199920. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és szerkezet megvastagított résszel, vagy részekkel rendelkező monolit beton és/vagy vasbeton cölöp előállítására
1 HU 199920 A 2 A találmány megvastagított résszel vagy részekkel rendelkező monolit beton és/vagy vasbeton cölöp előállítására szolgáló eljráásra és szerkezetre vonatkozik. Az egyik legelterjedtebb mélyalapozási módszer a cölöpalapozás. Sokféle cölöpalapozási módszer, illetve sokféle cölöp ismeretes. A legtöbb cölöpöt betonból vagy vasbetonból készítik, ezen belül ismeretesek előregyártott vasbeton és helyben készült monolitbeton vagy monolit vasbeton cölöpök. A monolit betoncölöpök készülhetnek változó keresztmetszettel is, azaz, a cölöpök egyes helyeken, vagy csak egy helyen megvastagított résszel rendelkeznek. A közismert Franki cölöpöket például úgy állítják elő, hogy a cölöp alsó végén földnedves monolitbetonnak a köpenycsőből való kiverésével egy, a törzsnél nagyobb átmérőjű talprészt (hagymát) alakítanak ki. A felbővített talprész készítése történhet keresztmetszetnövelő fúrással (kotrással) is; ebben az esetben speciális berendezéssel kúpos furatot kotornak ki a cölöp talpánál a talajból, és azt töltik ki monolitbetonnal. A Franki-technológia hátránya, hogy bonyolult gépeket és igen nagy energiafordítást igényel, körülményesek a felvonulási munkálatok, emellett igen nagy a verési művelettel együtt járó, az építéshely környezetében meglevő létesítményekre kifejteit dinamikus hatás, ami gyakran korlátozza, illetve meghiúsítja a technológia alkalmazásának a lehetőségét. A kúpos talp-furatot alkalmazó módszer egyrészt a speciális kotró-berendezés, a talajkinyeréses technológiák ismert problémái miatt, másrészt azért hátrányos, mert a furatot - például bentonitos zaggyal — általában meg kell támasztani, ami költséges és körülményes. A 187 903. számú magyar szabadalmi leírásból olyan cölöp ismerhető meg, amely kiküszöböli azt a problémát, amit előregyártott vasbeton cölöp leverésekor a cölöpköpeny és a talaj közötti hézag okoz. Az előregyártott vasbeton cölöp testébe ugyanis hosszirányú cső van beépítve, amelyből a cölöptest külső felületére kitorkolló keresztirányú leágazócsövek lépnek ki, és ezen a csőrendszeren át cementhabarcs injektálható a cölöp mentén húzódó hézagba, illetbve a cölöpöt körülvevő fellazult talajba, így a köpenysúrlódás megnövelhető. Előregyártott vasbeton cölöpök azonban nem alkalmazhatók racionálisan még ilyen utólagos inj uálás esetén sem olyan alapozási feladatok megoldására, amelyek monolit (vas)beton cölöpöket igényelnek. Változó keresztmetszetű cölöpök készítésére ismert módszer ún. "gallérok" kialakítása a folyékony utószilárduló anyagnak a talajba injektálásával. Ezeket a felbővített keresztmetszetű részeket ott állítják elő, ahol talajban lazább, kisebb ellenállású rétegek húzódnak, mivel ezekbe a beton viszonylag könnyen be tud hatolni. Ebből adódik viszont az injektálásos módszernek az a súlyos hátránya is, hogy a besajtolt anyag a legkisebb ellenállás irányába távozik, illetve hatol a talajba, mégpedig ellenőrizhetetlenül és irányítt hatatlanul. A besajtolt anyag tehát nem terv szerint helyezkedik el, a megvastagítás nem szabályos, nem egyenletes, nem a kívánt alakú, ezért a számított teherbírás-növekedésnél — ami a megvalósításból eredő felületnövekedés következménye — kisebb a tényleges teherbírás. Ugyanakkor feleslegesen sok anyag vesz el olyan talajlartományokba hatolva, ahol már nincs befolyása a cölöp teherbírására. Hátrányosnak kell minősíteni azt a körülményt is, hogy a megvastagított részeket éppen a legkisebb teherbírású talajrétegekben hozzák létre, ahol az egész cölöp teherbírására a legkisebb a hatásuk. Monolit "galléros” beton vagy vasbeton cölöp készítésére irányul a 176 552. számú magyar szabadalmi leírásból megismerhető eljráás is, amely szerint a cölöpszárból a kisebb teherbírású talajrétegbe nyúló, nagyobb átmérőjű cölöprészt ("gallért") nem injektálással, hanem Franki-technológiával alakítják ki. Ennek a módszernek a hátrányai az injektálásos technológiával kapcsolatban leírtakhoz hasonlóak. Valamennyi fent ismertetett, felbővített részekkel rendelkező cölöptípusnál, vagyis mindegyik fent ismertetett technológia esetén a talajba juttatott utószilárduló anyag (általában cementkötésű beton) közvetlen érintkezésbe kerül a környező talajjal, illetve talajvízzel, ami alapvetően abban az esetben hátrányos, ha a talaj, illetve talajvíz korrozív hatású. Ha pedig kohéziós talajban, például anyagban vagy löszben kell változó keresztmetszetű cölöpöket készíteni, fennáll az a veszély — elsősorban az injektálásos technológiák alkalmazása esetén -, hogy a betonból a víz elszivárog, a talajba hatol, és az ily módon átáztatott kohéziós talaj talajfizikai jellemzői hátrányosan megváltoznak: csökken a talaj kohéziója, nyírószilárdsága, tehát csökken a talaj teherbíró képessége, illetve növekszik az összenyomhatósága, ami az alapozott létesítmények süllyedésének a növekedéséhez vezet. A találmány feladata, hogy olyan megoldást szolgáltasson megvastagított résszel vagy részekkel rendelkező monolit beton vagy/és vasbeton cölöpök előállítására, amely megoldás segítségével egyenletes, gyakorlatilag szabályos a megvastagított része(ek) alakja; a megvastagított résziek) nem kerül(nek) közvetlen érintkezésbe a talajjal; és amely megoldás egyszerű eszközökkel, energiatakarékosán teszi lehetővé változó keresztmetszetű cölöp(k előállítását. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ha egy kívül rugalmasan tágítható ballonnal körülvett perforlált cső vagy csőszakasz belsejéből sajtoljuk ki a cölöp-frelbővítésre szánt utószilárduló anyagot, a perforációkon át kilépő anyag megnyújtja ezt a ballont, abból azonban maga az anyag nem tud kilépni, viszont a ballonnal együtt a talajba hatolva kialakítja a szabályos, vagy lényegében szabályos geometriai alakú megvastagított cölöprészt, amelyet a környező talajtömegtől éppen maga a ballon elválaszt, így a betonanyag és talaj, ileltve talajvíz közötti érintkezés lehetősége ki van küszöbölve. E felismerés alapján a kitűzött feladatot a ta-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
