HU193331B - Eljárás előregyártott alapozási cölöp talajba juttatására - Google Patents

Abstract

A talajba veréssel, sajtolással vagy vibrálással, illetve e módszerek kombinálásával lefelé keskenyedő kónikus tüskét (1) hajtanak le, amelyet kihúznak, és a helyén maradt lyukba (8) helyezik a cölöpöt (9), amelynek alakja azonos, vagy közel azonos a cölöpével (9), a cölöp (9) hossza (L2) azonban meghaladja a lyuk (8) mélységét (L,). A cölöpöt (9) veréssel vagy/és vibrálással, vagy/és sajtolással a lyuk (8) fenékszintjénél (f) mélyebbre verik, így a cölöp (9) a lyukba (8) ékszerűen befeszül.

Description

A találmány előregyártót alapozási cölöp talajba juttatására szolgáló eljárásra vonatkozik.

Amint ismeretes, az építmények az Önsúlyból és a használat során fellépő terhelésekből származó igénybevételeket az altalajra adják át, amelynek teherbíró képessége az építményénél kisebb. A felszerkezet terheit az alapozás osztja el, és egyben az altalajban keletkező feszültségeket is felveszi.

Az alapozások lényegében két fő csoportba tartoznak: sík- és mélyalapozások ismeretesek. A mélyalapozásokat általában kedvezőtlen, kis teherbírású talajok vagy/és süllyedésre érzékeny építmények esetében alkalmazzák. A mélyalapozások legrégebben ismert és legegyszerűbb módjának a cölöpalapozások tekinthetők.

A cölöpök helyben készültek, vagy előregyártottak lehetnek. Az előregyártott cölöpök fából, acélból, betonból, vasbetonból vagy ezek kombinációjából készülhetnek. Telepítésük akár egyenként, akár csoportosan történhet. A teherviselés szempontjából álló és lebegő cölöpöket különböztetnek meg. A leggyakrabban vasbeton cölöpöket használnak. A vasbetoncölöpök tömörek, üregesek, lágyvasbetétesek vagy előfeszítettek lehetnek. Keresztmetszeti alakjuk rendszerint kör-, négyszög- vagy sokszög.

Az előregyártott vasbeton cölöpöket kézi vagy gépi veréssel, sajtolással, öblítéssel, vibrálással, csavarozással, vagy e módszerek kombinálásával hajtják a talajba. A talajba hatoláskor a cölöpökben keletkező feszültségek a talajminőségtől függően változnak. A cölöpöknek minden esetben tönkremenetel nélkül kell tudniok viselni a behajtásukkoi keletkező feszültségeket, ami elsősorban azáltal biztosítható, ha a cölöpcsúcsot és cölöpfejet masszív, biztonságos, következésképpen igen költséges alkatrészekkel, illetve szerelvényekkel látják el. E költséges szerelsényekre kizárólag a cölöpnek a talajba hajtásához van szükség, végleges helyzetükben fölöslegesek, alapozási funkciójuk nincs.

A cölöpök behajtásukkor hajlító-igénybevételeknek is ki vannak téve, sőt, a behajtáskor fellépő hajlítóigénybevételek mindig nagyobbak, mint azok, amelyek a cölöpökre végleges, beépített, az alapozási funkciót betöltő helyzetükben hathatnak. Ezért a cölöpök általában túlméretezettek.

A 180 953. számú magyar szabadalmi leírásból olyan berendezés ismerhető meg, amelynek segítségével a talajban lyukakat fúrnak, a lyuk körül a talajt tömörítik, és a lyukakban póznákat, karókat (pl. szőlőkarókat) helyeznek el, amelyek a terepszint fölé nyúlnak.

A találmány feladata, hogy olyan eljárást szolgáltasson alapozási cölöpök talajba juttatására, amely szükségtelenné teszi a cölöpfej és cölöpcsúcs speciális és költséges szerelvényekkel való ellátását, továbbá ki2 küszöböli annak szükségességét, hogy a cölöpöt Jiajlításra túl kelljen méretezni.

A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy amennyiben egy sokszor újra felhasználható segédszerkezet segítségével egy tömörített belső falazatú lyukat alakítunk ki a talajban, és a cölöpöt e lyukban lehajtva abba mintegy befeszítjük, a cölöp lehajtása minimális energiaráfordítással, következésképpen a cölöpre kifejtett minimális, és rövid ideig tartó erőkifejtéssel hajtható végre, ami a speciális csúcs- és fej szerelvények alkalmazását és a cölöp túlméretezését feleslegessé teszi, következésképpen az alapozási költségek nagymértékben csökkenthetők.

