HU200813B

HU200813B - Method for building civill engineering structure seating to rigid rock

Info

Publication number: HU200813B
Application number: HU70784A
Authority: HU
Inventors: Csaba Asszonyi; Dezsoe Pasztor; Gellert Szabo
Original assignee: Csaba Asszonyi; Dezsoe Pasztor; Gellert Szabo
Priority date: 1984-02-22
Filing date: 1984-02-22
Publication date: 1990-08-28
Also published as: HUT47163A

Abstract

A rideg kőzetben /4/ kialakított üregben /1/ a kőzet felületére bitumen-tartalmú, elasztikus beton teherelosztó réteget /3/ hordanak fel. Ezután ehhez a teherelosztó réteghez /3/ illeszkedő vasbeton lemezt/2/ építenek. Ez utóbbi betonanyagát ugyanúgy, mint a teherelosztó réteget /3/ lövellt technológiával hordják fel.In the cold rock / 4 / cavity / 1 / bituminous, elastic concrete load distribution layer / 3 / apply. Then, to this load distribution layer / 3 / fit reinforced concrete plate / 2 / built. The latter as well as the load distributor wearing a layer / 3 / squirting technology up.

Description

A találmány rideg kőzethez illeszkedő mélyépítési szerkezet építésére szolgáló eljárásra vonatkozik.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for constructing a brick structure for a brittle rock.

Kőzetbe telepített vasbeton üregbiztosítások, vasbeton műtárgyak méretezése során problémát okoz, hogy a teherhordó szerkezetek teherfelvóteli helyeit nem lehet pontosan definiálni, következésképpen megtervezni. A kőzetterhelóst ugyan a tervezők elméletileg megosztó terhelésnek tekintik, holott ténylegesen pontonkénti és élmenti terhelések jelentkeznek, mégpedig úgy, hogy a terhelési helyek nem, vagy csak rendkívül nehezen definiálhatók. Más szóval; a kőzetéi- és pontszerű terheléseire, amelyek véletlenszerűek, és amelyek alatt a feltételezett megosztó terhelésnél nagyságrenddel nagyobb igénybevételek léphetnek fel, a vasbeton szerkezet nem méretezhető gazdaságosan. A kibontott földalatti sziklaüreg egy ideig áll, és tönkremenetele csak a kőzetdeformációk bizonyos mértékének meghaladását követően következik be. A vasbetonlemez-biztosítással védett üregben a terhelés növekedése a támasztó vasbeton szerkezetben mérhető. A kőzet a támasztó-biztosító szerkezet beépítését követően megy tönkre — törik össze —, és terhelést a kőzet reá ekkor ad át, és ez a terhelés a törésvonalak menti éleken, tehát nem egyenletesen adódik át. Az így fellepő Igénybevételek nem számíthatók pontosan, és intenzitásuk igen nagy.During the dimensioning of reinforced concrete cavity reinforcements installed in rock, the problem is that the load-bearing locations of the load-bearing structures cannot be precisely defined and consequently designed. Although rock formers theoretically consider split loads to be true, point-and-point loads are actually present, with loads that are not or only very difficult to define. In other words; for rock and point loads, which are random and under which loads greater than the presumed split load may occur, the reinforced concrete structure cannot be economically dimensioned. The unearthed underground rock cavity will stand for some time and its failure will occur only after some degree of rock deformation. In a cavity protected by reinforced concrete slab, the increase in load can be measured in the supporting reinforced concrete structure. The rock breaks down after the support-securing structure has been installed, and the load is transferred to the rock, and this load is transmitted at the edges along the fracture lines, so it is not uniformly applied. The surprising Receipts are not accurately calculated, and their intensity is very high.

A bekövetkező helyi túlterhelések az egész szerkezet tönkremenetelét eredményezhetik. Ez a veszély csak úgy hárítható el, ha a biztosító-támasztó szerkezetet jelentősen túlméretezik, ami nyilvánvalóan a gazdaságosság rovására megy, de ezen túlmenően a helyi tönkremenetelekkel szemben teljes védelmet nem is biztosít.Occurring local overloads can cause the entire structure to fail. This danger can only be eliminated if the safety and support structure is significantly oversized, which is obviously at the expense of economy, but it also does not provide complete protection against local breakdowns.

