191433. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kőzetanyag szilárdságának javítására, főként üregek, barlangok feletti kőzetréteg terhelhetőségének növeléséhez
1 191 433 2 A találmány föld alatti üregek, barlangok felett felszíni kőzetréteg megszilárdítási eljárására vonatkozik, amely eljárás lehetővé teszi, hogy az üreg feletti kőzetrétegre épületet, vagy más építményt állíthatunk fel anélkül, hogy közben az üreg, barlang belső terébe akár átmenetileg is bármilyen tartószerkezetet helyeznénk el, vagy a barlang eredeti belső állapotát bármilyen módon megváltoztatnánk. A találmány szerinti eljárás során a barlang, üreg feletti kőzetrétegbe előre meghatározott, a kőzetréteg repedezettségétől függő térbeli elrendezésben 3—10 m-es kőzetfuratokat készítünk, a furatokba kőzetcsavarokat rögzítünk, amely azt eredményezi, hogy egy Összefüggő szilárd kőzetréteget kapunk, amelynek terhelhetősége az eredeti állapotéhoz képes? így sokszorosára növekszik. Ismeretes, hogy a városi lakóterületek kiterjeszkedésével az építőkegyre újabb területrészeket építenek be. Az építésre egyébként alkalmas helyeknél gyakran találkoznak olyan földalatti — vulkánikus vagy hidrotermális eredeti! — üregekkel, barlangokkal amelyek meglétéről korábban esetleg nem is volt tudomásuk, az építendő létesítmény biztonságát viszont mindenképpen veszélyeztetik. ilyen esetekben - természetesen a természetvédelmi törvények, előírások betartása mellett — az üregek feletti kőzetrész megfelelő megszilárdítására van szükség ahhoz, hogy az épület elhelyezése a barlang, üreg állapotát ne veszélyeztesse, illetve hogy az épület ne károsodjon a kőzetrész esetleges beszakadása következtében. Fontos természetvédelmi követelmény például, hogy a barlang, üreg belső terébe semmilyen tartószerkezet vagy egyéb alátámasztás nem helyezhető el, annak belső terét a szilárditási eljárás nem változtatja meg. Ezen követelményeket lényegében kielégítő eljárásokat ismertet: az Alapozási Kézikönyv (Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1977.) 747-809. oldalain, amelyek közül az egyik eljárás során cement — agyag — és bentonit besajtolással növelik a talajrész szilárdságát. Egy másik hasonló eljárásnál vízüvegalapú szilárdítóanyagot juttatnak a talajrészbe. Mindkét megoldásnak, és lényegében az összes injektáláson alapuló eljárásnak az a hátránya, hogy a talajrészbe juttatott injektáló — kötőanyag elhelyezkedése bizonytalan, másrészt az üregek, repedések kitöltésével a felszín alatti vizek áramlását megakadályozzák. Ismeretes, ún. talajszegezéscs eljárás is, amelynél rövid, mindössze 1—2 m hosszúságú talajszegeket helyezünk a talajba, majd azok felszínre kinyúló részeit betonréteggel fogják össze. Ilyen megoldást ismertet a 183 767 lajstrom számú magyar szabadalmi leírás, amelynek barlangok feletti kőzet réteg megerősítésénél az a hátránya, hogy csak egy viszonylag vékony héjréteg szilárdítását teszi lehetővé amelyre épületek nem telepíthetők. Ez a megoldás főként földrétegek megszilárdításánál használható előnyösen. A találmány szerinti eljárásnak az a célja, hogy a fenti megoldások hátrányait kiküszöbölve olyan köze tszilárdítási megoldást tegyen lehetővé, amelynél a kőzetréteg eredeti állaga megmarad, a szilárdítás az épületek létesítéséhez szükséges megfelelő rétegvastagságban