ÉPÍTÉSÜGYI ÁGAZATI MÛSZAKI IRÁNYELV MI–04.199–82 IRÁNYELVEK ELÔREGYÁRTOTT CÖLÖPRÁCS ALKALMAZÁSÁRA ALAGÚTZSALUS ÉPÜLETEKNÉL ÉPÍTÉSÜGYI TÁJÉKOZATÁSI KÖZPONT BUDAPEST, 1982
ÉPÍTÉSÜGYI ÁGAZATI MÛSZAKI IRÁNYELV
MI–04.199–82
IRÁNYELVEKELÔREGYÁRTOTT CÖLÖPRÁCS
ALKALMAZÁSÁRAALAGÚTZSALUS ÉPÜLETEKNÉL
ÉPÍTÉSÜGYI TÁJÉKOZATÁSI KÖZPONTBUDAPEST, 1982
Készültaz ÉVM Mûszaki Fejlesztési Fôosztálya
megbízásából
Kidolgozta:
GÁL DÉNES Földmérô és Talajvizsgáló VállalatTelefon: 130–260
Közremüködött:
DR. PAYER IMRE Földmérô és Talajvizsgáló VállalatDR. DULÁCSKA ENDRE Budapesti Városépítési Tervezô IntézetBARSAI ÁRPÁD Építésügyi Szabványosítási Központ
MI–04.199–82
—
ÉPÍTÉSÜGYIÁGAZATIMÛSZAKIIRÁNYELV
IRÁNYELVEK ELÔREGYÁRTOTTCÖLÖPRÁCS ALKALMAZÁSÁRAALAGÚTZSALUS ÉPÜLETEKNÉL
G 31
Guidelines for the use of prefabricatedpile work bases for buildings withtunnal type casing
ÉPÍT
ÉSÜ
GY
I SZA
BV
ÁN
YO
SÍTÁ
SI K
ÖZP
ON
T
A jóváhagyás idopontja:1982. április hó
A hatálybalépés idopontja:1982. november 1.
E Mûszaki Irányelv a 30x30 és 40x40 cm négyszög keresztmetszetû, elôregyártottvasbeton cölöpökre alapozott, alagútzsalus épület elôregyártott cölöprácsának*
tervezésére, kivitelezésére vonatkozik.
A vasbeton elemekbôl álló cölöprács a felszerkezet terheit hárítja át a cölöpökre; ateherhordó falak süllyedéskülönbségébôl származó igénybevételt a felszerkezetviseli.
* Az Irányelvben tárgyalt 2 cölöpös harántelemet és hosszelemet tartalmazóelôregyártott cölöprácsot a Találmányi Hivatal a 177208 és BV–910/4lajstromszámon a szabadalmi lajstromba bejegyezte.
MI–04.199–82 – 4 –
TARTALOM
1. Fogalommeghatározás ........................................................................................... 52. Alapelvek az elôregyártott cölöprács alkalmazásához..................................... 83. Követelmények a cölöprács elemek alkalmazásánál........................................ 84. Tervezési és kivitelezései szempontok az elôregyártott cölöprács alkalmazá-
sánál.......................................................................................................................... 115. A cölöprács elemek magassági elhelyezése....................................................... 116. A cölöpözéssel kapcsolatos követelmények...................................................... 127. A rácselemek alatti aljzatbeton kialakításának követelményei....................... 128. A földmunka kialakításának szempontjai........................................................... 129. Az elemek elôregyártása és helyszíni szerelése ................................................ 13
10. Az alkalmazott anyagok minôsége...................................................................... 1411. Erôtani számítások irányelvei............................................................................... 14
A tárggyal kapcsolatos fontosabb szabványok és elôírások............................ 17
– 5 – MI–04.199–82
1. FOGALOMMEGHATÁROZAS
1.1. Az alagútzsalus épület cölöpalapozásához felhasznált elôregyártott vasbetoncölöprács a felszerkezet és a cölöp erôtani és építéstechnikai kapcsolatátbiztosítja; az elemek egymáshoz nem csatlakoznak vagy legalábbis azelemek vasalása az elemek között nem folyamatos.
