GEOMŐANYAGOK TERVEZÉSE AZ ÚTÉPÍTÉS ÉS A VASÚTÉPÍTÉS TERÜLETÉN

GEOMŐANYAGOK TERVEZÉSE AZ ÚTÉPÍTÉS ÉS A VASÚTÉPÍTÉS TERÜLETÉN

Geomőanyagok • Innováció – óriási elınyökkel • Világmérető térhódítás • Új- és újabb termékek, gyártók • Tudományos fejlıdés, konferenciák • Nemzetközi szabványosítás • Érdekes hazai szerkezetek az elmúlt 10 évben • Szakismeretek hiánya • Nagy volumenő, de anomáliákkal teli alkalmazás

Az alkalmazások anomáliái • az alkalmazási cél gyakran definiálatlan • méretezés nincs • túlhatározott a specifikáció a tervben, kiírásban • új termékek nehezen törnek be • a szükségesség helyszíni megítélése bizonytalan • felesleges költségek és vitás elszámolások • minıségellenırzés tisztázatlan

Meredek rézsű georácsos erősítéssel és geomatracos erózióvédelemmel

Magyar-Szlovén Vasútvonal Georáccsal erısített talajtámfal

M5 Bp. utáni szakasz Auchan lehajtó ág Máglyafal georáccsal erısített háttöltéssel és cölöpsorral

M7 autópálya Bszárszó – Ordacsehi Terra-Mesh támfal Pannon-Freyssinet

geodrének

A tervezés - alkalmazás elemei alkalmazási kör funkció igénybevétel

termék vizsgálat tulajdonságok

Alkalmazási körök 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Felszín teherbírásnövelése (járhatóság) Töltésalapozás Töltéstest építése Rézső erısítése Rézsők erózióvédelme Támfalak építése Földmővek csatlakoztatása szerkezetekhez Víztelenítı szerkezetek Vízszigetelı rendszerek

1. alkalmazási kör terep- vagy földmőfelszín teherbírásnövelése

Teherbírásnövelés

jó teherbírású szemcsés talaj georács és geotextília

gyenge teherbírású (E2-modulusú) altalaj vagy földmőtest

2. alkalmazási kör: töltéslapozás homokos kavics

Töltésalapozás magas töltés

georács vagy geocella és geotextília geodrén

kompresszibilis, kis nyírószilárdságú altalaj

öltéstest építése

3. alkalmazási kör: töltéstest építése szemcsés talaj humusztakaró geotextília vagy geomembrán kötött talaj szemcsés talaj

4. alkalmazási kör: rézsővédelem

humusz

erózióérzékeny talaj

geotextília vagy geoháló vagy geopokróc vagy geoszınyeg vagy geocella vagy geokompozit esetleg geomembrán illetve geofüggöny

5. alkalmazási kör: rézsőerısítés célszerően jó szemcsés anyag

georács vagy szıtt geotextília

6. alkalmazási kör: erısített talajtámfal

célszerően jó szemcsés anyag homlokzat georács vagy szıtt geotextília

7. alkalmazási kör: szerkezet és földmő csatlakoztatása ás

durva szemcsés talaj szerkezet vagy geomembrán geotextília

8. alkalmazási kör: víztelenítı szerkezetek burkolat

árok

szemcsés szivárgótest geotextília kötött talaj geocsı

9. alkalmazási kör szigetelı rendszerek szemét homokos kavics geotextília+geomembrán termett talaj

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

Funkciók 1. Erısítés 2. Védelem 3. Elválasztás 4. Erózióvédelem 5. Szőrés 6. Drénezés 7. Szigetelés

Funkció

Viselkedés geomőanyag nélkül

Viselkedés geomőanyag nélkül

Védelem

Ajánlott geomőanyag

Magyarázat

Húzófeszültség kölcsönzése a talajnak

Geotextília Georács Geokompozit Geocellák

A georács húzószilárdságot kölcsönöz a talajnak, így pl. a nyírószilárdság által megengedettnél meredekebb rézső sem csúszik meg.

geomőanyaggal

Erısítés

Funkció

Definíció

Definíció

geomőanyaggal Talajjal érintkezı szerkezet mechanikai védelme

Ajánlott geomőanyag

Magyarázat

Geotextília A geotextília meggátolja, hogy a szemcsés anyag sérülést okozzon a csatlakozó szerkezet (például membrán) felületén.