E felismerések alapján a kitűzött felada tót a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során a cölöpöt a talajba hajtjuk, és amely eljárásra az jellemző, hogy — előnyösen acélanyagú — tüskének a talajba verésével és/vagy vibrálásával,és/vagy sajtolásával, majd visszahúzásával a cölöp alakjával megegyező, vagy közel megegyező alakú, de a cölöp hosszúságánál kisebb hosszúságú lyukat készítünk; a cölöpöt a lyukba bocsátjuk, majd veréssel és/vagy vibrálással,és/vagy sajtolással a lyuk fenékszintjénél mélyebbre hajtjuk le.

Az eljárás egy előnyös foganatosítási módjára az jellemző, hogy lefelé keskenyedő keresztmetszetű, célszerűen kónikus tüske segítségével ilyen alakú lyukat készítünk, és előnyösen ilyen, vagy közel ilyen alakú cölöpöt helyezünk a lyukba és hajtunk a talajba. E műveletek eredményeként a cölöp a lyukba ékszerűen befeszül, és a tüske által égyébként is előtömörített oldalfalú lyukban hatékonyan biztosítja a teherátadást.

Egy további találmányi ismérv szerint a lyukban annak felső vége átmérőjével azonos felső vég-átmérőjű, de a lyuk kúposságánál kisebb mértékben kónikus cölöpöt helyezünk el, majd hajtunk a talajba. Ez értelemszerűen azt jelenti, hogy a cölöpcsúcs átmérője nagyobb, mint a lyukfenéké. Ezzel az intézkedéssel a cölöp ékszerű befeszülése még hatékonyabban bekövetkezik. A tüske kúpossága a talajból való kihúzását is megkönnyíti. Általában célszerű, ha a lyukat 1 %-nál nagyobb kuposságú tüskével állítjuk elő.

Az eljárás egy előnyös foganatosítási módjára az jellemző, hogy a lyukba helyezett cölöpöt a tüske hatékony hosszúsága közötti méretkülönbségnek megfelelő, vagy közel ilyen távközzel hajtjuk a lyuk fenékszintje alá.

Egy további találmányi ismérvnek megfelelően a lyuk elkészültét követően, de célszerűen a cölöpnek a lyukba bocsátását megelőzően vagy/és e művelettel egyidejűleg a lyukba utószilárduló folyadékot, például cementtejet vagy vízüveg-oldatot töltünk, célszerűen a lyukba a cölöp lehajlásakor a lyukat a terepszintig kitöltő mennyiségű utószilárduló folyadékot töltünk.

A találmányt a továbbiakban a csatolt rajzok alapján ismertetjük részletesen, amelyek az eljárás legfontosabb technológiai fázisait tartalmazzák. A rajzokon az 1. ábrán a lyukkészítő segédeszközként szolgáló tüske munkavégzési helyzetbe állítása látható;

a 2. ábrán az 1. ábra szerinti tüskével végrehajtott lyukkészítési műveletet tüntettük fel;

a 3. ábrán a tüskének a lyukból való kihúzását szemléltettük;

a 4. ábra az előregyártott cölöp lyukba helyezési műveletét érzékelteti; az 5. ábrán a cölöp lehajtásának a művelete látható;

a 6. ábrán a cölöpöt végleges helyzetében tüntettük fel.

Amint az 1. ábrán látható, a célszérűen acélból készült 1 tüske lefelé csökkenő keresztmetszetű, kúpos alakú. A kónikusság mértéke enyhe, azonban az 1%-ot célszerűen meghaladja. Az 1 tüske felső végéhez oldalt kinyúló 3 emelőfülék vannak rögzítve, amelyek, és a 6 felfüggesztő szerkezetek segítségével az 1 tüske a 2 verőberendezéshez csatlakoztatható, amely az 5 emelőhorog segítségével (nem ábrázolt) emelőgép gémjére akasztható. A 2 verőberendezés és az 1 tüske között 4 verőfej helyezkedik el. A t terepszinten 7 tüskecsúcs-tájolólemez van elhelyezve. Az tüskének a talajba kerülő hosszúságát — vagyis az 1 tüske csúcsától a 3 fülek alsó pereméig terjedő távolságot — L, hivatkozási betűvel jelöltük. Az A nyíl a 2 verőberendezésnek a következő munkafázisban végzendő lehajtási irányát érzékelteti.

