GEOTECHNIKA III. (LGB-SE005-3) FÖLDMŰ TERVEZÉSE

GEOTECHNIKA III. (LGB-SE005-3) FÖLDMŰ TERVEZÉSE

Feladat kiírás Pihenőhely és a hozzávezető út csatlakozó szakaszának geotechnikai terve a kiadott (internetről levehető) térképlapon, mely A3 méretben nyomtatva 1:500 méretarányú. Alapadatok  AB vonal magassága (kb. 223 mBf)  plató hossza (kb. 100 m)  a plató hosszesése (kb. 2-5 %)  a csatlakozó út korona szélessége (kb. 7-12 m) – úttengely egybeesik a plató tengelyével  talajfajta  altalaj, töltés, humuszos zóna talajfizikai jellemzői.

2

3

Geometria tervezés

Alaptérkép

4

Feladat 

A pihenőhely és az út geometriai tervei   



A támfal tervei – AB keresztmetszetben   





egy árokszakasz hidraulikai méretezése, egy árokszakasz minta- és hossz-szelvénye

Földtömegszámítás   



nézetrajz (1 oldalról), mintaszelvény (1 db), statikai számítások, szerkesztések

A pihenőhely környékének víztelenítése 



helyszínrajz (a támfallal és a vízelvezetéssel), keresztmetszetek (4 db) – AB, CD, EF, út vége hosszmetszet a tengely mentén

a plató köbtartalma, a hozzávezető út tervezési szakaszának köbtartalma csatlakozó rész köbtartalma

A földmunka és a támfal építésének műszaki leírása

5

Geometriai tervezés

6

A

230

225

215

B

220

Geometriai tervezés – alaprajzi elrendezés

A

230

7

C

225

215

B

220

D

Geometriai tervezés - vízelvezetés

8

Ároknak 2 m széles sáv fenntartása a bevágási oldalon

A' A

230

C

225

215

B

220

D

Geometriai tervezés – plató lejtése

9

A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D

Geometriai tervezés – semleges vonal

10

BEVÁGÁS A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D

TÖLTÉS

Geometriai tervezés – rézsűhajlás

11

Geometriai tervezés - rézsűhajlás

12

platósík és rézsűsík metszésvonalai

A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D




semleges vonal eredeti terep és rézsűsík metszésvonala

13


14

A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D


15

A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D


16

A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D


17

A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D


18

A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D


19

A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D


20

A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D


21

A'

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

225

215

B

220

D


22

A'

225

B

220

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

23

Támfal tervezés

Támfal tervezése I.

24

Legnagyobb bevágás: plató ÉNY-i sarka  földmunka minimalizálása  támfal tervezése

A'

B

220

222,4

223,0

224,0 225

C

223,5

A

230

Geometriai kialakítás 

25

Helyszínrajzi lehatárolás  Semleges vonal kimetsződés – bevágás-töltés határa  Támfal homlokvonala: plató AC és AB vonalától 2,0 mrel a bevágás felé (szabványárok)  Magasság: platóéval azonos  Szerkezet szabad magassága: min. 1,0-1,5 m  Magassági lépcsőzés terep szerint  Végénél beforgatni lezárásként, vagy rézsűvel csatlakozni  Támfal hossza a szerkezettípushoz igazodjon (egész számú elem)

Helyszínrajzi lehatárolás

26

A'

225

B

220

222,4

223,0

224,0

230

C

223,5

A

Magasság    

330

27

Min. 1,0-1,5 m terepszint felett, Alapozási sík: fagyhatár 0,8-1,0 m Háttérterület csatlakozása rézsűsen hmax=1,5 m Magassági lépcsők: szerkezeti kialakítás, csatlakozó rézsű szerint hmax 1:2

325

Szerkezettípus

28



Súlytámfal



Szögtámfal



Gabion fal



Máglyafal



Vasalt talajtámfal vagy más erősített talajtámfal

Gazdaságtalan, elavult

Támfalak - Súlytámfal 





Anyag 

Beton



Vasbeton



Terméskő

Előnyök 

Jól adaptálható



Kőburkolattal esztétikus felület

Hátrányok 

Gazdaságtalan



Víztelenítés!!