Funkció

Viselkedés geomőanyag nélkül

Viselkedés geomőanyag nélkül

Erózióvédelem

Ajánlott geomőanyag

Különbözı talajok keveredésének meggátolása

Geotextília

A geotextília meggátolja a durva- és a finomszemcsés talajok keveredését, ezzel az utóbbi megırzi kedvezı tulajdonságait.

Definíció

Ajánlott geomőanyag

Magyarázat

Esı okozta talajmozgás meggátolása, növényzet erısítése

Geotextília Geopokróc Geoszınyeg Geoháló Geocella Geokompozit

geomőanyaggal

Elválasztás

Funkció

Definíció

geomőanyaggal

Magyarázat szemcséket.

A geomőanyag a növényzet megerısödéséig megvédi a földmő felületét attól, hogy a lefolyó vizek elragadják a szemcséket.

Funkció

Viselkedés geomőanyag nélkül

Definíció

Ajánlott geomőanyag

Magyarázat

Folyadék átengedése, talajszemcsék megállítása

Geotextília

A szivárgó kavicstestét és a dréncsövet a víz által bemosott finom szemcsék nem tömítik el, így a drénezés tartós lesz.

geomőanyaggal

Szőrés

Geotextília

Funkció

Viselkedés geomőanyag nélkül

Drénezés Szigetelés

Definíció

Ajánlott geomőanyag

Folyadék Folyadékszállítása

Geotextília Geomembrán Geoháló Geodrén Geokompozit Geocsı

geomőanyaggal

Magyarázat

A hulladékon geomőanyag síkjában elvezeti a vizet, így az nem győlik össze, nem okoz nyomást, elnedvesedést.

Funkció

Viselkedés geomőanyag nélkül

Szigetelés

Definíció

geomőanyaggal Folyadék(gáz)mozgás megállítása

Ajánlott geomőanyag

Magyarázat

Geomembrán A hulladékon Geoszintetikus átszivárogva agyagszigetelı szennyezetté váló víz nem szivárog be a talajba, ill. a talajvízbe, így az tiszta marad.

Méretezés funkcióra 1. Mechanikai igénybevételek, követelmények – – – –

húzóerık nyíróerık a talaj-geomőanyag határán átszúródás E2-teherbírás a geomőanyag-szemcsés réteg felett

2. Hidraulikai igénybevételek – szükséges síkbeli és síkra merıleges vízvezetıképesség – szőrıképességi követelmény

3. Környezeti hatások – környezeti vegyi hatások – UV-hatás mértéke

4. Tartósság – beépítés közben – gyors töltésépítés – teljes élettartam

5. Módszer – számítások (statikai, hidraulikai – hagyományos,FEM) – megelızı intézkedések (összehasonlítható tapasztalatok) – próbaterhelés (próbabeépítés)

TERMÉK • • • • • • • • • • • • •

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

TERMÉK

nemszıtt (hıkezelt) geotextília

nemszıtt (tőzött) geotextília

többrétegő (nemszıtt) geotextília

többrétegő (nemszıtt) geotextília

(szalagokból) szıtt geotextília

(fonálból) szıtt geotextília

(fonálból) hurkolt geotextília

többrétegő (nemszıttszıtt) geotextília

nemszıtt, (lyukasztott) geotextília

erısített, főmagos nemszıtt geotextília

erısített, szıtt geotextília

többrétegő, hurkoltnemszıtt geotextília

TERMÉK

lyukasztott lemezbıl két- lyukasztott lemezbıl egy- egy fázisban, kétirányban irányban extrudált georács irányban extrudált georács extrudált, georács

