193733. lajstromszámú szabadalom • Talajszerkezet síkalapok talajtöréssel szembeni biztonságának nüvelésére és eljárás ilyen talajszerkezet létrehozására
193733 1 A találmány talajszerkezet, amely lineáris erősítő elemekből és az eredeti talajból áll, és az alapok melletti talaj szilárdsági tulajdonságainak megváltoztatása révén síkalapok teherbírásának, illetve az alapok talajtöréssel szembeni biztonságának növekedését szolgálja. A találmány szempontjából talajszerkezet a természetes fekvésű, vagy mesterségesen felhalmozott talajtömegből a benne mesterségesen létrehozott erősítőelemekkel előállított inhomogén közeg, amelynek mechanikai és szilárdságtani tulajdonságait a kétféle anyag együttesen határozza meg, és ennek révén valamely műszaki cél érdekében az eredeti talajnál valamely szempontból kedvezőbb tulajdonságú közeggel számolhatunk. A talaj- vagy földszerkezet fogalmának használatánál utalunk a szakirodalomra, v.ö.: Pá lossy-Scharle-Sza la tkay: Földtámfalak. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985—13. old., amely a következő megfontolással jellemzi a nemzetközi szakirodalomban „earth construction'', „earth structure", „soil structura" névvel jelzett fogalmat: „—az erőbevezetéstől független szerkezeti elemek, betétek elhelyezésével olyan földszerkezet állítható elő, amelyben az erősítés a talajtartományban kialakuló alakváltozási állapothoz igazodik, tehát összetett (rendszerint inhomogén, anizotrop) anyagra vonatkozó kontinuum-modellhez jutunk." Majd lejjebb: „A földszerkezet, vagy talajszerkezet elnevezés... nem egységes, nem tisztult még le." A találmány továbbá eljárásra is vonatkozik, amellyel ezt a talajszerkezetet létrehozzuk. A találmány alkalmazási területe síkalapozású épületek vagy műtárgyak talajtöréssel szembeni biztonságának növelése, ennek révén a műszaki előírásoknak, szabványoknak meg nem felelő biztonsággal álló síkalapozású épületek megfelelővé tétele, tehernövekedéssel járó átalakítások, vagy a talajtöréssel szembeni biztonság csökkenését eredményező beavatkozások lehetővé tétele úgy, hogy végső soron az építmény a megváltozott külső viszonyok mellett is megfeleljen a vonatkozó előírásoknak, és a talajtöréssel szemben szükséges biztonság meglegyen. így a találmányt elsősorban emeletráépítéseknél, járószint, vagy pályaszint süllyesztéseknél, tehernövekedéssel járó funkcióváltozásoknál alkalmazhatjuk. Építmények síkalapja az alapozási síkon adja át az építmény terheit az alap alatti talajnak. A talaj eredeti feszültségállapotához képest a feszültségek a talajban nagyobbak lesznek. A törési határállapotban összetett, íves felületek mentén kimerül a talaj nyírószilárdsága és nagy elmozdulások, csúszó-felületek mentén bekövetkező talajtörés következtében az alap-talaj együttes alkalmatlanná válik a teherviselésre. A tapasztalat szerint a csúszó-felületek az alap valamelyik alsó éléből, vagy az alap- 2 2 test alatt kialakuló benyomódó földék csúcsából indulnak ki az alap alatt ferdén lefelé haladva, majd görbe felület mentén átfordulva, felfelé a térszínre futnak ki. Terzaghi általános törésnek nevezi azt a jelenséget, amikor az oldalt fekvő földtömeg az alaptest alatt kialakuló és felfelé emelkedő csúszólap mentén oldalt felpúposodva tér ki a további terhelés alól. A jelenség kialakulását befolyásolja az alapozási mélység, a talaj jellege és tömörsége: mennél közelebb van az alapozási sík a felszínhez, mennél tömörebb a szemcsés talaj, annál inkább várható a csúszólap mentén való felpúposodás. Az alapok megengedett, biztonságos te herviselésének mértékét a különböző elméletek és szabályzatok segítségével a valószínű csúszólap meghatározásával és a csúszólap menti elmozduláshoz szükséges feszültségek kiszámításával állapíthatjuk meg, úgy hogy alkalmas biztonsági tényezőt is figyelembe veszünk, vagy a törést előidéző és a töréssel szemben számításba vehető feszültségek arányából a biztonság mértékére következtetünk. Mindezen számításokat a csúszólap legvalószínűbb alakjának és helyzetének meghatározásával kezdjük, és a csúszólapon számításba vehető nyírószilárdság meghatározásával jutunk a kívánt eredményhez. Ki nem elégítő biztonság esetén, új építmény tervezésekor a kívánt biztonságot elérhetjük, ha az alapozási síkot a talajfelszín alatt mélyebben vesszük fel, illetve nagyobb, szélesebb alaptestet tervezünk. Meglevő építmény esetén az alaptöréssel szembeni biztonság növelésére ugyancsak ismertek megoldások. Az alapozási, teherátadási sík mélyebbre helyezését az alaptest mellett szádlemezek leverésével, aláfalazással, az alapok alatti talaj injektálásos megszilárdításával, vagy az alap cölöpökre való átváltásával érik el. Ez utóbbi az alapok alatt, egymásra helyezett előregyártóit tagokból létesített sajtolt (pl. MEGA) cölöp, vagy az alapokon átfúrással létesített helyszíni mikrocölöp (vagy gyökércölöp) lehet. Az alaptest szélesítését szilárdan melléépített, esetleg összevasalt, vagy hozzáhorgonyzott alaptest-kiegészítéssel, netán az aláfalazás szélesebb alapfelületet eredményező végrehajtásával érik el. Mindezek a beavatkozások a csúszólap alakját és térbeli elhelyezkedését változtatják meg, és ezzel az elmozdulást gátló tényezők javára változtatják a helyzetet. A mélyebbre hatoló csúszólap nagyobb talajtömeg ellensúlyozó hatását és a nagyobb felületen mobilizált nagyobb nyírófeszültséget hasznosítja a biztonság növelésére. Mindezek az eljárások célravezetők, de meglevő építmények esetén igen költségesek, sokszor veszélyeket rejtenek magukban, mert az alapok biztonságát az építési beavatkozás 5 10 15 2C 25 30 35 40 45 50 55 50 65