29

Támfalak - Szögtámfal 

Anyag 





Vasbeton (monolit/e.gy.)

Szerkezet 

Homloklemez



Talplemez



Bordák

Alkalmazás 

Töltésben



Megtámasztott talajtömeget is bevonja

30

Támfalak - gabionfal 

0,5-1,0-1,5-2,0 m raszterű gabion elemekből épül



Geometriailag rugalmas



Homloksík 3-6°-al hátradöntve



Szélesség: magasság 50-60%-a



Vb alaplemez – fagyhatár alá, korrózióvédelem



Vízelvezetés – geotextília szűrésre

31

Támfalak - máglyafal  

Gerendák máglyaszerűen egymáson, közte szemcsés kitöltő anyag Anyag: vb vagy fa, kitöltő anyag: szemcsés kőanyag, kipergés ellen geoműanyag védelem



Gerendák kapcsolata fogazással



Gerendaméret 0,6-0,9-1,2-1,5 m, km: ~10x15 cm,



Szélesség: magasság 60%-a



Dőlés: 1:4-1:5



Víztelenítés: lejtbeton

32

Támfalak – erősített talajtámfal 

 

Homlokfal: vékony egy. vb. elemek, gabion kosársor, acélrács, vb. támfalelemek Együttdolgozó talajtömeg Homlokfal dőlés 70-90°, 60°-nál a homlok kiképzés elmaradhat



„Vasalás”: acél szalag, műanyag szalag, georács



„Vasalás” kiosztás:





Homlokfal elemkiosztásához igazodva



Max 1,0 m, ekkor 1 síkban több rács (30 cm/m)



Min. 0,5 m, ekkor kisebb km. elegendő

Szerkezeti szélesség: szalagok hátranyúlása: magasság 80%-a

33

Tervezési feladatok

34

A. megtámasztott rézsű általános állékonysága (nem kell), B. támfal alatti talajtörés,

Külső stabilitás

C. támfal alapsíkon való elcsúszása, D. támfal kiborulása, E. szerkezet tönkremenetele.

D E

B

C

A

Tervezés – hatások 

Önsúly  



gabion, máglyafal: szerkezet súlya erősített talajtámfal: erősített talajzóna súlya

Földnyomás  

   

35

passzív földnyomás biztonság javára elhanyagolandó aktív földnyomás – Gross módszer (kohéziós talaj, ferde terep) háttérterület – eredő rézsűhajlás felszíni teher zérus (erdős terület) G földnyomás támadáspontja: H/3 Ea

Súrlódási+adhéziós ellenállás 

adhézió általában elhanyagolandó

S+A

Tervezés – alapsíkon való elcsúszás (GEO) E dst ,d  E a ,h   G

Destabilizáló erő: Stabilizáló erő:

Rst ,d 

E

a ,v

36

 G   tg   B  c

mozgásirány

 R ,h  ≈ 2/3·

Ea

Igazolandó:

G

E dst ,d  Rst ,d

Rd

Parciális tényezők hatás [G] ellenállás [R,h]

Kedvező

1,00

Kedvezőtlen

1,35

Elcsúszás

1,10

Tervezés – kiborulás (EQU)

37

Általában a külpontosság ellenőrizendő: e ≤ B/6 (állandó jellegű hatások)

Destabilizáló nyomaték:

mozgásirány

M dst ,d  E a ,h  t   G (1,1) Stabilizáló nyomaték:

M st ,d   G (0,9)  G  k g  E a ,v  B 

Ea

G

t

forgáspont

B/10 kg

Parciális tényezők hatás [G]

kedvező

0,90

kedvezőtlen

1,10

Tervezés – talajtörés

38

Vizsgálandó sávalapként Rv  0,5  B'  '  N  s  i   b  q  Nq  sq  i q  bq  c'  Nc  sc  i c  bc A' 

Külpontos, ferde terhelés

Teherbírási tényező Nq  e tg   tg 2 45   / 2 N  2  Nq  1  tg 

Alapsík ferdeséget figyelembe vevő tényező

Alaki tényező

s  s q  s c  1

bq  b  bc  1

Nc  Nq  1  ctg 

Erőferdeséget figyelembe vevő tényező

i   1  f 

m 1

i q  1  f 

m

ic 

i q  Nq  1 Nq  1

Rh f  Rv  B'  L'  c'  ctg' Rh párh. B : mB 

2  B' / L' 1  B' / L'

nfelt = 1,4

G Ea

R

Tervezési feladatok

39

A. megtámasztott rézsű általános állékonysága (nem kell), B. támfal alatti talajtörés,

Külső stabilitás

C. támfal alapsíkon való elcsúszása, D. támfal kiborulása,

Belső stabilitás

E. szerkezet tönkremenetele.

D E

B

C

A

Gabion fal

40

Kosarak közötti kapcsolat, illetve acélháló szilárdsági ellenőrzése Parciális tényezők állandó esetleges szilárdság – első folyás (M0) stabilitás – kihajlás (M1) szilárdság – lyukkal gyengített (M2)

hatás [G] ellenállás

N pl ,d 

ahol:

A1m fy

1,35 1,50 1,00 1,00 1,25

A1m  fy

 M0

- 1 fm-re eső huzalok összkeresztmetszete - acél folyási szilárdsága

Számítás: Geo5-tel végezhető, de az anyag szilárdságát meg kell adni!!!

Máglyafal   

Gerendák és a gerenda kapcsolatok ellenőrzése Hatás: silónyomás, aktív földnyomás Részletesen külön konzultáció keretében

41

Vasalt talajtámfal

 

aktív passzív

Horgonyzási elv:



homlokfal környezetében húzóerő (aktív zóna), távolabb felületi ellenállás (passzív zóna).

0,3H

0,6H



max aktív

passzív Lpi

aktív passzív

0,4H



szalag kihúzódása szalag szakadása

H

Vizsgálandó tönkremenetel:

H



42

bekötési hossz 0,2H

Vasalt talajtámfal

43

Igénybevétel meghatározása Ka

K0

Földnyomás: aktív állapot + felszín közelében tömörítő hatás (z0=6m)

zi

 x  K  z 

0 ≤ zi ≤ 6m



zi > 6 m

képletben:

 zi  zi   K  K   K 1    zi a 0   z0  z0  K zi  K a 

K 0  1  sin

z0

  K a  tg 2  45   2 

Egy szalagban ébredő húzóerő:

Ti   p  zi     K zi  l  s

Húzóerő tervezési értéke: Tid   G  Ti  1,35  Ti

szalagok függőleges távolsága

szalagok vízszintes távolsága

Vasalt talajtámfal

44

Súrlódási ellenállás meghatározása Súrlódási ellenállás:

f1*

Th  b  L pi  2   vi  f i fi szalagok szélessége

szalag bekötési hossz

függőleges geosztatikai nyomás

súrlódási arányszám

Ellenállás mélységgel nő,  alsó szalagok hossza csökkenthető,  felső szalagok kritikusak.

h0=6,0 m

f0* hi

Vasalt talajtámfal

45

Súrlódási ellenállás meghatározása f1*

Súrlódási ellenállás:

Th  b  L pi  2   vi  f i  

0 ≤ hi ≤ 6m hi > h0=6 m

 

 h f i  f 0 * 1  i  h0 f i  f1 *

szemcsés anyag (d0,063 < 12 %)

f 0* f 1*

CU ≤ 2 2 < CU ≤ 10 10 < CU ≤ 20 20 < CU min (tg ; 0,80)