extrudált, többrétegő kétirányú georács

vékony szalagokból hegesztett georács

széles szalagokból hegesztett georács

pászmákból hegesztett georács

fonálból szıtt georács

hurkolt georács

hurkolt georács

geoszalag

geoháló

geopokróc

georácsból készített geoszınyeg

geoszálból préselt geoszınyeg

geocella

geocella

geocella

georácsból szerelt geocella

geomembránból készített geocella

perforált geocsı

HDPE geomembrán

geoszintetikus agyagszigetelı

geokompozit szalagdrén

geokompozit drénháló

geokompozit drénháló

geokompozit drénszınyeg

geokompozit drénlemez

T E R M É K

Tulajdonságok Fizikai jellemzık




Anyag, szerkezet Méretek Tömegjellemzık

polimer fajtája, UV-stabilizálás módja, alkotók jellege, kapcsolata szerkezeti vastagság, alkotók vastagsága, nyitottság, tekercsszélesség, elemhossz területi sőrőség, térfogatsőrőség

Mechanikai tulajdonságok





Viselkedés húzásra Viselkedés nyomásra Talajkapcsolat Lokális ellenállás

merevségi modulus, szakítószilárdság, szakadónyúlás, toldási ellenállás kompresszibilitás súrlódási viselkedés, kihúzódási ellenállás statikus és dinamikus átszakítás, beépítési hatás, dörzsölés, repesztés ellen

Tartóssági tulajdonságok



Kúszás Degradáció

idıbeli szilárdságcsökkenés hımérsékleti, kémiai, mikrobiológiai, UV-sugárzás elleni ellenállás

Hidraulikai tulajdonságok



Vízvezetıképesség Szőrés

permittivitás, transzmisszivitás jellemzı szőrınyílás, eltömıdés

Mőszaki alkalmasság




Gyártás technológiai állandóság, megbízható minıségellenırzés és –tanúsítás Geotechnikai alkalmasság funkciók teljesítése, kezelési ellenállás Gazdaságosság globális versenyképesség, tartósság, szállítási feltételek

Vizsgálatok • a fizikai, méret- és tömegjellemzık meghatározása, • a húzóigénybevételek alatti viselkedés (szakítószilárdság, szakadási nyúlás, húzási merevség, kúszás) jellemzése, • a különbözı környezeti hatásokkal szembeni ellenállások (oxidáció, hımérséklet, vízbehatolás, UV-sugárzás, mikrobiológiai hatások, stb.) A termékek geotechnikai alkalmazásakor fellépı igénybevételek alatti viselkedés : • hidraulikai jellemzık (transzmisszivitás, permittivitás) meghatározása, • a talajjal való súrlódási kapcsolat mérése nyíródobozzal, illetve annak átalakításával, • a pontszerő igénybevételekkel szembeni ellenállás mérése CBR-készülékkel, illetve ejtıkúppal • az összenyomódási jellemzık vizsgálata ödométerrel További vizsgálatok, melyekhez speciális eszközöket, eljárásokat kellett kifejleszteni : • a geotextíliák jellemzı szőrınyílásának és talajjal való eltömıdésének mérése, • a kihúzódási ellenállás vizsgálata

A geomőanyagok egyes tulajdonságainak súlya a funkció teljesítése szempontjából a geomőanyag funkciója

a geomőanyag tulajdonsága

szigetelés

polimerfajta szerkezet UV-stabilizálás

* ** *

**

vastagság területi sőrőség

* *

** *

drénezés

szőrés

**

erısítés

**

** ** **

*

* *

* * *

* *

* **

* **

** **

*

* * * *

* * ** * *

* * * * *

** ** ** ** **

*

*

*

*

*

*

**

húzási merevség szakítószilárdság szakadó nyúlás kúszási hajlam toldási ellenállás összenyomhatóság

erózióelválasztás védelem védelem

*

felületi súrlódás statikus átszakítási ellenállás dinamikus átszakítási ellenállás sérülésekkel szembeni ellenállás

** ** **

* * *

* * **

* * *

* * **

** ** **

* * **

általános tartósság idıjárásállóság

** *

** *

** *

* **

** *

** *

** *

síkra merıleges vízvezetıképesség síkbeli vízáteresztıképesség jellemzı szőrınyílás eltömıdéssel szembeni ellenállás

**

*

** *

** * ** *

* *

*

** nagyon fontos

1.