1.1.1. Cölöprácsnak nevezzük a cölöpök fejének összefogására létesítettteherelosztó és közvetítô szerkezetet, mely a felépítmény szerkezeténekbevonásával vagy anélkül közvetíti a terheket a cölöpökre és ezen keresztülaz altalajra.
1.1.2. Elôregyártott vb. cölöprácsnak nevezzük az elôregyártott vb. elemekbôl.épített cölöprácsot.
1.1.3 A harántelem az elôregyártott vb. cölöprácsnak olyan eleme, melynekhossztengelye merôleges a födémeket alátámasztó vasbeton falra. Akétcölöpös harántelem ennek két cölöpöt átfedô változata (1. ábra).
1.1.4. A hosszelem az elôregyártott vb. cölöprácsnak olyan eleme, melynekhossztengelye párhuzamos a födémterheket kiváltó vb. fallal és az elemegynél több cölöpöt – általában egy cölöpsort – fed át (2. ábra).
1.1.5. A vasbeton aljzat a cölöprács elemekre támaszkodó vasbetonfalakvízszintes összefogását szolgálja és alsó öve lehet a merevítôfelrendszernek. Csökkenti a vasbeton falak kihajlási hosszát és egysoroscölöpözés esetén kiegyenlíti a falak és a cölöpök alaprajzi elhelyezésimérettûrésébôl származó hatásokat.
1.2. A továbbiakban a harántelemes és hosszelemes elôregyártott vasbetoncölöprácsról együttesen egyszerûsítve csak mint elôregyártott cölöprácsrólbeszélünk, ahol nem, ott külön megnevezzük, hogy melyik megoldásról vanszó.
MI–04.199–82 – 6 –
1. ábraCölöprács kialakítása harántelemekkel
– 7 – MI–04.199–82
2. ábraCölöprács kialakítása hosszelemekkel
MI–04.199–82 – 8 –
2. ALAPELVEK AZ ELÔREGYÁRTOTT CÖLÖPRÁCSALKALMAZÁSÁHOZ
Az alagútzsalus épületek alapozási rendszerére a teherhordó falak alatti sávszerûterhelés jellemzô.
2.1. A harántelemes alapozási megoldásnál a fal két oldalán vert cölöpsoron a faltengelyére merôlegesen cölöppáronként elhelyezett közvetítô elem (kétcölöpös harántelem) adja át a terhet a falakról a cölöpökre (3. ábra). A kétcölöpre támaszkodó harántelem statikailag határozott tartóként számítható, acölöpök elhelyezési pontatlanságából és az altalaj inhomogenitásábólszármazó billenést a harántelem a vékony teherhordó vasbeton falkeresztirányú hajlítása nélkül tudja felvenni.A szerkezetet a legalsó szint padlója alatti vasbeton aljzat egészíti ki, melyegyrészt a hagyományos monolitikus cölöprács összekötô szerepét veszi át,másrészt a teherhordó falak süllyedéskülönbségeit csökkentô merevítô falalsó övét képezheti.
2.2. A hosszelemes alapozási rendszernél a falak tengelyvonalában vertcölöpsorra helyezett utólag kibetonozott vasbeton rács elem közvetíti aterheket a falakról a cölöpre (4. ábra).A cölöpök – az építési pontatlanságoktól eltekintve – a teherhordó faltengelyében helyezkednek el, így feltételezhetô, hogy a kibetonozott gerendaa vasbeton fal keresztirányú hajlítása nélkül hárítja át a terheket a cölöpökre;a szerkezetet a vasbetonaljzat egészíti ki, amely a 2.1. pontban említettekenkívül a cölöpverés elhelyezési mérettûrésbôl származó hatásokat is felveszi.
2.3. A haránt vagy hosszelem alkalmazását az építésszervezési és gazdaságosságiszempontokon belül a terhelés és az alkalmazott cölöpök teherbírásahatározza még; harántelemekkel a vasbetonfal alá több cölöp helyezendô.
3. KÖVETELMÉNYEK A CÖLÖPRÁCS ELEMEK ALKALMAZÁSÁNÁL
3.1. A cölöprács elemeknek megbíztatóan át kell adni a felszerkezet önsúlyábólszármazó és az épületre ható egyéb terhek függôleges és vízszinteskomponenseit a cölöpökre.
