HU176552B - Eljárás vert beton- vagy vasbetoncölöp készítésére - Google Patents

Description

A találmány vert beton- vagy vasbetoncölöp készítésére szolgáló eljárásra vonatkozik, amelynek során köpenycsövet annak alsó végébe juttatott monolitbetondugó leverésével a talajba hajtunk, s előre meghatározott mélységben a köpenycsőből annak keresztmetszeti területét meghaladó feltámaszkodási felülettel rendelkező beton talphagymát verünk ki, majd a köpenycső fokozatos visszahúzása mellett a talphagyma folytatásában felfelé ugyancsak betonból (vasbetonból) cölöpszárat hozunk létre.

A cölöpalapozás a legelterjedtebb mélyalapozási módszer, mivel a lakó-, a kömmuaáli»- és ipari épületek döntő többsége előregyártóit elemekből készül, s ezen épületeknél az alapok egyes pontjainak süllyedéskülönbsége csak minimális lehet. A cölöpelapozáenak számos változata van. A túlnyomórészt beton, illetve vasbeton anyagú cölöpök dőregyártott vagy helyben készített kivitelűek lehetnek.

A helyben készült cölöpöket visszanyert vagy bentmaradó köpenyesével, illetve zagymegtámasztással építik. A cölöpátmérő az alkalmazott géptípustól függően széles határok között változhat.

A cölöpök terhelésüket egyrészt alsó végükön — a talpon —, másrészt a cölöpszárak külső felületén — a köpenyen, ül. paláston a talaj és e felület között föllépő súrlódás közvetítésével adják át az altalajnak. Általában c kétféle teherátadási forma együttesen jelentkezik, és a terhelési-süllyedési viszonyok javítása érdekében.a mindenkori talajadottságok függvényében vagy a talpfelületet, vagy a köpenysúrlódást, vagy a két értéket együtte2 sen kell növelni. E feladatok megoldására a legalkalmasabbnak az igen elterjedt, ún. FRANKI-rendszerfl cölöpözés tekinthető.

A Franki-cölöp előállítása oly módon történik, hogy egy acél köpenycsövet a cső alsó végének tartományában beépített kb. 1,0 m magas betondugó segítségévei a kívánt mélységre (általában max. 18,0 m) lehajtanak — a betondugót döngölő kossal felülről kifejtett ütésekkel lefelé verik, s az a súrlódás révén a csövet is magával viszi —, és ott betonból ún. talphagymát vernek ki. Ennek térfogata 0,5—2£ m⁸ között van. A hagyma kiverését követően a cölöpszárat — amelynek átmérője a ^hagyma legnagyobb átmérőjénél kisebb — a köpenycső fokozatos kihúzásával egyidejűleg betonozzák, s a betonanyagot a verőkossal tömörítik. E cölöpkészítési technológia eredményeként a cölöpszár palástfelülete redőzötté válik, ami a talaj és cölöp közötti súrlódást megnöveli. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a cölöpre jutó terhelésből kb. 40-60%ot a köpenyfelületen fellépő súrlódás vesz fel, a fennmaradó 60—40%-ot pedig a talphagynia adja át az altalajnak.

A talpbagymák méreteit nem lehet korlátlanul növelni, mert ha a cölöpök közel vannak egymáshoz, az egymás mellett levő cölöpökben a verés következtében károsodás jelentkezik, illetve az egymásra hatás csökkentené a terhelhetőséget és növelné a süllyedést.

A találmány feladata, hogy olyan eljárást szolgáltasson, amelynek segítségével vert beton — és természetesen vasbeton —- cölöpök teherbírása jelentősen megnÖ176552 vélhető, illetve adott terhelés felvételét rövidebb cölöppel teszi lehetővé.

A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a cölöpözéssel harántolt talajrétegek között csaknem mindig van olyan réteg, amely önmagában nem képes a teljes cölöpterhelés felvételére, de jóval nagyobb ellenállást tud kifejteni, mint a cölöpszár köpenye mentén fellépő súrlódásból adódó erő, s e rétegben vagy rétegekben újabb támaszkodó felületet vagy felületeket lehet létrehozni, ami által a súrlódási felület is megnövekszik.

E felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárások segítségével oldottuk meg, amelynek során köpenycsövet annak alsó végébe juttatott monolitbetondugó leverésével a talajba hajtunk, s előre meghatározott mélységben a köpenycsőből annak keresztmetszeti területét meghaladó feltámaszkodási felülettel rendelkező beton talphagymát verünk ki, majd a köpenycső fokozatos visszahúzása mellett a talphagyma folytatásában felfelé ugyancsak betonból (vasbetonból) cölöpszárat hozunk létre, és amely eljárásnak az a lényege, hogy a talphagyma felett a cölöpszár készítése közben betonnak a köpenycsőből kiverésével egy vagy több egymás felett elhelyezkedő, a cölöpszárból oldalirányba kinyúló, a cölöp támaszkodást és súrlódási felületét megnövelő cölöprészt alakítunk ki. Egy előnyös találmányi ismérv szerint a cölöpszárból oldalirányba kinyúló cölöprészt a cölöpszár névleges átmérőjét meghaladó névleges átmérőjű gallér, golyvaszerű cölöprész vagy hasonló formájában alakítjuk ki.

Célszerű továbbá, ha az oldalirányba kinyúló cölöprészt vagy -részeket önmagában a teljes terhelés felvételére nem, de a cölöpszár mentén fellépő súrlódásból adódó erőnél nagyobb ellenállás kifejtésére képes talajréteg, például homokliszt felső tartományában alakítjuk ki.

A találmányhoz fűződő előnyös hatások a következők:

Az eljárás lehetővé teszi, hogy olyan felső, viszonylag teherbíró talajréteget vagy -rétegeket, amelyek eddig csak kismértékben, pusztán a köpenysúrlódás révén vettek részt a teherviselésben, az eddiginél jobban be lehet vonni a terhelés felvételébe. Az oldalt kinyúló cölöpszór-rész (gallér, golyva) ugyanis újabb támaszkodó felületet eredményez, egyidejűleg pedig megnöveli a súrlódási felületet. A találmány szerinti eljárással megépített cölöpök terhelés-süllyedés viszonyai jelentősen megjavulnak. A jelenlegi gyakorlat szerint olyan Frankicölöpöknél, ahol meghatározott terheléshez maximális süllyedési értéket kell betartani, az első, viszonylag homogén talajrétegben is több méterrel mélyebben kell a cölöpcsúcs helyét meghatározni, mint ahogy a számításokból adódik. Ilyen helyeken ugyanazon végeredmény elérése mellett a cölöpcsúcs mélysége (tehát a cölöphossz) csökkenthető, ha a cölöpszáron kialakított „gallérokkal” vagy- „golyvákkal” a felső, viszonylag teherbíró talajrétegeket jobban bekapcsoljuk a teherviselésbe.

A találmány szerinti eljárás segítségével végeredményben növelhető a csak talphagymás Franki-cölöpök teherbírása, illetve adott esetben cöíöphossz-megtakarítás érhető el. Mindkét esetben a süllyedések jelentősen csökkennek.

A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen, amelyek egyrészt a hagyományos Franki-cöiöpözési technológiát, másrészt a‘talái2 mány szerinti eljárásnak megfelelő technológiát, illetve cölöpöket mutatnak, valamint összehasonlító verést diagramokat és süllyedési görbéket tartalmaznak.

A rajzokon az 1—Ί. ábrák a hagyományos FRANK l-cölöpözés készítésének technológiai fázisait, a műveletek sorrendjét szemléltetik;

a 8. ábra egy találmány szerinti „galléros” vert vasbeton cölöp vázlatos oldalnézete, készítés közbeni állapotban;

a 9. és 10. ábrák egy találmány szerinti „galléros” cölöp készítésének két egymást követő eljárási lépését mutatják;

a 11. és 12. ábrák további két, a találmány szerinti eljárással készült cölöpöt tartalmaznak.

Amint az 1. ábrán látható, egy hagyományos Frankicölöp készítése azzal veszi kezdetét, hogy az acélanyagú köpenycsövet m magasságban (általában «1=0,7—

1,2 m) 2 monolitbetondugóvál töltik ki. Az 1 köpenycső « átmérője pl. 0,52 m lehet.

A létesítendő cölöp tartományában felülről lefelé haladva sorrendben az a feltöltés, a b szerves iszap, a c iszap, a d homoklisztes közepes agyag és az e homokos kavics talajrétegek húzódnak. A v talajvízszint a c iszaprétegben van. A járószintet (terepszintet) f hivatkozási betűvel jelöltük.

A 2. ábra szerinti technológiai fázisban a pl. 3,0 Mp súlyú 3 döngölőkos segítségével a 2 betondugót lefele (A nyilak) verik, s az a súrlódás eredményeként az 1 köpenycsövet is magával viszi. A verés hatására a 2 betondugó tömörödik.

