HU209984B - Test loading pile for measuring the load capacity of pile bases - Google Patents

Description

A találmány tárgya próbaterhelő cölöp cölöpalapozások teherbírásának mérésére.

Cölöpök illetve cölöpalapozások teherbírásának vizsgálatára korábban súllyal terhelt hidat vagy másféle, a föld felszíne felett elrendezett és a vizsgáló terhelés felvételére alkalmas szerkezetet használtak, ami jelentős költségráfordítással járt, mind a módszer munka-, mind pedig időigénye következtében. Ezen korábbi vizsgálati módszerek további hátránya az volt, hogy a cölöp alsó részén létrejövő ellenállásnak és a köpenyrész súrlódási ellenállásának külön-külön való meghatározása tenzometriás technológia alkalmazását tette szükségessé, ami rendkívüli mértékben megnövelte a vizsgálat költségigényét.

A helyszínen gyártott cölöpök teherbírásának meghatározására időközben egy korszerűbb módszer is kifejlesztésre került, amely például a 181 292 lsz. magyar szabadalmi leírásból ismerhető meg.

Az önlehorgonyzás elvén alapuló találmány lényege az, hogy a cölöp talprészét és a cölöpszárat azonos erővel egymással ellentétes irányba el lehet mozdítani egy a cölöp hossztengelyében húzódó és a cölöptalppal összekötött rudazaton keresztül, ahol az ehhez szükséges erőt egy a rudazat tetejére szerelt és egyúttal egy támlapon keresztül a cölöpszárba lehorgonyzott, hidraulikus erőforrás által működtetett emelő biztosítja. A terheléshez szükséges reakcióerőt a cölöpszár súlya és a köpenysúrlódás adja.

Ezen megoldás alapvető hátránya, hogy csak helyszínen gyártott, például fúrt cölöpök vizsgálatára alkalmas, mivel csak ezek elég vaskosak ahhoz, hogy befogadhassák a cölöp hossztengelyében játékkal elhelyezett erőátadó rudazatot, amely hosszú és karcsú cölöpöknél kihajlásra hajlamos, ami rontja a mérés pontosságát, sőt azt adott esetben lehetetlenné is teszi. Miután előregyártani eleve csak könnyen és gazdaságosan szállítható, karcsú cölöpöket érdemes, emiatt az előregyártott vert cölöpöknél az ismertetett vizsgálati módszer nem alkalmazható. A korábbi módszer további hátránya, hogy a helyben készített, általában fúrt cölöpökre jellemző körkeresztmetszet miatt viszonylag csekély a köpenysúrlódás, így a teljes teherbírás értékét nem lehet megbízhatóan megállapítani.

A találmány által megoldandó feladat a korábbi megoldások hiányosságainak a kiküszöbölése és olyan felépítésű próbaterhelő cölöp kifejlesztése, amely alkalmas mindenféle cölöpalapozás teherbírásának gyors, megbízható és gazdaságos mérésére, így helyszínen készített és előregyártott, tetszőleges hosszúságú és karcsúságú cölöpök, sőt ferde cölöpök esetében egyaránt.

Akitűzött feladatot a 181 292 lsz. szabadalmi leírásban ismertetett megoldás elvéből kiindulva a találmány értelmében olyan próbaterhelő cölöppel oldottam meg, amelynek egymástól elválasztott és egymáshoz képest ellentétes irányban azonos erővel hidraulikus úton elmozdítható cölöpzára és cölöptalpa van, ahol egy hidraulikus erőforrás a cölöpszár tengelyirányú furatán keresztül erőátadó kapcsolatban áll a cölöptalppal, emellett a cölöpszárhoz és a cölöptalphoz külön-külön távolságmérő egység van hozzárendelve, továbbá a cölöpszár aljában egy hidraulikus kamra van kiképezve, amelyben egy a cölöptalp felső homlokoldaláról felfelé kinyúló szár van tömítetten és eltolhatóan megvezetve és amely egy a cölöpszár tengelyirányú furatában húzódó hidraulikus vezetéken keresztül van összekötve egy hidraulikus erőforrással.

A találmány egyik egyszerűbb mérést lehetővé tévő és egyúttal a cölöptalp hidraulikus tömítésének megóvását elősegítő kiviteli alakja értelmében a cölöpszár tengelyirányú furatában húzódó hidraulikus vezetékben egy mérő-feszítő rúd van elrendezve, amelynek alsó vége a cölöptalppal van összekötve, míg felső vége kiáll a cölöpszárból és egy mérést elősegítő mérőelemmel van ellátva.