A 2. ábrán tüntettük fel az 1 tüske és a verőberendezés segítségével végrehajtott lyukkészítési műveletet, ami abban áll, hogy az L, hozzsúságú 1 tüskét a talajba verjük. Megjegyezzük, hogy a 2. ábrán — ugyanúgy, mint a további 3—6. ábrákon — a már magyarázott és ábrázolt szerkezeti elemeket a már alkalmazott hivatkozási számokkal jelöltük. A 2. ábra szerinti helyzetben az 1 tüske még nem jutott le a tervezett mélységig’ Vagyis nem teljes hosszúságában került leverésre.

A 3. ábrán az 1 tüskének a talajból kihúzási művelete látható; a kihúzási irányt a B nyíllal érzékeltettük. A kihúzáshoz bármilyen — önmagában ismert — szerkezet alkalmazható. Az L, hosszúságú 1 tüske helyén a talajban ugyancsak L, hosszúságú, lefelé csökkenő keresztmetszetű kúpos 8 lyuk maradt (a 7 túskecsúcstájolólemez vastagsága az L, hosszúsághoz képest elhanyagolható). A 3. ábrán az 1 tüske felső végének az átmérőjét Y„ a tüske alsó végének átmérőjét, közvetlenül a csúcsnál Y₂ hivatkozási betűvel jelöltük; az Y₂ a fentiekből következően kisebb, mint az Y, . A 8 lyuk felső végének átmérője ugyancsak Y,, míg alsó végének átmérője Y₂, mert az 1 tüske a talajban gyakorlatilag a saját méretével és alakjával azonos méretű és alakú lyukat hagy. Az 1 lyuk fenékszintjét f hivatkozási betűvel jelöltük.

A 4. ábrán az előregyártott vasbeton 9 cölöpnek az 1 tüske helyén a talajban maradt 8 lyukba helyezési műveletét érzékeltettük. Megjegyezzük, hogy közvetlenül a 9 cölöpnek a 8 lyukba bocsátását megelőzően célszerű a lyukba olyan mennyiségű íolyékony utószilárduló anyagot, például cementtejet vagy vízüveg-oldatot tölteni, hogy a cölöp a lyukba helyezésekor a folyadékot a palástfelülete mentén végig felnyomja. A folyadék egyrészt kitölti a lyuk oldalfalából kiinduló talajréseket és -pórusokat, másrészt javítja a talaj és cölöp közötti kapcsolatot. A 9 cölöp L₂ hosszúsága nagyobb, mint a 8 lyuk L, hosszúsága; ebből következik, hogy amennyiben a 8 lyukba illeszkedik — csak a saját súlya miatt — a 9 cölöp, tovább verve a lyukba be fog feszülni. A 9 cölöp felső végének az Y, átmérője azonos az 1 tüske e helyen mért Y, átmérőjével, míg alsó végének Y₃ átmérője nagyobb, mint az 1 tüske alsó végének Y₂ átmérőjé. Az YjY₂ átmérőkülönbség úgy választandó meg, hogy — figyelemmel arra is, hogy a cölöp hosszabb, mint amilyen mély a lyuk — a 9 cölöpnek kisebb legyen a kúpossága, mint a 8 lyuké. Ez az intézkedés is hozzájárul ahhoz, hogy a beveréskor a 9 cölöp a 8 lyukba hatékonyan befeszüljön. A 9 cölöp lebocsátási irányát az a nyíllal érzékeltettük.

Az 5. ábrán a 8 lyukba bocsátott 9 cölöp közvetkenül a továbbverését megelőző helyzetében látható; ekkor még csak a saját súlya hatására illeszkedik a 8 lyukba, és 10 csúcsa nem éri el az 1 lyuk f fenékszintjét. A 2 verőberfendezés már a 9 cölöp felső végéhez van a 6 felfüggesztőszerkezetek segítségével, és a 4 verőfej közbeiktatásával csatlakoztatva. A leverés irányát az 5. ábrán is A nyíllal érzékeltettük.

A 6 ábrán a teljes L₂ hosszúságában a talajba juttatott 9 cölöp látható. Mivel a 9 cölöp hosszabb, mint amekkora az 5. ábrán még meglevő lyukmélység, a 9 cölöp 10 csúcsa x távközzel mélyebben helyezkedik el a cölöp teljes hosszúságában történt leverésének az eredményeként, mint amekkora a 8 lyuk L, mélysége — a lyuk f fenékszintje — volt, ennek megfelelően befeszülése maradéktalanul bekövetkezik. Megjegyezzük, hogy — például a mindenkori talajminőségtől függően — a kónikus lyukba henger alakú cölöp elhelyezése és lehajtása, és befeszíthetősége sem kizárt.

