Dr. Szepesházi Róbert Széchenyi István Fıiskola
Szörényi Júlia Radványi László Bohn Mélyépítı Kft.
A MOM-Park munkagödörhatárolási munkái Geotechnika 20001 Ráckeve 2001. október 30.
MOM-park Budapest
épület
szintek száma
alapterület
legalsó pince
jel
neve
térszín alatt
térszín felett
mxm
szintje m Bf
mélysége m
A
multifunkcionális
4-5
2-8
120x145
130,00
18,5-14,5
B
lakó
1
4
100x200
147,00
2,0-4,0
C
iroda
4
6
35x120
135,00
12,0-15,0
víztartalom w % 0
20
40
60
80
100
0
5
10
15
víztartalom folyási határ sodrási határ
20
25
Mállási index Iw=[(wL-10)/7,9+(wP-10)/2,4+w/4,47]/3
mállási index Iw 0 0
mélység
z m
5
10
15
20
25
2
4
6
8
Nyírószilárdsági paraméterek
Talajzóna talajtípus
fedıréteg
Átlagérték
Minimális érték
Karakterisztikus érték
mélység
φ
c
φ
c
φ
c
m
°
kN/m2
°
kN/m 2
°
kN/m2
28
20
0,00 - 4,00
sárga-barna agyag 4,00 - 7,00
24
75
25
40
24
50
szürkéssárga agyag 7,00 - 12,00
27
75
25
40
26
50
32
40
30
0
30
20
szürke agyag
12,00 - 25,00
A statikai tervezés fı feladatai és hazai EC-konform gyakorlata f) az épületmozgások hatásainak vizsgálata az 1,35·P erıre
a) fal, mint tartószerkezet reakcióerıinek és igénybevételeinek számítása a rugalmas ágyazás elve alapján
s(x)
e
1,1·qk
Pk c) horgony méretezése az 1,35·Pk erıre
Mk; Tk b) résfal vasalásának tervezése az 1,35·Mk és 1,35·Tk igénybevételre
e) az általános állékonyság min. 1,35 biztonságának kimutatása bármely kör és összetett csúszólapra kimutatásával
Ct ← ϕ; c; Es ágyazási tényezı
σx d) földellenállás ellenırzése az 1,35·∫ σx·dz földnyomásra min. 1,40 biztonsággal
Rugalmas-képlékeny (bilineáris) javított Winkler-modell földnyomás σx passzív határállapot
σp
ágyazási tényezı C t = (σ p - σ a) / (ep - ea)
σ x = σ 0 + Cx · e σ0 aktív határállapot
ea
nyugalmi állapot
σa ep
vízszintes falmozgás e
talaj
Ct = α ⋅
Es E = (0,5 ÷ 1,0) ⋅ s t t belsı súrlódási szög
Az ágyazási tényezık, rugóállandók felvétele
horgony
dúc
ϕ °
ágyazási tényezı
Fh 1 Ch = ⋅ 0,5 ⋅ Fh ⋅ Lhsz Lh sh + A h ⋅ Eh
Cd =
Ct ×10 kN/m3
2 ⋅ A d ⋅ Ed 1 ⋅ B Ld kohézió
c
N/cm2
GEO5 falméretezés kiindulási adatai
ϕ
c
Es
γ
γt
°
kPa
MPa
kN/m3
kN/m3
iszapos homok homokos kavics
28 36
5 0
20 60
20 20,5
20 21
miocén agyag
18
60
25…40
20,5
21
réteg
talaj
1 2 3
horgony
hossz befogás távolság
hajlás
feszítıerı
m
m
m
°
kN
felsı
19
7
1,0
15
200
alsó
17
7
1,0
20
350
GEO5 falméretezés számítás eredményei
GEO5 falméretezés számítás eredményei
Horgonyméretezés ― Kihúzódás vizsgálata = befogási hossz tervezése ― elızetesen: ― munka kezdetén: ― munka közben:
tapasztalat alapján (MI 04-194-82) alkalmassági vizsgálattal elfogadási vizsgálattal
― Horgonyszár szakadási vizsgálata acélszerkezetként ― Szabad horgonyhossza tervezése ― Krantz-féle szerkesztés (lehetséges horgonyerı) ― Ostermayer-féle blokkos állékonyságvizsgálat ― általános állékonyság lamellás vizsgálata kör és összetett csúszólapokra különbözı programokkal (GEO5, Nemetschek)
„Befogás” (alsó feltámaszkodás) ellenırzése ― Elegendı mélyre nyúlik-e le a fal, a gödörfenék alatti passzív földnyomás (alsó támasz) biztonsággal elegendı-e a fal egyensúlyához? ― A legtöbb GEO-határállapotnak ez a kulcseleme. ― Vizsgálati lehetıségek: ― passzív földnyomás „beépített” osztása a biztonsággal ― passzív földnyomás számítása gyengített nyírószilárdsággal ― az egyensúlyozó földnyomás összevetése a passzív földnyomással ― Az EC 7 szerint a síkcsúszólapos földnyomásszámítás nem biztonságos. ― A jelenlegi gyakorlat csak 1,50 biztonságot vár el a talajparaméterek karakterisztikus értékeivel végzett számításkor. ― Az EC 7 által elvárt biztonság 1,35×1,40≈1,90, ezt fıleg a síkcsúszólapos számítás esetén indokolt teljesíteni. ― Elegendı a biztonságot az eredı földnyomásokra igazolni.