3.2. Az alapozást, a cölöpkiosztást úgy kell megtervezni, hogy asüllyedéskülönbség ne haladja meg az ME–04. 104–ben elôírt mértéket; acölöprácsnak nem feladata, hogy a falszerkezet süllyedéskülönbségeitkiegyenlítse (lásd: MI–04.145).
– 9 – MI–04.199–82
Megjegyzés: A fal erôtanilag a harántelemre támaszkodik
3. ábraHarántelem
MI–04.199–82 – 10 –
4. ábraHosszelem
– 11 – MI–04.199–82
3.3. A cölöprács elemei és a cölöpfej közötti kapcsolatot úgy kell kialakítani,hogy a cölöp felsô vége az elemekben kialakított kónikus nyalásbanhelyezkedjék el és a teherátadást a kónikus üreg kibetonozása biztosítsa.
4. TERVEZÉSI ÉS KIVITELEZÉSI SZEMPONTOK AZELÔREGYÁRTOTT CÖLÖPRÁCS ALKALMAZÁSÁNÁL
4.1. Az elemek méretei elégítsék ki az erôtani és korrózióvédelmikövetelményeket a 10.1 és 11.1 pontoknak megfelelôen.
4.2. Nagyságuk és súlyuk legyen összhangban az építésszervezésiszempontokkal, feleljen meg az elôregyártás, szállítás és a beemelésnélalkalmazott gépek teljesítményének.
4.3. A cölöpök és az elemekben lévô üregek belmérete legyen összhangban acölöpök elhelyezési mérettûrésével, ezen kívül tegye lehetôvé az elôírtminôségû kibetonozást is. Ennek érdekében az üreg mérete mindenirányban legalább 5 cm–rel haladja meg a cölöp keresztmetszeti méreteit.
4.4. A harántelemben lévô üregek távolsága megegyezik a cölöpök egymástólvaló távolságával. Ezért ajánlatos, hogy ez feleljen meg a cölöpökgazdaságos tengelytávolságára vonatkozó MSZ 15005 elôírásainak, így atámaszkodó vert cölöpnél – az elemben lévô üregek tengelytávolsága 3 Dlegyen, ahol a D a cölöp átmérôje.
5. A CÖLÖPRÁCS ELEMEK MAGASSÁGI ELHELYEZÉSE
Az elemek magassági értelemben vett elhelyezését meghatározza a földszinti vagypincepadló szintje, illetve az építési és mértékadó talajvízszint helyzete. Aközmûvek kitörési szintje lehetôleg a cölöprács elemei alatt legyen, desemmiképpen ne keresztezze azokat.
A cölöprács alsó síkja határozza meg az elemek elhelyezésére szolgáló aljzatbetonépítési síkját s egyben a cölöpfej síkját is.
MI–04.199–82 – 12 –
6. A CÖLÖPÖZÉSSEL KAPCSOLATOS KÖVETELMÉNYEK
A cölöpök tengelyponti elhelyezésének mérettûrése feleljen meg a statikai és azépítési kivitelezési szempontoknak. Szükséges a nagyobb pontosság elôírása ésbetartása a gazdaságossági szempontoknak megfelelôen. Irányadó a ± 5 cm–esvagy ennél szigorúbb pontosság elôírása vízszintes és magassági értelemben is.
A cölöpök teherbírását az MSZ 15 005 szerint kell meghatározni. A tervezésnélfelhasználható a cölöpök próbaterhelési gyûjteménye, valamint a talajmechanikaiszondázás.
A tervezésnél és a kivitelezésnél törekedni kell a szintre verés alkalmazására. Amértékadó verési mélységet szondázással lehet megállapítani. Ennek eredményei acölöpteherbírás meghatározásánál is használandók.
A cölöpverés után a cölöpök felsô vége csak 5–15 cm–t nyúljon az elemeküregébe. Ha a terepszint feletti kiállás ennél nagyobb és akadályozza az elemekelhelyezését, akkor a cölöp felsô végét az acélbetétekkel együtt le kell vágni.