A 181 470. számú magyar szabadalmi leírásból megismerhető olyan massza, amely cementet, homokos kavicsot, 20—25 súly°/o bitumenemulziót és karbamid-formaldehid műgyantát tartalmaz, ez azonban például üregbiztosítási célokra semmilyen formában nem alkalmazható, elsősorban állattartó épületek padozatául javasolják.Hungarian Patent No. 181,470 discloses a paste containing cement, sandy gravel, 20-25% by weight bitumen emulsion and urea-formaldehyde resin, but is not suitable for use in, for example, cavity fortification, especially as flooring for livestock buildings.

A 650 482. számú svájci szabadalmi leírás tárgyát képező eljárással olyan beton vagy habarcs állítható elő, amely ütés- és kopásálló, és a cement-kötőanyag és műanyag mellett bitument vagy kátrányt is tartalmazhat. Ez a beton sem felel meg sziklaüregek biztosítására szolgáló mélyépítési szerkezet építéséhez.The process disclosed in Swiss Patent No. 650,482 provides concrete or mortar that is impact and abrasion resistant and may contain bitumen or tar in addition to cement binder and plastic. This concrete is also not suitable for the construction of a civil engineering structure for securing rock cavities.

A találmány feladata, hogy kőzetbe ágyazott vasbeton szerkezet építésére, különösen sziklaüregek vasbeton támasztószerkezettel történő biztosítására olyan eljárást szolgáltasson, amelynek segítségével épült szerkezet a helyi terhelések — él- és pontszerű: terhelések — hatásának nincs kitéve, így a szerkezetet nem kell túlméretezni, tehát gazdaságosan és biztonságosan alakítható ki.It is an object of the present invention to provide a method of constructing a reinforced concrete structure embedded in rock, in particular to provide rock cavities with a reinforced concrete support structure, without exposing the structure to local stresses - edge and point loads - so that the structure does not have to can be safely developed.

A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy amennyiben a tényleges vasbeton támasztó-biztosító szerkezet és a sziklafal közé egy olyan köztes teherelosztó szerkezetet építünk be, amelynek nagy az alakváltozó képessége (alacsony a rugalmassági modulusa), a helyzet nagymértékben Javul azáltal, hogy ez a köztes réteg a lokális terhelések elől ki tud térni, de a terhelő és teherviselő szerkezet közé lóvén bezárva térfogatát változtatni nem tudja, ezért mintegy hidrosztatikai nyomást felvenni és továbbítani képes közegként viselkedik. Ennek köszönhótően a köztes réteg a megtámasztó-biztosító szerkezetet egyenletesen fogja terhelni, a pontszerű- és él-terheléseket elosztja a felületen, a nagy terhelés elől — mint már említettük — kitér, és minthogy nem összenyomható, a felületek mentén kitölti a köztes üreget, és kvázi hidrosztatikus nyomást ad át, amely egyenletesen megosztó, így pontosan számítható. További felismerésünk, hogy e köztes réteget a legcélszerűbb bitumenes betonból készíteni, mert az egyrészt a kőzettel és vasbeton szerkezettel egyaránt Jól összefér, másrészt a rugalmassági modulusa az adott feladat megoldásához elegendő alacsonyra állítható be, végül az anyag — Jellegéből következően — gazdaságos megoldást eredményez.The invention is based on the discovery that when an intermediate load-bearing structure with a high deformation capacity (low modulus of elasticity) is inserted between the actual reinforced concrete supporting structure and the rock wall, the situation is greatly improved by this intermediate layer can withstand local loads but cannot change its volume when enclosed between the load and load bearing structure, and therefore acts as a fluid capable of absorbing and transmitting hydrostatic pressure. As a result, the intermediate layer will evenly load the support securing device, distribute point and edge loads over the surface, avoid high load, as mentioned above, and, due to its non-compressibility, fill the intermediate cavity along the surfaces, and gives a quasi hydrostatic pressure that is evenly divisible so that it can be accurately calculated. It is further recognized that this intermediate layer is best made of bituminous concrete because it is well compatible with both rock and reinforced concrete structures, and its modulus of elasticity can be set low enough for the task in question, and ultimately results in an economical solution.

