A pincék, föld alatti tárolóterek esetében tulajdonképpen ezek a számítási módszerek kielégítőek ahhoz, hogy meg tudjuk becsülni, milyen és mekkora süllyedés várható az adott objektum felett. Természetesen, ha már tartószerkezetet kell méretezni, ennél komolyabb számításokra van szükség, de az már a mérnöki tudomány egy speciális ága…

A pincekárokkal kapcsolatban feltétlenül fel kell hívni a figyelmet arra, hogy a süllyedési horpának nem csak szélességi kiterjedése van (ahogyan a számítások bemutató ábráin láthatjuk). A horpa követi a föld alatti tér, vágat alakját, és a hatászónája nem csak a vágat tengelyére merőlegesen alakul ki, hanem a vágat (pince) végénél is.

Ez a hatás okoz gondot olyan pincék, járatok esetében, melyek bár nem nyúlnak egy-egy épület alá, de az általuk kialakított horpa végelemei az épületre hatással vannak. Ilyen esetekkel azokon a településeken találkozunk, ahol meredek terepviszonyok (pl. hegyoldal) között készültek az egyes pincék és azok benyúlnak a hegytömeg mélyébe. Mint például Egerben vagy Budafokon, Budaörsön.

Több egymás mellett futó vagy egymást keresztező föld alatti tér esetén a süllyedési horpák összeadódnak, ami azzal jár, hogy az adott kőzetkörnyezetben egyébként szokásosnál nagyobb kiterjedésű, esetleg mélyebb horpák alakulnak ki.

Mint arról szó volt, a felszín süllyedése az alatta található kőzetréteg, talajréteg állapotának,  és sok minden más körülménynek a függvénye. Az üregek feletti fedőrétegben az alábbi mozgászónák alakulnak ki:

A - behajlási zóna

B - törési zóna

C - omlási zóna

A behajlási zónában a felszín görbülete károsodást okozhat, de nem jelenti az altalaj beomlását. De a felette található épületekben, mérnöki létesítményekben komoly károk keletkezhetnek.

Amennyiben a töredezett tartomány a felszínhez közel jut, kiszámíthatatlan az esetleges leszakadás nagysága és időpontja.  

Az omlási zóna viselkedése egyértelmű: az üreg főtéje nem képes megtartani a felette lévő tömeget, beomlik.

Mielőtt külön foglalkoznék a behajlási zónával, mindenképpen szólni kell az egyes rétegek károsodásának egymásra hatásával.

Az omlásos tartomány továbbterjedésével a töredezett tartomány is feljebb kerül, ami azt jelenti, hogy ezután már a korábbi behajlási tartományban fog elhelyezkedni – ami előre ki nem számítható következményekkel járhat.  De a folyamat az ellenkező irányban is figyelmet érdemel: abban az esetben, ha a töredezett tartomány már a felszíni építmények alapjait is elérheti, a többletteher az omlásos tartományt károsítja.

6.1.1. A behajlási zónában fekvő létesítmények

A legmagasabban fekvő réteg, az úgynevezett behajlási zóna elmozdulása mind a felette álló építményekre, mind a zónában fekvő létesítményekre, elsősorban a közművekre hatással van. Ezek változásainak, károsodásának vizsgálata, elhárítása a pinceveszély-elhárítási tevékenység egyik legfontosabb részfeladata.

Nem nehéz belátni, hogy azok a csővezetékek, melyek a behajlási zónába esnek, fokozottan ki vannak téve a sérülésnek. Abban az esetben, ha ezek a talajmozgást nem tudják felvenni (ilyenek például a régi öntöttvas csövek, az azbesztcement csövek, törésük szinte lekerülhetetlen. Szintén veszélyeztetve vannak az ilyen közművek csatlakozásai: a régi öntöttvas tokok, az eternitcsövek különféle karmantyúi koruknál fogva ridegek, törésre hajlamosak.

De a behajlási zónában található más objektumok, szerkezetek is komoly károsodást szenvedhetnek. Ilyenek például a közműaknák (elsősorban az általában mélyre nyúló szennyvízaknák), az épületek alapjai és az ahhoz csatlakozó szerelvények (pl. közműbekötések). Az épületek közműbeállásai az alap elmozdulásakor, esetleges billenésekkor megsérülhetnek, eltörhetnek.

6.1.2. A térszínsüllyedés megjelenése a felszínen  a behajlási zóna görbületének hatására

A térszintsüllyedés megjelenését a süllyedési mező öt (+ 1) pontján kell vizsgálnunk.

