Kis teherbírású, erősen összenyomható talajokon, sűrű raszter kiosztású (5÷6 m) csarnokoknál az ipari padlót kőtömzsökbe ágyazott pontalapokra támaszkodó, a csarnokszerkezettel együtt dolgozó vasbeton födémként lehet kezelni és méretezni. A padlóbetont fogadó gerenda és a kőtömzs/pontalap kiosztást a vasbeton födém méretezhetősége és a pontalap terhelhetősége határozza meg.
Ezt a megoldást alkalmaztuk 2016. augusztus–szeptemberben Biharkeresztes Ipari parkban, a Viastein Kft. által épített, 2000 m² alapterületű térkőgyárnál és irodaépületnél.

Az 5,50–6,50 m keretállású, 25,0 m fesztávú acél tartószerkezetet is és a 25 kN/m² hasznos terhű ipari padlót is 97 db dinamikus konszolidáció és részleges talajcsere eljárással kialakított kőtömzsökbe ágyazott, 850 kN/pontalap terhelhetőségű, Soil-Cons eljárással készített, D = 1,0 m átmérőjű, félgömb alakú, 1,5 × 1,5 m teherelosztó lemezes pontalapokkal alapoztuk le.

Tervezett (balra) és megvalósult kőtömzsbe ágyazott pontalap

Ritka raszter kiosztású, nagy fesztávú csarnokoknál (Mór – Adient Hungária Kft. előregyártott beton pillérvázas csarnoképülete [25,0 m fesztáv, 10,0÷12,0 m keretállások, 35 kN/m² hasznos padlóteher]), az épületszerkezettől független ipari padló, az épület teljes felületén dinamikus konszolidáció és talajcsere (tömörített talajzóna és kőtömzs) eljárással kialakított kőtömzsökre, valamint a kőtömzsök fölött kialakított ágyazatra támaszkodik, és rugalmasan ágyazott lemezként volt kezelhető.
Ebben az esetben megvizsgálandó, hogy a hasznos terhek milyen felületen terhelik le a padlót, hogy a hasznos teher közvetlenül terhel-e a padlóra, vagy polclábakon keresztül, esetleg targoncák/járművek kerekei terhelnek a padlóbetonra, így határozva meg a hasznos terhelés által a padlóbeton alatt ébredő aktív zóna várható mélységét.
Az áttömörítendő kis teherbírású, süllyedésre hajlamos helyi talajréteg vastagsága megegyezik az ipari padló alatt ébredő aktív zóna mélységével (ez várhatóan 1,50÷2,50 m).
A dinamikus tömörítés és a kőtömzsök kialakítása mindkét esetben a PBM Kft. Menck–154 LC típusú kotrójára szerelt, alsó felén enyhén domborított, henger alakú (hengermagasság 1,14 m, hengerátmérő 1,2 m, tömeg 6,0 t) ejtő döngölővel készült. A kőtömzsökbe ágyazott pontalapok üregei pedig 1,0 m átmérőjű, 3,0 t tömegű, gömb alakú ejtő döngölő ejtésével készültek.

Az alkalmazott dinamikus konszolidáció és talajcsere (tömörített talajzóna és kőtömzs) technológia

A döngöléssel előállított talajzóna, illetve a kőtömzs az altalaj komplex javítási módszere, mert készítési módjukból adódóan a kész kőtömzsök talajtömörítésként, részleges talajcsereként és függőleges szivárgóként is működnek, s így csökkentik a süllyedések mértékét, növelik a talaj­töréssel szembeni biztonságot és gyorsítják a konszolidációt.

Munkamenet

Hatásmechanizmus

Száraz, szemcsés talajban a döngölés tömörödést okoz.

Becsapódással kiképzett üreg

Tapasztalat szerint a t kezelési mélység a bevitt energia négyzet­gyökével arányos, és a Ménard-képlettel számítható.
t = α.(G.h)^0,5
ahol α a talajfajtától függő hatékonysági szorzó:

• kavics esetén α = 1
• iszapos homok esetén α = 0,6
• lösz esetén α = 0,5

Jelen esetben a várt kezelési mélység t = 0,6.(6.[12÷14])^0,5 = 5,1÷5,5 m.

Víz alatti szemcsés talaj esetében az első ütések a pórusvíznyomás növelésével megfolyósodást okoznak, a következők pedig tömörödést. 1-2 nap alatt a pórusvíznyomás disszipációja (energiavesztesége – a szerk.) következtében a hatékony feszültség növekedése utótömörödést kelt, és a felszínen várhatóan kráter keletkezik, amit szilárd adalékanyaggal töltenek fel, és újabb döngölési menetek következnek.