A találmányhoz fűződő előnyős hatások a következők:

az enyhén kónikus tüske leírt módo/ko/n eszközölt talajba hajtása a lyuk kialakítását talajkitermelés nélkül teszi lehetővé, ami egyrészt egyszerű technológiát jelent, másrészt előtömörített falazattal rendelkező lyukat eredményez, ami a cölöp teherviselési tulajdonságát kedvezően befolyásolja. A tüske

-3193331 a talajból könnyen kihúzható. A cölöpöt csak csekély mélységig kell a talajba hajtani ahhoz, hogy a lyukba befeszüljön, amihez minimális energiaráfordítás szükséges, és ez a művelet a cölöpfejet és a cölöpcsúcsot olyan csekély mértékben veszi igénybe, hogy a jelenleg a vert, sajtolt vagy vibrált — és teljes hosszúságukban e módszerek segítségével a talajba hajtott — cölöpöknél alkalmazott speciális és költséges szerelvényekre nincs szükség. A tüske — a segédszerkezet — célszerűen acélból készül, élettartama igen hosszú, több száz esetben bármiféle károsodás nélkül újra felhasználható. Az eljárás élőmunka-igénye is minimális. Magát a cölöpöt csak a beépített helyzetében rá ható igénybevételekre kell méretezni (a veréskor a cölöpre ható igénybevételek minimálisak), így nemcsak a technológia kiemelkedően gazdaságos a fent felsorolt tényezőknek köszönhetően, hanem maga a cölöp is olcsóbb, mint a jelenleg azonos célra használt cölöp.

A találmány szerinti eljárással különösen gazdaságosan létesíthetők viszonylag rövid (3—5 m-es), és kis keresztmetszetű cölöpök („mikrocölöpök), illetve cölöpcsoportok által alkotott alapozások.

A cölöpök keresztmetszeti alakja gyakorlatilag tetszőleges lehet.

A találmány természetesen nem korlátozódik az eljárás fentiekben ismertetett foganatosítási módjára, hanem az igénypontok által definiált oltalmi körön belül sokféle módon megvalósítható.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás előregyártott alapozási cölöp talajba juttatására, amely eljárás során a cölöpöt a talajba hajtjuk, azzal jellemezve, hogy — előnyösen acél anyagú — tüskének (1) a talajba verésével és/vagy vibrálásával, és/vagy sajtolásával, majd visszahúzásával a cölöp (9) alakjával megegyező vagy közel megegyező alakú, de a cölöp (9) hossúságánál (L₂) kisebb hosszúságú (LJ lyukat

   5 (8) készítünk; a cölöpöt (9) a lyukba (8) bocsátjuk, majd veréssel és/vagy vibrálással, és/vagy sajtolással a lyuk (8) fenékszintjénél (f) mélyebbre hajtjuk le.

   ¹⁰
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy lefelé keskenyedő keresztmetszetű, a célszerűen kónikus tüske (1) segítségével ilyen alakú lyukat (8) készítünk, és előnyösen ilyen vagy közel ilyen alakú

   15 cölöpöt (9) helyezünk a lyukba (8) és hajtunk a talajba.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lyukban (8) annak felső vége átmérőjével (YJ azonos felső vég-át²⁰ mérőjű (Y,), de a lyuk (8) kúposságánál kisebb mértékben kónikus cölöpöt (9) helyezünk el, majd hajtunk a talajba.
4. 4. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lyukat (8) 1 %-nál nagyobb ²5 kúposságú tüskével (1) állítjuk elő.
5. 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lyukba (8) helyezett cölöpöt (9) a tüske (1) hatékony hosszúsága (LJ és a cölöp (9) hosszúsága

   30 közötti méretkülönbségnek megfelelő, vagy közel ilyen távközzel (x) hajtjuk a lyuk (8) fenékszintje (f) alá (6. ábra).
6. 6. Az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lyuk

   35 (8) elkészültét követően, de célszerűen a cölöpnek (9) a lyukba (8) bocsátását megelőzően, vagy/és e művelettel egyidejűleg a lyukba (8) utószllárduló folyadékot, például cementtejet vagy vízüveg-oldatot töltünk.

   ⁴⁰ 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lyukba (8) a cölöp (9) lehajlásakor a lyukat (8) a terepszintig (t) kitöltő mennyiségű utószílárduló folyadékot töltünk.