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