A fenti felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során a rideg kőzet felülete mentén annak az alakját követő alakú vasbeton lemezt készítünk, és amely eljárásra az Jellemző, hogy a rideg kőzet felületére olyan beton-teherelosztó réteget viszünk fel, amely a nyers beton-keverék teljes tömege 0,5—2,0%-át kitevő mennyiségű vizes bitumen-emulzió formájában adagolt — bitument tartalmaz, és erre a teherelosztó rétegre dolgozzuk rá a vasbeton lemezt.Based on the above findings, the object of the present invention has been solved by a method of forming a reinforced concrete slab in the shape of a rigid rock along its surface, characterized in that a concrete load-bearing layer is applied to the rigid rock surface. containing bitumen in the form of an aqueous bitumen emulsion in an amount ranging from 0.5% to 2.0% of the total weight of the raw concrete mix and applying a reinforced concrete slab to this load distribution layer.

Az eljárás egy előnyös foganatosítási módjára az jellemző, hogy a teherelosztó réteget és/vagy a vasbeton lemez betonanyagát lövellt technológiával hordjuk fel.A preferred embodiment of the process is characterized in that the load-bearing layer and / or the concrete material of the reinforced concrete slab is applied by spraying technology.

A találmányt a továbbiakban a csatolt 1. ábra alapján ismertetjük részletesen, amely az eljárással készült vasbeton szlklaüregbiztosító szerkezetet tartalmaz vázlatos függőleges metszetben.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which the reinforced concrete slab cavity locking device is produced in a schematic vertical section.

A földalatti 4 rideg kőzetben lineáris 1 üreget alakítunk ki, amelyet a megnyitása után beomlással, tönkremenetellel szemben biztosítani kell. Ennek érdekében íves, boltozatszerű 2 vasbeton lemezt (ebben az esetben íves falat) építünk be az 1 üregbe, ez a tényleges teherhordó biztosító szerkezet. A 2 vasbeton lemez építését megelőzően azonban a 4 rideg kőzetnek az 1 üreget határoló felületére elasztikus 3 teherelosztó (kiegyenlítő) réteget hordunk fel. E köztes réteg átlagos vastagságát 5 cm-re választjuk. A 3 teherelosztó réteg a teherhordó 2 vasbeton lemezre egyenletesen megosztó terhelést ad át, függetlenül attól, hogy a 4 ridegIn the brittle rock underground 4, a linear cavity 1 is formed, which after its opening must be protected from collapse and failure. For this purpose, a curved vault-like reinforced concrete slab 2 (in this case a curved wall) is inserted into the cavity 1, which is the actual load-bearing securing device. However, prior to the construction of the reinforced concrete slab 2, an elastic load-distributing layer 3 is applied to the bordering surface of the brittle rock 4. The average thickness of this interlayer is selected as 5 cm. The load distribution layer 3 transfers an evenly distributed load to the load-bearing reinforced concrete slab 2, irrespective of

-2HU 200813 Β kőzetnek az 1 üreg felé néző felülete egyenetlen, pontszerű kiugrásokat és éleket tartalmaz.-2EN 200813 Β The surface of the rock facing cavity 1 has uneven, point-like projections and edges.

A 3 teherelosztó réteg készítéséhez 320 kg/m³ cementet és 90 kg/m³ „BITUGÉL, elnevezéssel forgalmazott bítumenemulzlót tartalmazó nyers keveréket állítunk elő; ez azt Jelenti, hogy a kész beton 1,8 tömeg% bitument tartalmaz. Az adalékanyag homokos kavics, amelynek a szemszerkezete a „C” görbe szerinti, és a legnagyobb szemnagysága legfeljebb 10 mm. A bitumen-tartalmú nyersbetont lövellt technológiával, különös gondossággal visszük fel a 4 rideg kőzet (szikla) felületére. A 3 teherelosztó réteg vízzáró tulajdonságú. Mivel a szerkezet mögött víz feltorlódását kívánjuk kiküszöbölni, a vizet a 3 teherelosztó rétegbe a sziklafelület mentén beágyazott (nem ábrázolt) dréncsövekkel vezetjük el.A crude mixture of 320 kg / m ^{3 of} cement and 90 kg / m ^{3 of} bitumen emulsion, marketed as Bitumen emulsion, is prepared to produce 3 load distribution layers; this means that the finished concrete contains 1.8% by weight of bitumen. The additive is sandy gravel with a grain size according to curve "C" and a maximum grain size of 10 mm. Bitumen-containing raw concrete is sprayed with special care on the surface of the 4 brittle rock (rock). The load distribution layer 3 has a waterproofing property. In order to prevent the build-up of water behind the structure, the water is drained into the load distribution layer by drainage pipes (not shown) embedded along the rock surface.