A levésést gazdasági okokból is kerülni kell, amennyiben elkerülhetetlen, úgy akinyúló vasakat megfelelô méretre vágva az elemek nyalásába behajlítva kellkialakítani.
7. A RÁCSELEMEK ALATTI ALJZATBETON KIALAKÍTÁSÁNAKKÖVETELMÉNYEI
A rácselemek fogadószintje a földmunka alsó síkjára betonozott aljzatbeton. Azaljzat legalább δa = 50 kN/m2 (0,5 kp/cm2) határfeszültség alapértékkel rendelkezôkellôen szilárd altalajra helyezendô. A beemelésnél fellépô mechanikai hatásoknakálljon ellen, védje meg a betonkiöntéseket a talajjal való keveredéstôl. Vastagságimérete az altalaj minôségétôl és állapotától függôen 8–10 cm.
8. A FÖLDMUNKA KIALAKÍTÁSÁNAK SZEMPONTJAI
8.1. A munkagödör fenékszintje általában az épület teljes alapterületénmegegyezik az elemek alsó síkjával.
– 13 – MI–04.199–82
8.2. Ha a teherhordó falak egymástól való távolsága és a talaj állékonyságalehetôvé teszi akkor csak az elemek közvetlen környezetében kell a talajt azelemek alsó síkjáig kiemelni. Ez esetben munkavégzés cölöpsorok köztbenntmaradó – az elemek felsô síkjával megegyezô – szintrôl végezhetô.Magasabb építési víznívó esetén is ez lehet a célszerûbb.
8.3. Alsó munkasíkot – mely egyszerûbb földmunkavégzést jelent – akkorválasszunk, ha a felsô munkasík kialakításának elônyei nincsenek.
8.4. A földmunka visszatöltése az elemek elhelyezése után kezdôdhet el,tömörsége legyen legalább Tr = 85% és feleljen meg a pincepadló szerkezetés a vasalt aljzat alá kerülô talaj minôségi követelményeinek is.
9. AZ ELEMEK ELÔREGYÁRTÁSA ÉS HELYSZINI SZERELÉSE
Az elemek elôregyártását olyan üzemben kell megszervezni, ahol a megkívántminôség, mérettûrés és az elemek mozgatása biztosítható.
9.1. A betonacél szerelése és hajlítása lehetôleg gépesíthetô és jól szervezhetôlegyen. E célból a harántelemek ferde nyírási fô acélbetétei helyett ferdekengyeleket ajánlatos alkalmazni.
9.2. Az elemek és azok elôállításához szükséges formák mérettûrésére azMSZ 7658/ 1–2 elôírásai vonatkoznak. Ennek megfelelôen a formáklegalább g pontossági osztállyal, az elemek legalább h pontossági osztállyalkészüljenek.
9.3. Az elkészült elôregyártott harántelemeket szükség esetén a tervezô elôírásaiszerint a tényleges igénybevételnek megfelelô törési kísérlettel kellellenôrizni. A hosszelemek esetében a törési kísérlettôl el lehet tekinteni.
9.4. A rácselemek alaprajzi és magassági elhelyezésénél megkívánt mérettûrésirányadó értéke ± 2 cm a tervben elôírtakhoz képest. A szerkezetkialakításától függô megengedhetô eltéréseket a terveken meg kell adni pl. aharántelemes megoldásnál a cölöppár tengelyeinek egymástól mérttávolságának a tûrhetô eltérését is.
9.5. Az elemek beemelési sorrendjét az építésszervezési szempontoknakmegfelelôen elô kell írni az alkalmazott szállító és emelôberendezésekkelösszhangban.
9.6. Az elemek és a cölöp szilárd kapcsolatát az elemben levô nyílás szerkezetibetonnal való kitöltése biztosítja, ezért a kónikus lyuk kibetonozásátgondosan kell végezni és ellenôrizni. Vízalatti betonozást alkalmazni nemszabad. Tömörítés lehetôségét az üreg megfelelô kialakításával biztosítanikell.
MI–04.199–82 – 14 –
9.7. A cölöprács elemek feletti szerkezetek építése az üregek kibetonozása abeton szilárdulása és a földvisszatöltés végrehajtása után kezdôdhet el.