Puha (szervesanyag-tartalmú, tőzeges) iszapos és agyagos talajokban a bedöngöléssel kőtömzsöket lehet kialakítani.
A felszínre behordott és elterített szemcsés anyagot dugószerűen beverik a talajba, oldalra szorítva onnan a helyi (puha-iszapos homok, puha-iszapos-tőzeges homok) talajt.
Az ejtő döngölés során a talajba betömörített adalékanyag a talaj eredeti szerkezetét összeroncsolja, folytonosságát megszakítja, a talaj­ból kiszorítja a szerves anyagot, a vizet, a levegőt, és ezek helyét elfoglalva megnöveli a talajban a szilárd rész arányát. Az adalékanyag strukturálódik a helyi talajjal, ezzel új, kompozit talaj alakul ki.
A kőtömzsök anyaga nagy szemcsézetű, tört/bányászott szemcsés anyag, nagy belső súrlódási szöggel (Ø = 35÷40˚), rugalmassági modulusa E ≥ 25÷50 MPa, nagy a vízáteresztő képessége (k ≥10^-5 m/s).
Törekedni kell arra, hogy a kőtömzsök területe a teljes kezelt terület ~20%-át közelítse meg.
Az így létrejött kőtömzsök fölött alakítják ki a padlóbetont fogadó és a padlóteher átadását biztosító szemcsés ágyazatot.

Mór, Adient Hungária Kft. – autóülésvázakat gyártó csarnok

Beépítési paraméterek:

• beépített alapterület 10 500 m2; hosszirányban dilatációval két részre osztva;
• szerkezetalapozás változó hosszúságú (7,5÷10,0 m) CFA cölöpökre letámasztott kehelyalapok;
• épületszerkezet: előregyártott vasbeton pillérek és tartók, szendvicspanel héjazattal;
• raszterkiosztás az irodarészen 6,0 × 12,0 m
• kőtömzskiosztás az irodarészen 3,0 × 3,0 m
• raszterkiosztás a csarnokrészen 10,0 × 25,0; 12,0 × 25,0 m
• kőtömzskiosztás a csarnokrészen 3,0 × 3,0; 3,0 × 3,125; 3,33 × 3,125 m; dilatációnál 3,28 × 3,125 m
  

A csarnok kétharmada patakok melletti, feltöltött területre, egyharmada pedig bevágással kialakított, közepesen tömör, finomhomok talajra került. A beépítendő területen részletes talajmechanikai vizsgálat készült (fúrás, nehéz ejtősúlyos DPH és CPT szondázás).
Kezdéskor (2016. december 5-én) a lavírsík a csarnoképület ±0,00 szintjéhez viszonyítva –1,23 m-en lett kialakítva, a tervben előírt 30 cm szemcsés adalékanyag elterítése nélkül.
A letermelt humuszréteg alatt különböző, átfagyott talajszerkezetek kerültek elő (finomhomok feltöltés, agyagos-iszapos homokfeltöltés, iszapos-agyagos-tőzeges altalajon).
A szoros határidők miatt a talajerősítési és a cölöpalapozási munkákat december első dekádjában, egyszerre kellett elkezdeni.
A talajvíz az A÷B tengely között a talajfelszínen, a B÷C tengely között, felszínközelben jelentkezett. Távolodva ezektől a tengelyektől, a döngölési mélységben talajvíz már nem jelent meg. Az F÷G tengelyektől az L÷M tengelyekig a 6÷3 tengelyek között a tömörítés fagyos talajból frissen kialakított, hengerelt feltöltésen, az 1÷2 tengelyek között pedig végig a frissen készített bevágás felszínén készült.
Az időjárás: végig erősen hideg, fagyos idő, változó vastagságban átfagyott altalaj, a fagyos napok számának növekedésével arányosan.
Mivel a területen mind a három talajtípus fellelhető volt, a különböző adottságú részeken az adottságoknak megfelelő eljárást alkalmaztuk. A talaj egységesítése érdekében adalékanyagot döngöltünk be mind a három talajtípusba.
A befogadott adalékanyag mennyisége talajtípusonként és a talajállapot (átfagyási mélység) függvényében alakult ki.
Az eltérő talajadottságú területen beigazolódott, hogy a technológia önbeállító.

A kőtömzs kialakítási sorrendjét úgy állapítottuk meg, hogy folyamatosan biztosítva legyen:

• a két CFA cölöpöző gépsornak a szükséges munkaterület;
• legyen közlekedési hely az adalékanyagot és a cölöpbetont szállító járműveknek;
• az adalékanyagok tárolása gépközelben történhessen;
• az alacsony fekvésű terület feltöltése, illetve a magasabb területen a bevágási munka­folyamat ne legyen akadályozva.
  