20
vízszintes elmozdulás ux cm
Mély munkagödrök többletmozgásai Kempfert nyomán
ux1 ux2 15
ux1 + ux2 ux3 ux4 ux3 + ux4
10
ux
5
0 0
5
10
15
20 gödörmélység
ux =
4
∑ u xi i=1
25
30
H m
γ ⋅ H5 γ ⋅ H3 γ ⋅H ⋅B γ ⋅H ⋅B = 0,2 ⋅ + 0 , 2 ⋅ + 0 , 225 ⋅ + 0 , 125 ⋅ Et ⋅b Eg Eg E t ⋅ b3 háttöltés hajlításából
nyírásából
fenékzóna többletterhébıl tehermentesülésébıl
max. vízszintes elmozdulás uxmax cm
Munkagödrök frankfurti agyagokban Moormann és Katzenbach (2000)
gödörmélység
H m
berlini dúcolat, horgonyozva berlini dúcolat, dúcolva cölöpfal, horgonyozva cölöpfal, dúcolva kritikus mozgások a szomszédos építmények szempontjából
max. vízsz.
elmozd.
Résfal Szegezett fal
Munkagödör mentén mért mozgások
max. süllyedés
Berlini dúcolat szádfal
Fúrt cölöpfal
uxmax mm
Berlini dúcolat szádfal Résfal Fúrt cölöpfal
Tajalbeton-fal
A munkagödör mélysége H m
smax mm
Clough és O’Rourke (2000) A munkagödör mélysége H m
Mozgások a fal mentén L
L R1
R1 si
smax H
si
R2
s(x)
smax ≈ 0,8 ⋅
i L ≈ (1,5 ÷ 2,5) · H
α ⋅ Ae i
−
s = smax ⋅ e
H
i
x2 2⋅i 2
e(z)
As = ∫ s(x) · dx As ≈ α · Ae α ≈ 0,6 ÷ 0,8
s(x) i
L ≈ (1,5 ÷ 2,5) · H
R2 smax ≈ 0,5 ⋅
α ⋅ Ae i
−
s = smax ⋅ e
( x −i)2 2⋅i2
i ≈ 0,29 · L
i ≈ 0,29 · L Ae = ∫ e(z) · dz
si
smax
si = 0,6 ⋅ smax
e(z)
L3 R1 ≈ 0,125 ⋅ α ⋅ Ae
si = 0,6 ⋅ smax
As = ∫ s(x) · dx
R1 ≈ 0,06 ⋅
As ≈ α · Ae
L3 R2 ≈ 0,15 ⋅ α ⋅ Ae
α ≈ 0,6 ÷ 0,8
vízszintes mozgás (e) a gödörmélység (H) %-ában talajtípus
Ae = ∫ e(z) · dz
L3 α ⋅ Ae
R 2 ≈ 0,088 ⋅
L3 α ⋅ Ae
függıleges mozgások (s) a gödörmélység (H) %-ában
Tomlinson
Clough és O’Rourke
átlag
tartomány
átlag
tartomány
átlag
tartomány
puha-merev agyag
0,30
0,08 – 0,58
0,80
0,20 – 1,70
1,00
0,00 – 2,50
merev-kemény agyag
0,16
0,06 – 0,30
0,30
0,10 – 0,60
0,20
0,10 – 0,70
homok és kavics
0,19
0,04 – 0,46
0,10
0,10 – 0,20
0,10
0,05 – 0,30
Általános (külsı) stabilitás vizsgálata
Bishop n=1,60
Általános állékonyság vizsgálata GEO4 programmal
Sarma n=2,08
FEM-analízis
Elmozdulásvizsgálat PLAXISprogrammal
Felkeményedı talajmodell alkalmazása
+
Bewegung nach Baugrube
horizontale Verschiebung e (mm) 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10
5
0
-5
0,0 O.K. des Kopfbalkens
0 Nach Anker 1 03.03.1999 Nach Aushub -5,25 06.03.1999 Nach Aushub -5,25 26.03.1999
-5
Nach Anker 2 02.04.1999 Nach Aushub -6,25 07.04.1999 Nach Aushub -9,30 12.04.1999 Nach Aushub -9,50 16.04.1999
Tiefe z (m)
-10
-15
Nach Aushub -9,50 22.04.1999 Nach Aushub -9,50 30.04.1999 Nach Aushub -9,50 10.05.1999 Nach Aushub -9,50 25.05.1999 Nach Aushub -9,50 18.06.1999 Nach Aushub -9,50 28.06.1999 Nach Aushub -9,50 13.07.1999 Nach Aushub -9,50 25.08.1999
-20
Nach Rückfüll -7,00 13.09.1999 Nach Rückfüll -5,00 20.10.1999 Nach Rückfüll -5,00 06.12.1999 Nach Rückfüll +6,50 13.04.2000
-25
horizontale Verschiebung e (mm)
60
50
40
Kopfbalken
30
Maximum 20
10
0 3.1
3.31
4.30
5.30
6.29
7.29
8.28
9.27
10.27
11.26
Zeit t (Monat.Tag)
12.26
1.25
2000
2.24
3.25
4.24
600
Ankerkraft A (kN)
550
500