A bitumenemulzió bekeverésével tehát a teherelosztó réteg rugalmassági modulusát módosítottuk, nevezetesen csökkentettük. A bitumenbevitel hatása folyamatos olyan értelemben, hogy az adagolt bitumen-mennyiség növelésével a rugalmassági-alakváltozási modulus állandóan csökken, más szóval: az anyag alakváltozási képessége állandóan növekszik; a rugalmassági mérőszáma csökken, és átmegy álakváltozásl együtthatóba. Természetesen minden konkrét alkalmazási esetben mérlegelni kell, hogy milyen nagyságú alakváltozásra van szükség, illetve engedhető meg, és ennek megfelelően kell az adagolt bitumen mennyiségét megválasztani.Thus, by mixing the bitumen emulsion, the modulus of elasticity of the load-distributing layer was modified, namely reduced. The effect of bitumen feed is continuous in the sense that as the bitumen content is added, the modulus of elasticity and deformation is constantly reduced, in other words: the deformability of the material is constantly increasing; the measure of elasticity decreases and shifts to a pseudomotor coefficient. Of course, in each particular application, the magnitude of deformation required and permissible should be considered and the amount of bitumen added should be selected accordingly.

Az 1 üreg megnyitása után a biztosítási munkálatokat minden esetben úgy kell végrehajtani, hogy a biztosító szerkezet építése és megszilárdulása a 4 rideg kőzet (szikla) tönkremenetele előtt befejeződjék. Ezért is célszerű az Igen gyors, lövellt technológiával felhordani a kőzetfelületre a kontakt kiegyenlítő 3 teherelosztó réteget képező, alacsony alakváltozási modulusú betont a megfelelő vastagságban, majd a teherhordó szerkezetet, a 2 vasbeton lemezt — ugyancsak a lehető legrövidebb idő alatt — lövellt technológiával megépíteni.After opening the cavity 1, the security works must always be carried out in such a way that the construction and solidification of the securing structure is completed before the brittle rock (rock) is destroyed. That is why it is expedient to apply very fast, squirting technology to the rock surface with low deformation modulus concrete forming the contact equalizing load distribution layer 3, and then to construct the load-bearing structure, reinforced concrete slab 2 with the squirting technology in the shortest possible time.

A találmányhoz fűződő előnyös hatások a következőkben foglalhatók össze:Advantageous effects of the invention may be summarized as follows:

a találmány értelmében alkalmazott teherelosztó réteg Eb rugalmassági modulusa lényegesen alacsonyabb a bitumenemulzió nélkül készült betonok rugalmassági modulusánál, aminek elsősorban olyan földalatti, rideg kőzethez (sziklához) csatlakozó vasbeton létesítmények építésében van lényeges szerepe, ahol a betonszerkezet és a kőzetkörnyezet együttesen vesz részt a teherviselésben, és a terhelés megoszlása a beton rugalmassági modulusának és a környező rideg kőzet rugalmassági modulusának az arányától függ. így a kiegyenlítő betonréteg rugalmassági modulusának a csökkenése azzal az eredménnyel jár, hogy ugyanolyan környezeti feltételek esetében a vasbeton-szerkezetre a kedvező megosztó terhelés fog átadódni, és a kőzetfelület egyenetlenségeiből keletkezhető pont- vagy ólszerű, az egyéb helyeken fellépő terhelésnél esetleg nagyságrenddel nagyobb lokális terhelések nem érvényesülhetnek, a vasbeton szerkezetre nem adódnak át extrém terhelések, azt nem kell — az eddigi gyakorlat szerint — jelentősen túlméretezni (amely esetben sem lehet mindig tökéletes biztonságot elvárni), így a korábbinál lényegesen gazdaságosabban lehet például szlklaüregek biztosításának a munkáját végrehajtani. A teherelosztó réteg ugyanis kvázi hidrosztatikus közegként viselkedik, és ilyen nyomást ad át, a pont- és vonalmenti terheléseket elosztja a felületen, a nagy terhelések elől kitér, és mivel nem összenyomható, a felületek mentén kitölti a köztes üreget.the modulus of elasticity Eb of the load-distributing layer used in accordance with the invention is significantly lower than that of concrete without bitumen emulsion, which plays an important role in the construction of reinforced concrete structures underground, brittle rock (rock), where the concrete structure and the rock environment the load distribution depends on the ratio of the modulus of elasticity of the concrete to that of the surrounding brittle rock. Thus, the reduction in the modulus of elasticity of the screed will result in the transfer of a favorable dividing load to the reinforced concrete structure under the same environmental conditions, and may result in higher point or lead loads due to unevenness of the rock surface. they do not need to be significantly oversized (nor can they always be expected to be perfectly secure), so that the work on securing slag cavities is much more economical than before. The load-distributing layer acts as a quasi-hydrostatic fluid and exerts such pressure, distributes point and line loads on the surface, avoids heavy loads, and, due to its non-compressibility, fills the intermediate cavity along the surfaces.