* fontos

** **

** **

T u l a j d o n s á g o k

MSZ EN 13249 : 2001

1. táblázat:

Geotextíliák és rokon termékeik. Az utak és más közlekedési területek (a vasutak és az aszfaltbeépítések kivételével) szerkezetében való alkalmazás elıírt jellemzıi Jellemzı

b

(1) Szakítószilárdság (2) Nyúlás a legnagyobb erınél (3) Varratok és kötések szakítószilárdsága (4) Statikus átszakítás (CBR-vizsgálat) a b a (5) Dinamikus átszakítási ellenállás (kúpos ejtıvizsgálat) (6) Súrlódási jellemzık (7) Húzókúszás (8) Telepítéskor bekövetkezı károsodás (9) Jellemzı szőrınyílás (10) Síkra merıleges vízáteresztı képesség (11) Tartósság (11.1) Idıjárással szembeni ellenállás (11.2) Kémiai öregítéssel szembeni ellenállás

Funkciók, a funkciókhoz tartozó jellemzık és az alkalmazott vizsgálati módszerek

Vizsgálati módszer

EN ISO 10319 EN ISO 10319 EN ISO 10321 EN ISO 12236 EN 918 prEN ISO 12957-1:1997 és prEN ISO 12957-2:1997 EN ISO 13431 ENV ISO 10722-1 EN ISO 12956 EN ISO 11058 B melléklet szerint EN 12224 ENV ISO 12960 vagy ENV ISO 13438, ENV 12447 EN 12225

Funkciók Szőrés

Elválasztás

Megerısítés

H A S S H S

H A S H A S

H H S H H A

– A H H H A S

– A A A H A S

S A – A H A S

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

Alkalmazási rend (tervezési, kiválasztási) A geomőanyag funkciója – végleges szerkezetrész – építési segédeszköz

Szerepek – – – – – –

ajánlás adatmegadás döntés elfogadás tanúsítás ellenırzés

Közremőködık – – – – –

Építtetı Tervezı Vállalkozó Beszállító Mérnök

Tervezı

Tervezı

Szállító

dönt megad

megad

ajánl tanúsít

Építtetı

Mérnök

elfogad

alkalmazás konstrukció

ellenıriz

funkció igénybevételek

Vállalkozó dönt ellenıriz Mérnök

elfogad ellenıriz

Alkalmazási rend ha a geomőanyag a végleges szerkezet része

termék tulajdonságok

Vállalkozó

ajánl megad

Tervezı ellenıriz Építtetı elfogad

Vállalkozó

Szállító

megad

ajánl tanúsít

Alkalmazási rend ha a geomőanyag építési segédszerkezet

Mérnök

ellenıriz

alkalmazás konstrukció

funkció igénybevételek

Vállalkozó dönt ellenıriz Mérnök

elfogad ellenıriz

termék tulajdonságok

Tervezési funkcióra – méretezés igénybevételre

Tervezési ismeretek, szabványok • Koerner: Designing with geosynthetics • ÚT 2.-1.222 Utak geotechnikai tervezésének általános szabályai • BS 2002:1995 Strengthened/reinforced soils and other fills • ZTVE-StB 94 1997BS 2002:1995 Merkblatt für die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erdbau des Straßenbaus • Geomőanyaggyártó cégek Tervezési segédletek

ÚT 2-1.222:2002 Utak geotechnikai tervezésének általános szabályai Alkalmazási körök, tervezési alapelvek és hivatkozások az MSZ EN szabványokra • a földmővek felsı zónájának geomőanyagokkal való teherbírásnövelésének méretezési elvei, • a töltésalapozás során alkalmazható, geomőanyagokkal erısített szerkezetek tervezésének fı szabályai, • a rézsőállékonyság geomőanyagokkal való növelésének tervezése, • a geomőanyagokkal erısített támszerkezetek tervezési módszerei, • a felszín alatti víztelenítés berendezéseiben alkalmazható geomőanyagok fı követelményeit.