  Kőtömzskiosztás

Az előzetesen kijelölt pontokon a 6,0 t-s ejtő döngölő ismételt ejtésével, a talajban 5÷6 m kezdő magasságból ejtett ejtő döngölő becsapódásával 0,5÷0,6 m mélységű nyomot alakítottunk ki, amit egy JCB-FERMEC homlokrakodó-markoló pormentes dolomitzúzalékkal (Z-25/55 mm) töltött fel.

• A betöltött zúzalékot az ejtő döngölő ismételt ejtésével a talajba tömörítettük. Ezáltal újabb henger alakú nyom keletkezett, amit újabb adag dolomitzúzalékkal töltöttünk fel és döngöltünk be.
• A folyamatot az ejtési magasság növelésével (13÷14 m) többször megismételtük, amíg a talaj zúzottkővel telítődött, és az ejtési pontok körül a talaj 25÷30 cm-rel megemelkedett.
• Megvizsgáltuk, hogy ha a kezdő üreget előmarkolással alakítjuk ki, az ejtési pont körül a talaj 25÷30 cm-es megemelkedése elmarad-e.
• Az előmarkolás a környező talaj megemelkedését nem iktatta ki.
  

Függőleges falú ejtő döngölők

Az első próbakőtömzsöt 2016. december 8-án szondáztuk át, majd a betömörítési mélység és az oldalirányú kitömörítődés megállapítása érdekében kiástuk.

• A dolomitzúzalékot lavírsík alá 1,70 m mélységig sikerült lejuttatni, áthatolva a felső feltöltött talajrétegen.
• A kiásott kőtömzs átmérője Dmv = 1,45÷1,50 m, az oldalirányú kitömörítés körben 12,5÷15,0 cm volt.

Az előmarkolás nélküli technológiát véglegesítettük, és ezzel a technológiával készült el a 950 kőtömzs.

• Az átfagyott réteg kiolvadása után (–1,23 ÷ –0,23) szintek között, robbantott dolomitból ~100 cm vastagságú, egymásra két merőleges irányban intenzív vibrohengerléssel tömörített ágyazat készült, amit tárcsás terheléssel minősíttettek.
  

Összefoglalás

Az iparipadló-készítés elkezdése előtt a ki­alakított ágyazatot 14 helyen tárcsás be­hajlásvizsgálattal minősíttették. A legkisebb mért E2 = 109 N/mm²; a legnagyobb E2 = 205 N/mm²; súlyozott átlagérték E2 = 142 N/mm² – az elvárásokat jóval túlteljesítette.

A talajvízzel telített talajrészeken, a függőleges falú ejtő döngölő a vákuumhatás miatt gyakran betapadt.

Az ipari padló alatti talajerősítéseknél, ahol nem a nagy tömörítési mélység elérése, hanem a felszínközeli, talajkiszorításos, részleges talajcsere a cél, az adalékanyagot oldal­irányba is kipréselő, gömb alakú ejtő döngölők használata célszerűbbnek mutatkozik.

A gyors munkavégzés érdekében a gömb alakú ejtő döngölő ajánlott tömege 6÷8 t; átmérője D = 1,15÷1,25 m.

A Z-25/55 dolomitzúzalék jó adalékanyagnak bizonyult, az ejtő döngölő becsapódásait jól viselte.

A kőtömzsök területe a teljes kezelt terület, illetve megerősítendő talajtömeg ~20%-át tette ki.

A végig erősen hideg időjárás a munkát lassította ugyan, de nem akadályozta meg. Bebizonyosodott, hogy ágyazatalapozás átfagyott talajon is jó minőségben elvégezhető. A technológia önbeállító, időjárástól független.

A kőtömzs körüli talaj megemelkedése jelezte, hogy a talaj nem fogad be több adalékanyagot, a tömörítés leállítható.

A két helyszínen (Biharkeresztes, Mór) különböző eljárással gyámolított padlóbeton a beruházók elvárásait túlteljesítette. Az eljárással egyéb helyeken elvégzett úttöltés (47-es számú főút Orosházát elkerülő szakasz), iparipadló- és épületalapozások eredményei alapján elmondható, hogy a technológia alkalmazása biztonsággal kiterjeszthető ezeken a területeken. Megoldható lehet így a hídháttöltések és a hídfők között kialakuló süllyedéskülönbségek kérdése is.•