obere Reihe
450
untere Reihe
400
350
300 3.1
3.11
3.21
3.31
4.10
4.20
4.30
5.10
5.20
5.30
Zeit
6.9
6.19
6.29
(Monat.Tag)
7.9
7.19
7.29
Budapest - MOM-Center - Kihorgonyzott cölöpfal Inklinométeres mérés - 1. mérıhely
~146,00
horizontale Vers chiebung in Richtung Baugrube e m m 50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
0
0
140,80 3.3
2
4
136,00 3.6 - 3.26
-5 6
8 4.2 - 4.7 10
-10
4.12 - 5.25
130,40
12
14
126,00 -15
125,00
Tiefe z m
16
3.3 3.6 3.26 4.2
-20
4.7
m2
4.12
m1
4.16
m3 m4
m6
4.22 4.30 5.10 5.25
-25
m5
600
50
550
e mm
Ankerkraft A kN
Maxim um
30
in Richtung Baugrube
horizontale Verschiebung
40
Kopfbalke n
obe re Re ihe 500 unte re Re ihe 450
20 400
10 350
0
300
3.1
3.11
3.21
3.31
4.10
4.20
4.30
5.10
Zeit
5.20
5.30
3.1
3.11
3.21
3.31
4.10
4.20
4.30
5.10
Zeit
5.20
5.30
Kedvezı tapasztalatok 1. A budai agyagok kedvezı szilárdsága megırizhetı célszerő konstrukciókkal és munkamódszerekkel, így viszonylag olcsó megoldások alkalmazhatók, meredek rézső nyitható benne, jelentıs horgonyerıkre lehet benne számítani. 2. A vízzáró, csak erekben, vetıdésekben vízvezetı agyagokban a felszín alatti vizekkel kapcsolatos feladatok jól kezelhetık nyitott cölöpfallal és megfelelı drénezéssel, a vízmozgások kedvezıtlen hatásai így elkerülhetık víznyomásra nem kell méretezni a szerkezeteket.
Kedvezı tapasztalatok 3. Az alkalmazott technológiák lehetıvé teszik magas színvonalú ellenırzı mérésekkel, szakszerő irányítással, a megfigyelési módszer elveit követve a rugalmas alkalmazkodást a változó körülményekhez, a bizonytalan talajadottságokhoz. 4. A mérések és megfigyelések tanúsága szerint jól le lehetett írni megbízható laborvizsgálatokból származó talajjellemzıkkel, az alkalmazott számítási módszerekkel a talaj és a szerkezetek viselkedését.
Ajánlások E megoldásoknál takarékosabbat tervezni nem szabad, még az éles piaci versenyben sem. A vízszintes elmozdulások ilyen mélység esetén a fal körüli földtömegek deformációja miatt már nagyok, s az állékonyságvizsgálat szerint szükségesnél hosszabb horgonyokkal lehet, illetve kell ıket csökkenteni. A szigorú határidık miatti gyors földkiemelés veszélyes lehet, mert az új feszültségek túl gyorsan hárulnak a talaj és a szerkezet egyes részeire, s nem tudnak elmozdulások és átrendezıdések révén leépülni, ill. egyenletesebben eloszlani.
Intelmek E megoldásoknál takarékosabbat tervezni még az éles piaci versenyben sem szabad, a biztonság már aligha csökkenthetı. A vízszintes elmozdulások ilyen nagy mélység esetén a fal elıtti és mögötti földtömegek deformációja miatt már jelentısek lehetnek, s ezeket csak állékonyságvizsgálat szerint szükségesnél hosszabb horgonyokkal lehet, illetve kell csökkenteni. A szigorú határidık miatti gyors földkiemelés veszélyes lehet, mert az új feszültségek túl gyorsan hárulnak a talaj és a szerkezet egyes részeire, s nem tudnak az elmozdulások és átrendezıdések révén leépülni, illetve egyenletesebben eloszlani.