Koerner tervezési alapelve • a geomőanyagtól elvárt funkciók azonosítása • az egyes funkciókból eredı igénybevételek, követelmények meghatározása, • a fı funkció megállapítása és olyan termék kiválasztása, mely ennek követelményeit teljesíti, • a kiválasztott termék alkalmasságának ellenırzése a többi funkció szempontjából, • az idıjárásállóság és az esetleges egyéb degradációs hatásokkal szembeni ellenállás ellenırzése.

Példa: töltésalapozás geomőanyagokkal (?) A.

Kapilláris réteg (töltésanyag) megóvása

B.

Járhatóság biztosítása

C.

Töltésállékonyság biztosítása

1. Alkalmazási kör Tervezı – kapilláris megszakító réteg megóvása a kötött talajú terepfelszínen 2. Funkció Tervezı – elválasztás – szőrés 3. Igénybevételek, követelmények Tervezı (tapasztalat, megelızés) – átszúródás beépítéskor rákerülı durvaszemcsés talaj + építési forgalom – szőrési követelmények teljes élettartam alatt alatta levı finomszemcsés talaj – degradáció elkerülése környezeti feltételek (talajvíz, talaj vegyi jellemzıi) 4. Termék Szállító – nem szıtt – szıtt geotextíliák 5. Tulajdonságok Gyártó (EN ISO független tanúsítással) – területi sőrőség, statikus átszúródási ellenállás (GRK) – jellemzı szőrınyílás, merıleges áteresztıképesség – polimerfajta 6. Minıségellenırzés Vállalkozó, Mérnök – károsodás vizsgálata próbabeépítés utáni kibontással – polimerfajta + területi sőrőség gyártó által építésközi ellenırzésre – területi sőrőség + károsodás mérés, ill. szemlélés szúrópróbaszerő ellenırzésként

A

Nem szıtt geotextíliák kiválasztása az építés közbeni átszúródás elkerülésére a Geotextília Robusztussági Kategória (GRK) alapján tömörítés Talajfajta a geotextília egyik oldalán

AB1

AB2

nagyon csekély hatású

AB3

AB4

építési forgalom 5…15 cm kis nyommélységő gyúróhatásával gyúróhatással

15 cm feletti nyommélységő gyúróhatással

AS1

nem kritikus szemcsés anyag

GRK1

GRK1

GRK2

GRK3

AS2

durva- és vegyes szemcséjő anyag

GRK2

GRK2

GRK3

GRK4

GRK3

GRK3

GRK4

GRK5

GRK4

GRK4

GRK5

(1)

GRK5

GRK5

(1)

(1)

AS3 AS4 AS5

görgeteges, de 40 % alatt vagy éles szélő, tört AS2 40 %-nál több görgeteg vagy éles szélő AS3 nagy 40 % feletti görgeteg és éles szélő, tört anyag

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

Geotextília Erısségi Osztály GRK

Statikus átszakítóerı (x*-s)

Területi sőrőség (x*)