1,2 1,5 2,2 2,5 min (tg ; 0,80)

f0* hi

fi  h   f1 *  i h0 

h0=6,0 m

Kevert anyag 1,2 · tg  / tg 36° 1,5 · tg  / tg 36° tg 

Súrlódási ellenállás tervezési értéke:

Thd 

Th

R

Th  1,1

Vasalt talajtámfal

46

Acél szalagok húzási ellenállása Vizsgálat: legnagyobb húzóerő szelvényében max aktív

passzív Lpi

bekötési hossz

Tsk  b  e s   vi  e s   f y szalagok szélessége

korrózió hatása (1,5 mm)

Húzási ellenállás tervezési értéke:

szalag vastagsága

Tsd 

Tsk

R

szalag húzószilárd sága



Tsk 1,1

Vasalt talajtámfal

47

Georács húzási ellenállása Vizsgálat: legnagyobb húzóerő szelvényében max aktív

passzív Lpi

bekötési hossz hosszú távú szakadási szilárdság kúszási vizsgálatból

Tc Tg  fm  fd  fe gyártás hatása

Húzási ellenállás tervezési értéke:

beépítés hatása

Tgd 

környezeti hatások

Tgk

R



Tgk 1,1

48

Vízelvezetés

Víztelenítés

49

Támfal, plató védelme a háttérterületről érkező víz ellen!

A'

222,0

222,4

223,0

224,0

C

223,5

A

230

225

B

220

(Szepesházi R.: Geotechnikai Példatár, 2.31. feladat)

Víztelenítés

50


övárok A' A

230

C

225

B

220

222,0

222,4

223,0

223,5

224,0

talpárok

vizsgált keresztmetszet

Víztelenítés

51


A A'

222,0

222,4

223,0

C

223,5

A

224,0

230

225

Mértékadó vízhozam:

Q    ip  A

lefolyási tényező

csapadékintenzitás

vízgyűjtő terület


Víztelenítés

52


Q    ip  A




Csapadékintenzitás meghatározása (p valószínűség)

ip 

a  t     10 

a m

m t

10 perces csapadék intenzitása p gyakoriság függvényében gyakoriságtól függő hatványkitevő eső időtartama (tmin = 10 perc) eső időtartama, t = összegyülekezési idő, 

racionális módszer Valószínűség p [%]

100

100

50

25

10

5

3

2

1

Gyakoriság [év]

0,5

1

2

4

10

20

33

50

100

a [l/s/ha]

84

133

203

270

365

435

500

560

661

m [-]

0,67

0,69

0,71

0,72

0,72

0,72

0,73

0,74

0,75

Víztelenítés

53

Összegyülekezési idő: az a lefolyási idő, amikor a hidraulikailag legtávolabbi pont is bekapcsolódik a vízszállításba

A A'

t > m

222,0

222,4

223,0

224,0

t = m


vízhozam Q

Vízgyűjtő karakterisztika: a vízgyűjtő egyes részeinek időbeli bekapcsolódása a vízszállításba.

C

223,5

A

230

t < m idő t

Víztelenítés

54

Összegyülekezési idő meghatározása

A A'



L v

222,0

222,4

223,0

224,0

Összegyülekezési idő

C

223,5

A

230

Terepen való lefolyó víz sebessége

v t  2  It

0,6


Árokban lefolyó víz sebessége

v á  1,5 átlagos esés

m s

Víztelenítés

55


Q    ip  A



Lefolyási tényező meghatározása

  1   2   3 terep esése

altalaj vízzáróság

növényzet


Altalaj vízzáróság

2

Igen vízzáró

0,22

Közepesen áteresztő

0,10

Áteresztő

0,06

Igen áteresztő

0,03

Lejtési viszonyok

1

Növényzet

3

Erős lejtő (I>0,35)