10. AZ ALKALMAZOTT ANYAGOK MINÔSÉGE
10.1. Az elôregyártott elem és a cölöppel való kapcsolatot biztosító kibetonozásaz igénybevételnek megfelelô szilárdságú betonból készítendô. Minôségelegyen legalább B 20. A felhasznált cement, adalékanyag, víz minôségére ésmennyiségére, az acélbetétek minôségére az MSZ 4719 és az MSZ 339elôírásai vonatkoznak. Agresszív talajvízzel érintkezô szerkezeteknélMSZ - 04.88 elôírást kell alkalmazni.A betonkiöntés konzisztenciáját úgy kell megválasztani, hogy bedolgozásatömörítô eszközökkel pl. tûvibrátorral könnyen végrehajtható legyen.Általában „kevéssé képlékeny” vagy "képlékeny” konzisztenciaalkalmazása a megfelelô.
10.2. Az aljzatbeton minôsége feleljen meg a beemelésnél fellépô hatások okoztaigénybevételnek.
11. ERÔTANI SZÁMÍTÁSOK IRÁNYELVEI
11.1. Az erôtani számításra az MSZ–KGST 384 alapelveinek megfelelôen azMSZ 15 021/1, MSZ 15 022/1 és az ME–04.104 elôírásai is vonatkoznak.
11.2. A cölöpkiosztásnál törekedni kell arra, hogy a cölöp határteherbírást és azépületre megengedhetô süllyedéskülönbséget gazdasági szempontbóloptimálisan használjuk ki.A cölöpök maximális és egyenlô mértékû kihasználása ugyanis eltérôsüllyedéseket okoz az egyes falak alatt a különbözô mértékû egymásrahatásmiatt és a süllyedéskülönbségre a felépítményt méretezni kell – tehát azellentétes irányban ható két mûszaki követelmény gazdasági optimumátkell elérni.
A süllyedés számításánál a cölöprács merevsége elhanyagolandó, afelépítmény merevsége fôleg gazdaságossági szempontok miatt esetlegesen– a cölöpök (cölöpsorok) egymásra hatása mindenképp figyelembe veendô.
– 15 – MI–04.199–82
A felépítmény merevségét is figyelembe vett süllyedésszámítást akkorcélszerû készíteni, ha a felépítmény merevsége nélkül számított értékektúllépik az épületre megengedhetô süllyedéskülönbség határértékét.
11.3. A két cölöpös harántelem statikai modell* felvételénél pontosabb számításhiányában fel szabad tételezni, hogy a cölöp és az elem kapcsolatagömbcsuklós, a harántelem és a rátámaszkodó vasbetonfal kapcsolata pediga fal síkjában lapratámaszkodó befogott, a fal síkjára merôlegesen pedigcsuklós. A harántelem a magasság és támaszköz arányától függôen térbeliszerkezetként két irányú vasalással méretezendô.A vasalt aljzat a fal alsó merevítô öveként azzal együtt számolható.
11.4. A hosszelem statikai modellje különbözik ettôl, mert a cölöpsor – az építésipontatlanságtól eltekintve – a vasbetonfal tengelyének síkjában helyezkedikel.A vasbetonfal és a cölöpök excentricitását a vasalt aljzat egyenlíti ki, ezért avasalt aljzat mint többtámaszú tartó váltja ki a vb. fal által közvetítettterheket a hosszelemen keresztül a cölöpökre.
Pontosabb számítás hiányában fel szabad tételezni, hogy a vb. fal és avasalt aljzatlemez valamint a vasalt aljzatlemez és a hosszelem kapcsolata afal síkjában lapratámaszkodó befogott, erre merôlegesen pedig csuklós.
11.5. A cölöprács elemek méretezésénél, a gyártás módjából és a funkcióbóladódó állapotoknak megfelelôen három terhelési eset veendô figyelembe:
– beépítés elôtti állapot,– építés közbeni állapot,– végleges, azaz üzemállapot.