A cölöptalp és a hidraulikus kamra közötti hidraulikus tömítés még biztonságosabb megóvását segíti elő, ha a cölöptalp felső homlokoldala és a cölöpszár alsó homlokoldala radiális irányú erők felvételére alkalmas felületkialakítással van egymáshoz illesztve. Ennek a megoldásnak egyik lehetséges kiviteli alakja értelmében a cölöptalp felső homlokoldala és a cölöpszár alsó homlokoldala egymásba illeszkedő kúpfelületként van kialakítva.

A találmány szerinti próbaterhelő cölöpnél a felfelé kinyúló szárral ellátott cölöptalp általában lefelé összetartó cölöpcsúcsként van kialakítva, de helyben készített, fúrt cölöpök esetében tárcsaként is kiképezhető.

A találmányt részletesebben kiviteli példák kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetem.

A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti előregyártott próbaterhelő cölöp vázlatos felépítését mutatja, hosszmetszetben, a 2. ábra a találmány szerinti előregyártott próbaterhelő cölöp egy másik lehetséges kiviteli változatát tünteti fel, ugyancsak vázlatos hosszmetszetben, a 3. ábra a 2. ábra szerinti próbaterhelő cölöp A-A vonal szerinti keresztmetszete, a 4. ábra a találmány szerinti, helyszínen készített próbaterhelő cölöp vázlatos felépítését mutatja keresztmetszetben, míg az 5. ábra a 4. ábra szerinti próbaterhelő cölöp B-B vonal szerinti metszete.

Amint az az 1. ábrán látható, a találmány szerinti előregyártott próbaterhelő cölöpnek egymástól elválasztott 1 cölöpszára és 2 cölöptalpa van. A 2 cölöptalp fölött, az 1 cölöpszár aljában egy 3 hidraulikus kamra van kialakítva, amelyben egy a 2 cölöptalp felső 4 homlokoldáról felfelé kinyúló 5 szár van eltolhatóan és hidraulikus 6 tömítés által tömítetten megvezetve. A 3 hidraulikus kamrába egy az 1 cölöpszár felső végén levő 7 cölöptetőre felszerelt e hidraulikus csatlakozón keresztül bekötött 9 hidraulikus vezeték torkollik, amely egy célszerűen az 1 cölöpszár tengelyében húzódó 10 furaton keresztül van átvezetve és amely egy hidraulikus erőforrás, adott esetben egy nagynyomású 11 hidraulika-szivattyú nyomását közvetíti a 3 hidraulikus kamrába.

A 2 cölöptalp előregyártott cölöpök esetén kialakítható szögletes téglatestként is, de bizonyos szabványelőírások miatt általában inkább befelé összetartó,

HU 209 984 Β főként gúlaalakú cölöpcsúcsként van kiképezve, amelyre egy - például indukciós elven működő - 12 távolságmérő egység van felszerelve. Hasonló 12 távolságmérő egység van felszerelve a 7 cölöptető közelében is.

Az önlehorgonyzás elvén működő találmány szerinti előregyártott próbaterhelő cölöp működésmódja a következő:

Az előregyártott cölöpöt a felhasználás helyén önmagában ismert módon leverjük a talajba, majd a 9 hidraulikus vezetéken keresztül feltöltjük hidraulikafolyadékkal. Ezután a e hidraulikus csatlakozóra rákötött nagynyomású 11 hidraulika-szivattyúval (a hidraulika-folyadék közvetítésével) nyomást gyakorlunk a 2 cölöptalpra, aminek hatására a 2 cölöptalp lefelé, az 1 cölöpszár pedig felfelé mozdul el. Ennek során a 12 távolságmérő egységek segítségével mérjük a 7 cölöptető talajszinthez képesti elmozdulását, az 1 cölöpszár és a 2 cölöptalp egymáshoz képesti elmozdulását, valamint az alkalmazott nyomást.

A mérés alapján rögzített adatok kiértékelésével a cölöp teherbírása meghatározható. A mérés befejezése után betonnal vagy cementhabarccsal végzett kiöntés révén visszanyerjük a hidraulika-folyadékot és ezt követően a cölöpöt az elmozdulásnak megfelelően utánaverve normál teherviselő cölöpként használhatjuk.

A fentiekben ismertetett próbaterhelő cölöp egyik előnyös változata látható a 2. és 3. ábrán. Ennél a kiviteli alaknál az 1 cölöpszár alsó 13 homlokoldala és a 2 cölöptalp gúlaalakú cölöpcsúcsának felső 14 homlokoldala egymásba illeszkedő kúpfelülettel van ellátva, ami biztosítja azt, hogy a szállítás és a leverés során a 6 hidraulikus tömítést ne érje radiális (vagyis a cölöp hossztengelyére merőleges) erőhatás, ami a sérülését okozhatja. Ez a kiviteli alak ezenkívül egy 15 mérő-feszítő rúddal rendelkezik, amely az 1 cölöpszár tengelyirányú 10 furatában húzódó 9 hidraulikus vezetékben van elrendezve és amelynek alsó vége a 2 cölöptalppal, pontosabban annak 5 szárával van összekötve, míg felső vége tömítetten kiáll az 1 cölöpszárból és egy 16 mérőelemmel van ellátva. A 15 mérő-feszítő rúd segítségével a 2 cölöptalpat a szállítás és a leverés idejére be lehet feszíteni az 1 cölöpszár 3 hidraulikus kamrájába. Leverés után a feszítést megszüntetve a 15 mérő-feszítő rúd a tetejére szerelt 16 mérőelem segítségével alkalmas a 2 cölöptalp elmozdulásának mérésére, azaz tulajdonképpen távolságmérő egységként működik.

