Elıírások a tervezési beszámolóban – a tartószerkezet rendszeres szemrevételezést igénylı kényes elemei – munkák, melyeket tilos tervezıi felülvizsgálat nélkül elkezdeni – a szemrevételezések elvárt gyakorisága