1

≥ 0,5 kN

≥ 80 g/m

2

≥ 1,0 kN

≥ 100 g/m

2

3

≥ 1,5 kN

≥ 150 g/m

2

4

≥ 2,5 kN

≥ 250 g/m

2

5

≥ 3,5 kN

≥ 300 g/m

2

2

Méretezés szőrésre 1. Mechanikai szőrési hatékonyság O90,w szükséges jellemzı szőrınyílás O90,w ≤ α⋅dt O90,w ≤ d90 dt α

a talaj jellemzı szemcsemérete a talaj szemeloszlásától függı szorzó

2. Hidraulikai szőrési hatékonyság km szükséges síkra merıleges áteresztıképesség η . km ≥ k k η

a talaj áteresztıképessége a talaj szemeloszlásától függı szorzó

1. Alkalmazási kör

Tervezı javaslata – Vállalkozó ajánlata

– járhatóság biztosítása a gyenge teherbírású terepen 2. Funkció

Vállalkozó

– erısítés

B

– elválasztás, szőrés (lásd A) 3. Igénybevételek, követelmények

Vállalkozó

– E2 teherbírás javításának mértéke építés közben altalaj teherbírása + szemcsés réteg vastagsága 4. Termék

Szállító tapasztalat alapján

– georács + geotextília (lásd A) – szıtt geotextíliák 5. Tulajdonságok

Gyártó (EN ISO független tanúsítással)

– szakítószilárdság, szakadó nyúlás – merevség (húzóerı 2…5 % nyúlásnál) – szerkezet (szál- és csomópont) 6. Minıségellenırzés

Vállalkozó (Mérnök)

– teherbírásnövekedés próbabeépítés utáni méréssel – polimerfajta + szakítószilárdság gyártó által építésközi ellenırzésre – járhatóság szemrevételezéssel építésközi ellenırzésre – E2 teherbírás tárcsás méréssel szúrópróbaszerő ellenırzésként

1 réteg georáccsal és szemcsés réteggel elérhetı teherbírásnövekedés georács típusa és szemcsés réteg tetején mérendı E2 MPa

h cm

80

rétegvastagság

100

60 GR1 - 25 GR2 - 25

40

GR1 - 60 GR2 - 60

20

0 1 10

2 15

4 25

7 35

10 45

CBR % E2 MPa

altalaj teherbírása

1. Alkalmazási kör Tervezı – töltésalapozás gyenge teherbírású altalajon 2. Funkció Tervezı – erısítés – elválasztás, szőrés (lásd A) 3. Igénybevételek, követelmények Tervezı – húzóerı a szétcsúszás elkerülésére építés közben (és késıbb) felszín nyírószilárdsága + töltésgeometria – húzóerı az alaptörés elkerülésére építés közben (és késıbb) altalaj nyírószilárdsága + töltésgeometria – geomőanyag-talaj közötti erıátadás felszín és töltésanyag nyírószilárdsága + töltésgeometria – (öregedés, degradáció elkerülése) környezeti feltételek (talajvíz, talaj vegyi jellemzıi) 4. Termék Szállító – georács – szıtt geotextíliák 5. Tulajdonságok Gyártó (EN ISO független tanúsítással) – szakítószilárdság – geomőanyag-talaj súrlódási kapcsolat – (kúszási, degradációs jellemzık) 6. Minıségellenırzés Vállalkozó, Mérnök – beépítési károsodás + talajkapcsolat próbabeépítés során méréssel – polimerfajta + szakítószilárdság gyártó által építésközi ellenırzésre – szakítószilárdság szúrópróbaszerő ellenırzésként

C

Szétcsúszás vizsgálata

ϕ H

Ea δ au

G L2

L1 T

N 2

K

2

cu

T > 0,5⋅H ⋅ρ⋅g⋅tg (45-ϕ/2) - L2⋅cu T < 0,5⋅H⋅ρ⋅g⋅L1⋅tgδ T < H⋅ρ⋅g⋅L1⋅tgδ + au⋅L1

O L2

L1 ϕ St

H

Gt

Nt

δ au

T cu

Na

β Ga Ka≈L1⋅cu

M(T)O > ΣM(G)O – [M(Ka)O + M(St)O] T < H⋅(L2 - 0,5⋅H⋅ctgβ)⋅ρ⋅g⋅tgδ T < H⋅ρ⋅g⋅L1⋅tgδ + au⋅L1

