187453. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet talajvízszint alatti építmént,kül vasbeton mélyépítési műtárgy felúszással szembeini stabilizálására,valamint eljárás a szerkezet készítésére
1 187 453 2 A találmány talajvízszint alatti építmény, különösen vasbeton mélyépítési műtárgy, például kéregalatti metróalagút feiúszással szembeni stabilizálására szolgáló szerkezetre, valamint a szerkezet készítésére szolgáló eljárásra vonatkozik, A mélyépítési gyakorlatban sokszor kell olyan vízszigeteléssel ellátott műtárgyakat - például kéregalatti metróalagutakat - építeni, amelyek fő tömegükben kis mélységben helyezkednek el, és a talajvíz mértékadó szintje alá nyúlnak. Ezek fenéklemezei általában karcsú és könnyű vasbeton szerkezetként lennének méretezhetők, mivel viszonylag kis terheléseknek, azaz nem túlságosan nagy igénybevételeknek vannak kitéve. A talajvízszint alá kerülő műtárgyaknál azonban gyakori az az eset, hogy a műtárgyra ható vízfelhajtó erő nagyobb, mint a szerkezet súlya, amelynek méreteit csupán statikai szempontok alapján határozták meg. Ilyenkor a felúszással szembeni biztonság kétféle módszerrel érhető el: vagy az építmény súlyát növelik meg, vagy a műtárgyat megfelelő - az egyébként szükségesnél nagyobb - mélységben helyezik el. Az építmény súlya vagy a statikai-szilárdságtani szempontból szükségesnél nagyobb szerkezeti méretek megnövelésével, vagy pedig a műtárgyon, illetve annak belsejében alkalmazott leterhelő betonnal növelhető meg. E megoldás következtében pl. kéregalatti metróalagutak esetében kb. 2,5 m vastag vasbeton, illetve betonszerkezetek keletkeznek. A módszer természetesen rendkívül gazdaságtalan, hiszen a beépített leterhelő tömegbeton nagymenynyiségű járulékos cementfelhasználást igényel anélkül, hogy növekednék a szerkezet határteherbírása, vagy csökkennének a szerkezetben fellépő igénybevételek, a cement előállításának pedig közismerten nagy az energiaigénye. A második módszer - a műtárgy mélyebbre helyezése - ugyancsak gazdaságtalan, hiszen a szükségesnél nagyobb tömegű talajt kell kiemelni, nagyobb munkaárkokat kell dúcolni, növekednek a víztelenítési költségek, általában nagyobbak az üzemköltségek, és megnövekszik az építés átfutási ideje is. Emellett a módszer hatékonyságát rontja, hogy a műtárgyra kerülő leterhelő talajtömeg súlyát is csökkenti a ráható vízfelhajtó erő. A gazdaságossági problémákon túlmenően rendkívül hátrányos továbbá, hogy a műtárgy, pl. kéregalatti metróalagút, mélyebbre helyezése oly mértékben gátolhatjá a talajvíz természetes áramlását, ami környezetvédelmi és vagyonvédelmi szempontból megengedhetetlen: a magasabb talajvízszint elpusztítja a fákat, a talajvíz szennyeződik, pincéket, raktárakat önt el stb. A találmány feladata, hogy olyan megoldást szolgáltasson talajvízszint alá kerülő mélyépítési műtárgyak felúszásának meggátlására, amely nem igényel sem leterhelő tömegbetont, sem pedig a műtárgy mélyebbre helyezését, következésképpen az a módszerek fent részletezett hátrányait messzemenően kiküszöböli. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a műtárgy az őt körülvevő, elsősorban alatta levő talajjal a műtárgyból kinyúló lineáris, vagy fejjel ellátott lineáris elemek segítségével együttdolgoztatható, ilyen elemekkel a talajba mintegy beköthető, és ezek a bekötőelemek teljes mértékben képesek a vízfelhajtó erő kiegyensúlyozására. E felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan szerkezet segítségével oldottuk meg, amelynek az a lényege, hogy az építményhez rögzített, abból az építményt körülvevő talajba nyúló, és az építményt alul és/vagy oldalt közvetlenül környező talajtömeget köpenysúrlódásukkal az építményhez kapcsoló, ily módon a felhajtóerőt legalább részben felvevő lineáris bekötőelemei vannak. Egy előnyös kiviteli példa szerint a bekötőelemeket - célszerűen a műtárgy vasszerelésével együttdolgozó - rudak, például periodikus betonacélok alkotják, de bekötőelemekként csövek is alkalmazhatók. Ez utóbbi.esetben célszerű, ha a csövek talajba nyúló végéhez a csöveken keresztül injektálással a talajba juttatott utószilárduló anyagból, célszerűen cementkötésű anyagból készült fej van csatlakoztatva. A csövek alsó vége csúccsal van kialakítva, és a csövek a csúcs felett távközzel furatokat tartalmaznak, felső végük pedig injektálókészülékhez csatlakoztatásukat lehetővé tevő menettel van ellátva. Egy további találmányi ismérv szerint a csövek az építmény fenéklemezében vagy/és falában levő átmenő nyílásokon vannak a talajba vezetve, a nyílásban gyűrű alakú tárcsa van rögzítve, amelyhez a csőhöz csatlakoztatott tárcsa vízzáró kapcsolattal, például hegesztéssel van rögzítve, és a tárcsák feletti nyílás-tartomány vízzáró anyaggal, például műgyanta-kötőanyagú habarccsal van kitöltve. Kivitelezési szempontból előnyös, ha a bekötőelemek az építmény fenéklemezéből függőlegesen, vagy lényegében függőlegesen lefelé nyúlnak. A találmány szerinti eljárásra az jellemző, hogy a bekötőelemeket veréssel, vagy/és vibrálással, vagy sajtolással a talajba hajtjuk, majd azokat felső részükkel az építmény valamely teherviselő részéhez, például fenéklemezéhez rögzítjük. Az eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint - különösen monolit vasbeton - építmény stabilizálásához a bekötőelemeket, különösen periodikus betonacélokat a talajba hajtjuk, majd a bekötőelemek talajból kiálló végei tartományában elkészítjük az építmény vasszerelését, és az építmény betonozásával rögzítjük az építményhez a kiálló bekötőelem-végeket. Egy további foganatosítási mód értelmében a bekötőelemeket a talajra állítva rögzítjük, azokhoz kapcsolva elkészítjük az adott építmény-rész, például fenéklemez vasszerelést, amelyet vibrálva a bekötőelemeket, különösen periodikus betonacélok által alkotott rudakat a talajba süllyesztjük, majd az adott építmény-rész bebetonozásával a bekötőelemek felső végét az építményhez rögzítjük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