A találmányunk további előnye, hogy a keverés fizikai folyamata nem módosul, a jelenleg ismert valamennyi betonkészítési eljárásnál alkalmazható, beleértve a lőttbeton-technológiákat Is. A nedves betonlövósi eljárások azon jellegzetessége, hogy a beton kezdeti szilárdságnövekedése intenzívebb, mint a rugalmassági modulus növekedése, nem változik. Például az Eb 2 20 000 N/mm² rugalmassági modulushoz tartozó összetételű, de 1—10 tömeg% vizes bitumen-emulziót tartalmazó keverővizet használva, a teherelosztó beton rugalmassági modulusa 10—50%-kal csökken. Jelentős előnye továbbá a találmány szerinti eljárásnak, hogy az azzal készült betonszerkezet vízzárósága — a bitumenes teherelosztó réteg jelenlétének köszönhetően — Javul, sőt, gyakorlatilag tökéletesen vízzáró betont eredményez, amennyiben a tömörítés kifogástalan. A vízzáróság javulásának a függvényében a kiegyenlítő betonréteg korrózióállósága is növekszik. Ez a találmány szerinti eljárással készült szerkezet teherelosztó betonja esetében a kötési idő kezdete kitolódik, a szilárdulás késik, ez nem minden esetben hátrányos, sőt, gyakran kívánatos. A teherelosztó beton végszilárdsága az azonos receptura alapján készült, de bitument nem tartalmazó betonénál ugyan alacsonyabb, ez azonban a sziklába épített, és a korábbiakhan az ábra alapján részletezett alkalmazási esetben nem okoz problémát.A further advantage of the present invention is that the physical process of mixing is not modified and can be used in all currently known concrete preparation processes, including shotcrete technology. The characteristic of wet concrete shooter processes that the initial strength increase of the concrete is more intensive than the increase of the modulus of elasticity does not change. For example, using the mixing water of Eb 2 having a modulus of elasticity of 20,000 N / mm ² but containing from 1 to 10% by weight of an aqueous bitumen emulsion, the modulus of elasticity of the load-distributing concrete is reduced by 10-50%. It is also a significant advantage of the process according to the invention that the concrete structure made with it improves the waterproofing of concrete due to the presence of the bituminous load-distributing layer, and in fact results in a perfectly impermeable concrete if the compaction is impeccable. Depending on the improvement of the water tightness, the corrosion resistance of the leveling concrete layer also increases. For load-bearing concrete of the structure according to the invention, the onset of the setting time is delayed, the setting time is delayed, which is not always disadvantageous, and is often desirable. The ultimate strength of the load-distributing concrete is lower than that of concrete with the same formula but not containing bitumen, but this is not a problem in the case of rock-built and previously detailed applications based on the figure.

A találmány természetesen nem korlátozódik a fentiekben részletezett példára, hanem az igénypontok által definiált oltalmi körön belül sokféle módon megvalósítható.The invention is, of course, not limited to the example detailed above, but may be practiced in many ways within the scope of the claims.

Claims

55 PATENT CLAIMS

CLAIMS 1. A method of constructing a brick structure suitable for brittle rock, in particular for providing a cavity formed in such a rock, comprising forming a reinforced concrete slab in the shape of a rigid rock along the surface of the brick, characterized in that applying a layer (3) of 0.5 to 2.0% by weight of the total weight of the concrete mix.

-3EN 200813Β contains bitumen in the form of an aqueous bitumen emulsion and the reinforced concrete slab (2) is applied to this load distribution layer.

Method according to claim 1, characterized in that the load-bearing layer (3) and / or the concrete material of the reinforced concrete slab (2) is applied by spraying technology.