11.5.1.Beépítés elôtti állapotban az elemek megvizsgálandók az elôregyártásnálkialakuló szakítás, a szállítás és a beemelésbôl adódó igénybevételekre.*
11.5.2.Az építés közbeni állapot vizsgálatánál a szerkezetépítésnek azt a fázisátvesszük figyelembe, amikor a teherhordó falak kötése és szilárdulása mégnem történt meg.Az elsô szint önsúlyterhét a harántelemek esetén a zsaluzat vagy a vasaltaljzat viseli és osztja szét a rácselemeken keresztül a cölöpökre. A haránt-
* A statikai modell felvételénél az ME–04.104–tôl való eltérés megengedett az elôírás kötelezô
alkalmazását meghatározó és feloldó elôírás értelmében* Az MSZ 15 022/4 szerint.
MI–04.199–82 – 16 –
elem az esetben tehát a két– vagy többtámaszú tartóként dolgozó zsaluzatvagy vasalt aljzat támaszaként szerepel.
A hosszelemek alkalmazásánál a vasalt aljzat mint többtámaszú tartó adjaát a terheket a rácselemekre. A rácselem mint süllyedô alátámasztásútöbbtámaszú tartó váltja ki a terheket a cölöpökre.
11.5.3.Végleges, azaz üzemállapotban már a megszilárdult vasbetonfal terheli acölöpöket a korábban meghatározott statikai modelleknek megfelelôen.A hosszelem erôtani szerepe lecsökken a harántelemhez képest, a cölöpökés az aljzatlemez kapcsolata közvetlennek vehetô.
A hosszelemek szerepe a cölöp és az aljzat kapcsolatának átszúródásivizsgálatánál van.
Végleges állapotban az épület megvizsgálandó az egyes vb. falak közöttisüllyedéskülönbség hatására is.
11.6. A haránt rácselem erôtani számításában különös gond fordítandó az elemkónikus nyílásába befeszülô betondugó hasító hatására. Erre a hatásra azelemet méretezni kell. A harántelemek méretezésénél süllyedéskülönbségre,illetve billenésre nem kell tekintettel lenni.A hosszelem méretezésénél a betondugó hasító hatása nem érvényesül,mivel a fal a vasalt aljzaton keresztül a kibetonozásra fekszik fel. Azugyanazon fal alatti egyes cölöpök közötti süllyedéskülönbség az építésközbeni állapot vizsgálatánál, a cölöpsorok közötti süllyedéskülönbség avégleges állapot vizsgálatánál veendô figyelembe.
Agresszív hatások esetén a repedéskorlátozási elôírások is betartandók azMSZ 15 022/1 szerint.
11.7. A süllyedésmérés szükségességét az ME–04.104 szerint kell eldönteni.
11.8. Tágulási hézagok kialakítására az ME–04.104 elôírásai vonatkoznak.
* Az MSZ 15 022/4 szerint.
– 17 – MI–04.199–82
A TÁRGGYAL KAPCSOLATOS FONTOSABB SZABVÁNYOK ÉSELÔÍRÁSOK
MSZ KGST 384 Építmények teherhordó szerkezetei erôtani tervezésénekáltalános elôírásai
MSZ 15 021/1 Magasépítési szerkezetek terhei és különleges követelményei
MSZ 15 022/1 Vasbeton szerkezetek
MSZ 339 Melegen hengerelt betonacél
MSZ 15 022/4 Elôregyártott vasbeton szerkezetek
MSZ 15 001 Alapozások tervezése. Tervezési elômunkálatok
MSZ 15 002 Alapozások tervezése. Statikai és tervezési elôírások
MSZ 15 005 Alapozások tervezése. Cölöpalapozás
MSZ 11 313/1 Elôregyártott vasbeton cölöpök
MSZ 4719 A betonok fajtái jelölésük és minôségi követelményeik
MSZ–04.88 Épületszerkezetek korrózióvédelme
MSZ–7658/1–2 Építôipari mérettûrések
MI–04.145 Cölöprács szerkezetek tervezési és számítási irányelvei
MI–04.146 Kónikus cölöpök alkalmazásának irányelvei
MI–04.195–80 Elôregyártott vasbeton cölöprács alkalmazása paneles épüle-teknél
ME–04.104 Alagút- és nagytáblás zsaluzatos építés