A 4. és 5. ábra a találmány szerinti próbaterhelő cölöp helyszínen, például fúrt cölöpként készített változatát mutatja be. Az előzőekhez, főként a 2.‘és 3. ábrához képest a különbséget egyrészt az jelenti, hogy a 17 cölöpszár az 5. ábrán látható módon körkeresztmetszetű, másrészt a 18 cölöptalp lapos tárcsaként van kiképezve, amelynek felső 19 homlokoldala a 17 cölöpszár alsó 20 homlokoldalából kinyúló (nem ábrázolt) elemek befogadására alkalmas üregekkel van ellátva, vagy fordítva, ami megakadályozza a hidraulikus 6 tömítések radiális igénybevételét.

A találmány szerinti próbaterhelő cölöppel a korábbi módszereknél lényegesen olcsóbban és főként gyorsabban tudjuk mérni a cölöpök illetve cölöpalapzatok teherbírását. A hagyományos módszerekkel végzett próbaterhelések ideje 3-4 nap, míg a találmány szerinti megoldással csupán néhány óra.

A találmány szerinti kialakítás lényeges előnyöket mutat az eddigi legkorszerűbb megoldásnak tekinthető, 181 292 lsz. magyar szabadalomhoz képest is.

Felépítése lényegesen egyszerűbb, mivel a vizsgálat elvégzéséhez szükséges erő mindenféle mechanikus közvetítő szerkezet beiktatása nélkül, közvetlenül a cölöpszár és a cölöptalp között ébred. A közvetítő rudazatok és horgonyok elhagyásával csökken a hibalehetőség és nő a mérés pontossága. Jelentős előnye még a találmány szerinti megoldásnak, hogy ferde cölöpök, valamint cölöpcsoportok teherbírásának vizsgálatára is kiválóan alkalmazható.

Claims (4)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Próbaterhelő cölöp cölöpalapozások teherbírásának mérésére, amelynek egymástól elválasztott és egymáshoz képest ellentétes irányban azonos erővel hidraulikus úton elmozdítható cölöpszára és cölöptalpa van, ahol egy hidraulikus erőforrás a cölöpszár tengelyirányú furatán keresztül erőátadó kapcsolatban áll a cölöptalppal, emellett a cölöpszárhoz és a cölöptalphoz külön-külön távolságmérő egység van hozzárendelve, azzal jellemezve, hogy a cölöpszár (1, 17) aljában egy hidraulikus kamra (3) van kiképezve, amelyben egy a cölöptalp (2, 18) felső homlokoldaláról (4,14,19) felfelé kinyúló szár (5) van tömítetten és eltolhatóan megvezetve és amely egy a cölöpszár (1, 17) tengelyirányú furatában (10) húzódó hidraulikus vezetéken (9) keresztül van összekötve a hidraulikus erőforrással. (Elsőbbsége: 1991. 03. 29.)
2. 2. Az 1. igénypont szerinti próbaterhelő cölöp, azzal jellemezve, hogy a cölöpszár (1,17) tengelyirányú furatában (10) húzódó hidraulikus vezetékben (9) egy mérő-feszítő rúd (15) van elrendezve, amelynek alsó vége a cölöptalppal (2, 18) van összekötve, míg felső vége kiáll a cölöpszárból (1, 17) és egy mérést elősegítő mérőelemmel (16) van ellátva. (Elsőbbsége: 1991.09. 09.)
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti próbaterhelő cölöp, azzal jellemezve, hogy a cölöptalp (2, 18) felső homlokoldala (4, 14, 19) és a cölöpszár (1, 17) alsó homlokoldala (13, 20) radiális irányú erő felvételére alkalmas felületkialakítással van egymáshoz illesztve. (Elsőbbsége: 1991. 03. 29.)
4. 4. A 3. igénypont szerinti próbaterhelő cölöp, azzal jellemezve, hogy a cölöptalp (2) felső homlokoldala (14) és a cölöpszár (1) alsó homlokoldala (13) egymásba illeszkedő kúpfelületként van kialakítva. (Elsőbbsége: 1991. 09. 09.)