Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi EgyetemÉpítőmérnöki Kar - építőmérnök képzés 1782 óta

Az épület- és technológiai terhek növekedése, valamint a kedvezőtlen geotechnikai adottságú területek beépítése miatt általában mélyalapozás vagy valamilyen talajjavítás szükséges. A technológiai terhek növekedése miatt már nem csak az épületszerkezetek pontszerű megtámasztása, hanem nagy felületű, akár több százezer négyzetméter nagyságú padlók alatti speciális alapozás építése is szükségessé válik. Ezen alapozási feladatok során felhasznált beton és betonacél mennyiség csökkentése egyaránt gazdasági és fenntarthatósági szempontból fontos érdek. Az alternatív technológiák, mint például a mélykeverés hazai elterjedését kutatómunkával kell segíteni, ami megvizsgálja a jellemző talajkörnyezetben alkalmazható kötőanyagok hatékonyságát és olyan méretezési eljárást dolgoz ki a síkalapok alkalmazására, aminek segítségével a mélyalapozás mértéke csökkenthetővé válik.

A kutatás célja megvizsgálni, hogy a nagy ipari beruházások által érintett alföldi régióban található iszapos homok és homokos iszap talajok esetében milyen kötőanyag típussal lehet hatékonyan mélykeverést végezni és azt milyen módon kell az alapozás méretezés során számításba venni. A vizsgálat célja olyan alacsony karbonlábnyomú kötőanyag vizsgálata, ami képes az alapozás szempontjából megfelelő szilárdságú talajjavítást létrehozni. A kötőanyagnak képesnek kell lennie olyan kötéseket létrehozni, amivel talajvíz alatt is megfelelő szilárdság érhető el, a bedolgozás során pedig megvalósítható esetlegesen szükséges erősítő elem elhelyezése, valamint biztosított annak korrózióvédelme. Az ipari épületek alapozásánál jellemzően a süllyedések korlátozása és a túlzó nyomaték eredményez elfogadhatatlanul magas betonfelhasználást és teszi szükségessé a mélyalapozást. A jelenlegi analitikus alapozás-számítási módszerek nem képesek a mélykeveréses technológiával létrehozott talajjavítás kellően részletes számba vételére. A kutatás célja lenne az analitikus módszerek határainak kimutatása mellett olyan numerikus számítások elvégzése, ami a mélykeveréssel létrehozott oszlopok merevségtől függő viselkedését, valamint a húzó- és vízszintes erők felvételének lehetőségeit vizsgálja. A numerikus vizsgálatok célja egy olyan méretezési eljárás létrehozása lenne, ami megfelelően leírja a síkalap és a talajjavítás kapcsolatát.

A kutatási munka során elvégzendő feladatrészek:
• A korábbi nemzetközi mérési eredmények és méretezési elméletek áttekintése és feldolgozása.
• Laboratóriumi vizsgálatok elvégzése jellemző hazai talajokkal és különböző kötőanyagokkal a mélykeverési anyag tulajdonságainak meghatározása céljából,
• Analitikus és numerikus analízisek elkészítése a mélykeveréses talajjavítások síkalapozásra gyakorolt hatásának visgálatára vonatkozóan.
• Számítási eljárás kidolgozása a mélykeverési technológia síkalapoknál való alkalmazására vonatkozóan.

***
The increase in building and technological loads and the development of areas with unfavourable geotechnical conditions usually require deep foundations or some form of soil improvement. The increase in technological loads requires not only point support of building structures but also the construction of special foundations under large floors, up to several hundred thousand m2 . Reducing the amount of concrete and reinforcing steel used for these foundation tasks is an important interest from both an economic and a sustainability point of view. The uptake of alternative technologies, such as deep mixing, should be supported by research into the effectiveness of binders in typical soil conditions and the development of a sizing procedure for the use of flat slabs to reduce the amount of deep foundations.

The aim of the research is to investigate which type of binder can be used for effective deep mixing of silty sand and sandy silt soils in the lowland region affected by large industrial investments and how it should be taken into account in the foundation sizing. The aim of the study is to investigate a low carbon footprint binder that can produce a soil improvement with adequate strength for foundation purposes. The binder should be able to form bonds that will provide adequate strength under groundwater and allow for the placement of any necessary reinforcement and corrosion protection during placement. For the foundations of industrial buildings, the limitation of settlement and excessive moment typically result in unacceptably high concrete consumption and require deep foundations. Current analytical methods for calculating the foundation are not able to account in sufficient detail for the soil improvement created by deep mixing technology. In addition to demonstrating the limitations of the analytical methods, the aim of this research would be to perform numerical calculations that investigate the stiffness-dependent behaviour of columns created by deep mixing and the potential for the inclusion of tensile and horizontal forces. The numerical investigations would aim to establish a sizing procedure that adequately describes the relationship between the flat base and the soil improvement.

The tasks to be carried out in the research work:
• Review and process previous international measurement results and scaling theories.
• Conduct laboratory tests with typical native soils and different binders to determine the properties of the deep mixing material,
• Performing analytical and numerical analyses on the effects of deep mixing soil amendments on the wear of flat surfaces.
• Development of a numerical procedure for the application of deep mixing technology to flat slabs