0,22

Kopár szikla

0,22

Közepes lejtő (0,11
0,12

Rét, legelő

0,17

Szolid lejtő (0,035
0,06

Feltört kultúrtalaj, erdő

0,07

Síkvidék (0,035>I)

0,01

Zárt erdő

0,03

Víztelenítés

56

Árok méterezés Árok vízszállító képessége

A

Q v A h középsebesség

átfolyási szelvény

v c R  I (Chézy képlet) 1/ 6 R c – sebességi tényező, Manning  c  n R – hidraulikus sugár I – árok esése A n – érdességi tényező (0,017 – előre R á gyártott betonlap) K

K

Víztelenítés

57

Q50

vízhozam Q [m3]

Vízhozam görbe: vízszint-vízhozam kapcsolatát mutatja be

Q10 Q1 0

0,1 h 1

h100,2

0,3 víz magasság h [m]

h50

58

Földtömegszámítás

Földtömegszámítás Földmű: a) plató (töltés, bevágás)* b) út (általában töltés)

* HF-ban: támfalhoz készülő földmunka elhanyagolható, földmunka határa: támfal homlokfala

c) csatlakozó prizma

A' A

230

C

222,4

223,0

223,5

A1 224,0



59

C

B

A2

225

215

B

220

D

Földtömegszámítás - út

60

PLATÓ

Rézsűláb

L

Keresztmetszet felülete x j  xb

k2 Tút   ctg  4  ctg 

Rézsűláb

Tút,1

Tút,2 k

Vút 

Tút ,1  Tút ,2 2



Út földmunka L Xb

Xj

PLATÓ

Földtömegszámítás – csatlakozó prizma

61

C

B

A

Rézsűláb

Rézsűláb kavicsprizma (F)

A

B

plató töltés

tervezett terepszint

úttöltés C

abc Vkp  F 3

Földtömegszámítás – plató

62

A' A

230

C

222,4

223,0

223,5

224,0

Bevágás

Töltés

225

215

B

220

D

Földtömegszámítás – plató

63

Földmű köbtartalma

Plató

célszerűen megválasztott tengely

függőleges tengely

tengelyre merőleges keresztmetszeti területek

vízszintes felületek (szintvonalak mentén)

területszelvény (területváltozás függvény)

térfogat: függvény integrálja

Földtömegszámítás – plató 800

64

töltés

700

bevágás

terület T [m2]

600 500 400 300 200 100 0 212

216

220

224

228

mBf

232

T215 T214

V pl  t k 

t t t  t1  t 2 t  h  ...  i i 1  h  ...  t v  t k  h   1  t 2  ...  n   t v 2 2 2 2

Földtömegszámítás 

65

Teljes földmunka: a) plató (töltés, bevágás)

V pl  t k 

t t t  t1  t 2 t  h  ...  i i 1  h  ...  t v  t k  h   1  t 2  ...  n   t v 2 2 2 2

b) út (általában töltés) Vút 

Tút ,1  Tút ,2 2

L

c) csatlakozó prizma

Vkp 

abc F 3

V  Vpl  Vút  Vkp

Műszaki leírás    

Feladat definiálás Alkalmazott szabványok, felhasznált szakirodalom Kiindulási adatok (alapadatok) Tervezés bemutatása (számítás nélkül, eredményekkel)    



Kivitelezési kérdések  

 

alkalmazott rézsűhajlások indoklással alkalmazott támfal típusa (típus, méret, főbb jellemzők) vízelvezetés (övárok típusa, kialakítása, esése) földtömegszámítás (töltés, bevágás) földműépítés (anyagok, tömörség, technológia) támfalépítés (technológia, anyagok)

Felhasznált anyagok Minőségellenőrzés, monitoring

66

GEOTECHNIKA III. (LGB-SE005-3) FÖLDMŰ TERVEZÉSE

Recommend Documents