történik, és a kőzetréteg felszínén, illetve a föld alatti üregben semmilyen kiegészítő szerkezet elhelyezésére nincs szükség. A találmány a fenti célkitűzést úgy valósítja meg, hogy a kőzetrétegbe — amelynek állapotát, szilárdságát, föld alatti üreg, barlang veszélyezteti - furatokat készítünk, a furatokba kőzetcsavarokat helyezünk, azokat célszerűen pont-ragasztással rögzítjük, majd megfeszítjük. A furatokat úgy készítjük a kőzetrétegben, hogy a bennük elhelyezett, rögzített és megfeszített kőzetccavarok a kőzetréteg ép, teherviselésre alkalmas részeivel egy térbeli rácsszeikezetet alkossanak, amely rácsszerkezet bármilyen irányú erő felvételére alkalmas. Ehhez először a kőzetréteg kitüntetett törésirányát keli meghatározni, ami tulajdonképpen sz uralkodó tektonikus törésirány. A furatok helyzetét ehhez az irányhoz viszonyítva határozzuk meg oly módon, hogy azoknak a vízszintes vetületei a kitüntetett törésirány vízszintes vetületivel 45°-os szöget zárjon be. A kőzetcsavarok elrendezési sűrűségét tekintve célszerű 3—10 m2-énként egy kőzetcsavart alkalmazni. Ha a megerősítendő kőzetrétegben több tektonikus törésirány is előfordul, akkor mindig a furathoz közelebb esőhöz viszonyítva kell annak helyzetét megállapítani. A találmány tehát eljárás kőzetanyag szilárdságának, főként üregek, barlangok feletti kőzetre tag terhelhetőségének növeléséhez. Az eljárás során a megszilárdítandó kőzetből mintavétellel vagy más, pl. geofizikai eljárással meghatározzuk annak szilárdsági állapotát, repedezettségét, az uralkodó tektonikus törésirányt, majd ezek alapján kijelöljük a készítendő furatok helyét, azok térbeli elhelyezkedését. Ehhez az uralkodó tektonikus törésirányt vesszük alapul, és a furatok térbeli helyzetét úgy választjuk meg, hogy bármelyik furat vízszintes vetülete a kitüntetett törésirány vízszintes vetületivel 45°-os szöget zárjon be. 3-10 msenként készítünk egy furatot, és a kőzetréteg megerősítését az épület vagy védendő építmény alaprajzi méretét körben max. W m-es sávval megnövelt alapterüleíen végezzük Ezután elkészítjük a kijelölt helyeken a furatokat, amelyeket célszerűen 5 — 10 m-es hosszon fúrunk a kőzetbe. Ezzel a furatelrendezéssel azt érjük el, hogy a kőzetcsavarokban ébredő húzóerők térben kiegyenlítik egymást, tehát egy viszonylag kicsi térségben is lesz olyan kőzetcsavar, amelynek a térben bármilyen irányú erőhatás felvételére alkalmas erőkomponense van. A kőzetfuratokat ismert módon kőzetfúró berendezéssel készítjük. A furatokat célszerűen 5-10 m-nyit mélyítjük a kőzetbe, és a furatok átmérője mintegy 50-100%kaj legyen nagyobb az alkalmazandó kőzetcsavar átmérőjénél. Ä furat elkészítése után abba belehelyezzük a kőzetcsavart, majd kötőanyagot juttatunk a furat alsó végéhez a kőzetcsavarnak pont-ragasztással történő rögzítése céljából. A kötőanyag megkötése után a kőzetcsavart a menetes fejénél megfeszítjük. A kőzétcsavar felső végénél a feszítőanya alá teherelosztó lemezt helyezünk, így a csavarszárban ébredő húzóerő nagyobb felületen oszlik el. A kozetessvar megfeszítése után a kőzetcsavar körüli furaírészbe injektáló anyagot juttatunk. A kőzetcsavarok Ilyen elrendezésével a kőzetréteg oly módon lesz megsr ilá: dítható, hogy az építmény alapja független lesz <s 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 30 85 2