Alaptörés vizsgálata

A brit talajerısítési szabvány BS 8006:1995 Strengthened/reinforced soils and other fills (Erısített talajok és más töltésanyagok)

Tartalomjegyzék 1. ÁLTALÁNOS ELVEK 2. ELVEK, ALAPFOGALMAK 3. ANYAGOK 4. TERVEZÉSI VIZSGÁLATOK 5. A TERVEZÉS ALAPELVEI 6. TÁMFALAK ÉS HÍDFİK TERVEZÉSE 7. ERİSÍTETT RÉZSŐK TERVEZÉSE 8. GYENGE TALAJON ÉPÜLİ TÖLTÉSEK ALAPERİSÍTÉSÉNEK TERVEZÉSE 9. ÉPÍTÉS ÉS FENNTARTÁS FÜGGELÉKEK

GYENGE TALAJON ÉPÜLİ TÖLTÉSEK ALAPERİSÍTÉSÉNEK TERVEZÉSE

Általános szempontok a határegyensúly elve alapján közelíti a feladatot, ahol egy általános biztonsági szorzóval kell számolni

Az alkalmazási kör

Határállapotok • • • • •

Teherbírási határállapotok: a töltésrézső helyi állékonyságvesztése alaptörés alámetszı csúszólap mentén a töltéstest szétcsúszása az altalaj oldalkitérése általános állékonyságvesztés

A használhatóság határa: • az erısítés túlzott mértékben megnyúlik • az altalaj nagyon összenyomódik

A töltésrézső helyi állékonyságvesztés A töltés rézsőjét ellenırizve, igazolni kell, hogy

H tan ϕ ' cv ≤ Ls fms H a töltés magassága; Ls a töltésrézső vízszintes mérete; ϕ’cv a töltésanyag hatékony feszültségekhez és nagy elmozdulásokhoz tartozó súrlódási szöge; fms a tanϕ’cv-hez rendelt parciális tényezı,

Alaptörés alámetszı körcsúszólap mentén Y - az alapsíkon levı erısítés függıleges távolsága a mértékadó csúszólap középpontjától; MRRj - az alaperısítés egyensúlyhoz szükséges legnagyobb nyomatéka az alaperısítés valamely j pontján átmenı csúszólapokkal végzett vizsgálatokból; MDj - a felszorzott mozgatónyomaték az alaperısítés valamely j pontján átmenı csúszólapokkal végzett vizsgálatban; MRSj - a talaj ellenállásából adódó stabilizáló nyomaték az alaperısítés valamely j pontján átmenı csúszólapokkal végzett vizsgálatban.

Troj ⋅ Y j = M RRj = M Dj − M RSj

A töltéstest szétcsúszása Tds - az erısítés egy folyóméterében keletkezı húzóerı, amely a töltéstest szétcsúszásának megakadályozásához szükséges; Ka - az aktív földnyomás együtthatója, γ - a töltésanyag térfogatsúlya; ws - a töltéskoronán ható egyenletesen megoszló nyomás; ffs - a térfogatsúlyhoz rendelet parciális tényezı (27.táblázat); fq - a külsı súlyterhekhez rendelt parciális tényezı (27. táblázat).

(

Tds = 0 ,5 ⋅ K a ⋅ H ⋅ f fs ⋅ γ ⋅ H + 2 ⋅ f q ⋅ w s

)

A Tds húzóerı kialakulásának feltétele, hogy a töltésanyag nem csúszhat el az erısítés felszínén. A vízszintes kicsúszás megakadályozásához szükséges Le kötıdési hossz:

(

)

0 ,5 ⋅ K a ⋅ H ⋅ f fs ⋅ γ ⋅ H + 2 ⋅ f s ⋅ w s ⋅ f s ⋅ f n Le ≥ α' ⋅ tan ϕ' cv γ ⋅h⋅ f ms

fs - az erısítés és a talaj közti csúszási ellenálláshoz rendelet parciális tényezı fn - a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı tényezı h - az Le erısítési hosszon belüli átlagos feltöltési magasság; α’ - a talaj és az erısítés közti kapcsolatnak a ϕ’cv súrlódási szögre vonatkozó súrlódási együtthatója ϕ’cv - a töltésanyag hatékony feszültségekhez és nagy alakváltozásokhoz tartozó súrlódási szöge fms - a tanϕ’cv-hez rendelt parciális tényezı