A 3. ábra szerinti fázisban a 3a kötélen függő 3 döngölőkos segítségével lehajtott 1 köpenycső alsó vége a betondugóval már harántolta az a feltöltést, a b szerves iszap-réteget, valamint a c iszapréteget is, és a v talajvízszint alá került. A talajvíz azonban nem juthat az 1 köpenycső belsejébe, mivel a verés hatására tömörödött 2 betondugó ezt meggátolja. A betondugó talajtömörítő — a d homoklisztes közepes agyagrétegre kifejtett — hatását a B nyilak érzékeltetik.

A 4. ábra szerinti fázisban az 1 köpenycső alsó pereme elérte a tervezett g verési mélységet. Ekkor a köpenycső felső végéhez 4 tartószerveket rögzítünk, s a 3 döngölőkossal a most már lefelé haladásában meggátolt 1 köpenycsőből a 2 betondugót kiverve létrehozzuk az 5 talphagymát. A köpenycsőből kivert 2 dugó anyagát természetesen felülről „0” konzisztenciájú 6 monolitbetonnal pótoljuk. Az 5 talphagyma a 4. ábrán még csak részben kialakult állapotban látható. Az 1 köpenycső hossza legfeljebb 12,5 m lehet, de 3,0, illetve 6,0 m-es hosszúságú csőtagokkal toldható.

Az 5. ábrán már a végleges talphagyma látható. Ennek 5a alsó rétegét — amelyen a cölöp a talajon feltámaszkodik — a 2 betondugó anyaga alkotja, a felette levő 5b rész már az utántöltőit 6 monolitbetonból áll. Az 5 talphagyma térfogata általában 2,0-2,5 m³ között van, ebből az 5a talp mintegy 0,5 m³ térfogatú. Az 5. ábra egyébként azt az építési fázist szemlélteti, amikor az 5 talphagyma kiverése már teljesen megtörtént, s az 1 köpenycsőben elhelyeztük a cölöpszár 7 vasszerelését. Ezt követően a 4 felfüggesztő-szerveket az 1 köpeoycsőtől oldjuk, s a 6. ábra szerinti módon az 1 köpenycső fokozatos felhúzása (C nyilak) mellett kibetonozással, és a betonnak a 3 döngölökos segítségével végzett tömörítésével megépítjük a 8 cölöpszárat. E műveletek ered176552 ményeként jön létre az egészében 9 hivatkozási számmal jelölt FRANKI-cölöp, amely 8 szárának átmérője az 5 talphagynia legnagyobb, illetve átlagos D₂ átmérőjénél kisebb. A D_t átmérő valamivel nagyobb, mint az 1 köpenycső «j átmérője, pl. ha az utóbbi 52 cm, 5 az előbbi mintegy 60 cm.

A 9 cölöp felső végén levő, h magasságú 8a cölöpfejet levésik, s a kiálló 7 vasszereléshez csatlakozva készítik el a cölöpökre kerülő alapozási szerkezetrészt, például gerendarácsot. 10

A 8. ábrán részben oldalnézetben, részben függőleges metszetben tüntettük fel egy, a találmány szerinti eljárással készült, egészében 10 hivatkozási számmal jelölt „galléros” cölöpöt, építés közbeni állapotban. A 10 cölöp 5 talphagymája, s felette a 8 cölöpszár egy része 15 már elkészült. A 10 cölöp az 1—7. ábrákhoz hasonló talajrétegeket harántol, eltekintve az i homlokliszt-rétegtől. Ez a réteg önmagában ugyan nem képes a teljes cölöpterhelés felvételére, azonban jóval nagyobb ellenállást tud kifejteni, mint a 8 cölöpszár mentén fellépő, 20 súrlódásból adódó erő. A találmány révén ezt az i homoklisztréteget oly módon vonjuk be a „normál” Franki-cölöphöz képest nagyobb mértékben a terhelés felvételébe, hogy az i réteg felső részében a 8 cölöpszár névleges D₃ átmérőjénél nagyobb Z>₃ névleges átmérőjű 25 gallért; a Z>₃ viszont közel azonos D₂-vél, annál általában valamivel kisebb. A 11 gallér kialakítása oly módon történik, hogy amikor a 8 cölöpszár betonozásával a gallér tervezett helyét elértük, az 1 köpenycső felhúzását beszüntetjük, a köpenycső felső végét a 4. és 30

5. ábrával kapcsolatban már ismertetett módon rögzítjük, s a 11 gallért ugyanúgy monolitbeton kiverésével — pl. a 3 döngölőkos segítségével — és tömörítésével hozzuk létre, mint az 5 taíphagymát. A kivert 11 gallér nagysága az őt körülvevő talajréteg — a jelen esetben 35 az i homokliszt — tömörségének a függvénye, általában 0,5—1,0 m³ térfogatú.