Az altalaj oldalkitérése Rha ≤ Rhp + Rs + RR, Rha - az altalaj oldalkitérését okozó felszorzott vízszintes erı; Rhp - az altalaj passzív ellenállásból adódó, megfelelıen csökkentett, vízszintes erı; Rs - az altalajban a zc mélységben levı síkon ébredı nyírási ellenállásból adódó, megfelelıen csökkentett, vízszintes erı; RR - az altalajban az erısítés alsó felületén mőködı nyírási ellenállás megfelelıen csökkentett értéke

Geocellás alaperısítés

Alaperısítés a töltések állékonyságát és süllyedését szabályozó szerkezetek részeként

Határállapotok - teherbírási határállapotok

A használhatóság határesetei

a legnagyobb tengelytávolság : s=

• • • • • •

Qp f fs ⋅ γ ⋅ H + f q ⋅ ws

Qp a cölöpcsoport minden egyes tagjának teherbírása; ffs a talaj térfogatsúlyának parciális tényezıje, γ a töltés anyagának térfogatsúlya; H a töltés magassága; fq a külsı megoszló teherhez rendelt parciális tényezı ws a külsı megoszló terhelés.

A cölöpcsoport alaprajzi kiterjedése A legkülsı cölöpfej külsı élének helye szerint legyen:

(

L p = H ⋅ n − tan Θ p Lp - a szélsı cölöpfej külsı élének vízszintes távolsága a töltés talppontjától H - a töltés magassága; n - a rézsőhajlás; Θp - a töltésvállat és a szélsı cölöpej külsı élét összekötı egyenes függılegessel bezárt szöge, Θp=45o-ϕ’cv/2, ahol ϕ’cv a töltésanyag belsı súrlódási szöge.

)

A függıleges terhek leosztása

H ≥ 0,7· (s - a)

Trp =

WT ⋅ (s − a ) 1 1+ 2⋅a 6 ⋅ε

Trp - az erısítésben keltett húzóerı; ε - az erısítés fajlagos nyúlása.

Szétcsúszás • • • • • • •

(

)

Tds = 0 ,5 ⋅ K a ⋅ f fs ⋅ γH + 2 ⋅ f q ⋅ w s ⋅ H

Tds az erısítés egy folyóméterében keletkezı húzóerı; Ka az aktív földnyomás tényezıje ; H a töltés magassága; γ a töltés térfogatsúlya; ws a töltéskoronán egyenletesen megoszló terhelés; ffs a talaj térfogatsúlyához rendelt parciális tényezı; fq a külsı terhekhez rendelt parciális tényezı. minimális erısítési hossz Le ≥

(

)

0 ,5 ⋅ K a ⋅ H ⋅ f fs ⋅ γ ⋅ H + 2 ⋅ f q ⋅ w s ⋅ f s ⋅ f n α' ⋅ tan ϕ' cv γ ⋅h⋅ f ms

az erısítés bekötése Lb ≥

(

f n ⋅ f p ⋅ Trp + Tds  α' 1 ⋅ tan ϕ' cv1

γ ⋅ h ⋅  

f ms

+

)

α' 2 ⋅ tan ϕ' cv 2  f ms

  

Általános állékonyság

MD ≤ MRS + MRP + MRR

MD - a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, felszorzott mozgatónyomaték MRS - a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, a talaj ellenállásából származó, megfelelıen csökkentett stabilizáló nyomaték MRP - a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, a cölöpök hatásából adódó, stabilizáló nyomaték MRR – a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, az erısítésbıl származó stabilizáló nyomaték

A vasalt talajtámfal modellezése PLAXIS FEM-programmal