All gallér a 10 cölöp számára egyrészt az 5 talphagymán kívül további támaszkodó felületet biztosít, másrészt megnöveli a súrlódási felületet. Az i homokliszt- 40 nek a bekapcsolása a teherviselésbe all gallér segítségével ugrásszerűen megnöveli a cölöp teherbírását, és csökkenti a süllyedését.

A 9. és 10. ábra szerinti 10 cölöp a 8. ábra szerintitől abban tér el, hogy all gallér helyett itt golyvaszerfl 45 cölöprészt alakítottunk ki az ugyancsak i homokliszt-réteg felső részében. A golyvaszerű 12 cölöprész úgy jött létre, hogy az 1 csövet annak kiverésekor igen lassan felfelé húztuk. A 8. ábrán egyébként — ahol még az 1 köpenycső is látszik — a „golyva” kiverését követő állapotot, a 9. ábrán a kész cölöpöt tüntettük fel.

A D₃ egyenlőtlenség nyilvánvalóan a 8. és 9. ábra szerinti cölöpnél is fennáll.

All. ábra szerinti 10 cölöpöt úgy állítottuk elő, hogy a j iszapos homokliszt-rétegben (löszrétegben) egy 11 gallért, és felette egy golyvaszerö 12 cölöprészt vertünk ki. így két helyen növeltük meg a támaszkodást felületet, s nyilvánvalóan lényegesen nagyobb felületen tettük lehetővé köpenysúrlódás keletkezését is. A 11 és 12 cölöprészek Z>₃, Z>₄ névleges átmérője lényegesen nagyobb a 8 cölöpszár névleges átmérőjénél.

A 12. ábra szerinti cölöppel arra adunk példát, hogy a 7 vasszerelést nem feltétlenül szükséges a 10 cölöp teljes hosszúságában (magasságában) végigvezetni. A (nem ábrázolt) gerendarács és a 10 cölöp kapcsolatának kialakítására elegendő all gallér feletti cölöpszárrészbe 7 vasszerelés beépítése.

A 8—12. ábrák szerinti 10 cölöpök 5 talphagymájának és 8 cölöpszárának előállítása egyébként az 1 —7. ábrák szerinti technológiával történt.

A fentiek alapján könnyen belátható, hogy a találmány szerinti eljárás ugyanazokkal az eszközökkel végrehajtható, amelyeket a „normál” FRANKI-cölöpözésnél alkalmaznak, tehát a találmány alkalmazása semmiféle új műszaki problémát nem vet fel.

A találmány természetesen nem korlátozódik az eljárás fent részletezett foganatosítási módjára, hanem az igénypontok által definiált oltalmi körön belül számos formában megvalósítható.

Claims (3)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás vert vasbeton — vagy betoncölöp készítésére, amelynek során köpenycsövet annak alsó végébe juttatott monolitbeton-dugó leverésével a talajba hajtunk, s előre meghatározott mélységben a köpenycsőből annak keresztmetszeti területét meghaladó feltámaszkodási felülettel rendelkező beton taíphagymát verünk ki, majd a köpenycső fokozatos visszahúzása mellett a talphagyma folytatásában felfelé ugyancsak betonból (vasbetonból) cölöpszárat hozunk létre, azzal jellemezve, hogy a talphagyma (5) felett a cölöpszár (8) készítése közben betonnak a köpenycsőből (1) ki verésével egy vagy több egymás felett elhelyezkedő, a cölöpszárból (8) oldalirányba kinyúló, a cölöp (10) támaszkodást és súrlódási felületét megnövelő cölöprészt alakítunk ki.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a cölöpszárból (8) oldalirányba kinyúló cölöprészt a cölöpszár (8) névleges átmérőjét (D₃) meghaladó névleges átmérőjű (D₃, D₄) gallér (11), golyvaszerű cölöprész (12) vagy hasonló formájában alakítjuk ki.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy az oldalirányba kinyúló cölöprészt vagy -részeket önmagában a teljes terhelés felvételére nem alkalmas, de a cölöpszár (8) mentén fellépő súrlódásból adódó erőnél nagyobb ellenállás kifejtésére képes talajréteg, például homokliszt (i) felső tartományában alakítjuk ki.