1. horpa tető

2. felső görbületi mező a nyereg és a rézsű között

3. horpa rézsű az inflexiós ponttal

4. alsó görbületi mező a rézsű és a teknő között

5. teknő

 

A térszín a tetőn változatlan, azonban a horpa terjedésére számítani kell, ami a rézsűhajlás és vele együtt az görbületi mezők kifelé történő elmozdulásával és a teknő szélesedésével jár.

Süllyedési horpa váratlan megjelenése és kiszélesedése miatt karasztrófa Nachterstedt (Németország) 2009

 

A felső görbületi mezőn a térszínt alkotó talaj vagy kőzettömb felül húzást, alul összenyomódást szenved. Benne felfelé nyíló V alakú repedések jelenhetnek meg, melyek egyrészt a rajta elhelyezett építmények és épületek károsodásához, másrészt a csapadékvizek bejutásához és ezzel a károsodás fokozódásához, nem ritkán az altalaj kimosódásához vezetne.

Az épületek jellemzően az ilyen térszínsüllyedési helyzetre a legérzékenyebbek. Jellegzetes, felfelé szélesedő repedések (megnyílások) jelennek meg az épületek falazatain a repedések a kevésbé terhelt falszakaszon (ablakok parapetjein, a nyílászárók sarkából kiindulva a dőlés irányába futva) alakulnak ki.

Épület félnyereg helyzetben

Nehezebben felderíthető, de ugyanerre az okra vezethető vissza a sarkok süllyedése.

Ez akkor következik be, ha az épület nagyobb része a mozdulatlanul maradó talajrétegen áll, a süllyedési horpa pedig a homlokzat szélességének kisebbik hányada alatt alakul ki. Azért  nehezebben felderíthető ez a károsodás, mert hasonló saroktörést eredményez több, más épületkárosító folyamat is (pl. víz alámosásból, tető túlterheléséből, melléépítésből származó hatások).

  

A horpa rézsűjén a talajalkotó kőzetek és tömbök csúszást szenvednek. A talaj rétegződésétől és fizikai tulajdonságaitól függően ezek a csúszások akár több deciméteresek is lehetnek.

A horpa rézsűjén elhelyezkedő építmények megdőlnek, megbillennek a teknő irányába, adott esetben pedig megcsúszhatnak.

 

Az alsó görbületi mezőben a térszínt alkotó talaj vagy kőzettömb felül összenyomódást, alul húzást szenved. Ez az altalaj és a pince feletti kőzettömeg fordított V alakú szétnyílásához, az üreg főtéjének további felszakadásához vezet, mivel az itt található kőzettömbök között a stabilitást biztosító súrlódási erő jelentősen lecsökken vagy megszűnik.

Épület az alsó görbületi mezőn

Az alsó görbületi mezőben álló építmények és épületeken jellegzetes, lefelé nyíló repedések jelennek meg, melyek elsősorban a nyílászárók környékén figyelhetők meg. 

 

Ha a süllyedési horpa mélysége nagyobb, mint a szélessége, illetve a teknő keskeny, a talaj szintén felül összenyomódást, alul húzást szenved. Abban az esetben, ha a görbületi teknő alja széles, létrejön egy olyan mező, melyben a terepszint vízszintes, ám lejjebb van, mint a kiindulási állapotban. Ez utóbbi estben az épület, építmény általában nem károsodik, de a hozzá csatlakozó szerkezetek (pl. utak, közművek) csatlakozási pontjai sérülnek.

 

Külön kell szólni arról az esetről, amikor a tetőnek a süllyedési horpával ellentétes oldalán is süllyedés keletkezik - ekkor az úgynevezett nyereghelyzet alakul ki.

A nyereghelyzetben a térszínt alkotó talaj – a felső görbületi mezőhöz hasonlóan – felül húzást, alul összenyomódást szenved. Ugyancsak felfelé mutató V alakú repedések, elválások keletkeznek benne, melyek a korábban, a felső görbületi ív esetében leírt következményekkel járnak.

Épület nyereghelyzetben

 

A fentiek alapján látható – és a szakemberek előtt már régóta ismert tény –, hogy a megsüllyedt talajfelszínen álló építmények, épületek akkor szenvednek súlyos károkat, ha süllyedésük nem egyenletes, hanem befoglaló tömbjük egyik felén fellép a süllyedés, másik felén nem.

 

6.1.3. mérnöki létesítmények, utak károsodása a térszínsüllyedések hatására

 

A térszínlehajlás, a süllyedési horpa a károsodás mértékétől függően akár több deciméteres süllyedést is eredményezhet. Ez a felszínen található lemezszerű építmények, mérnöki létesítmények (melyek szélességi-hosszúsági kiterjedése lényegesen nagyobb, mint vastagsága) esetében komoly gondot jelenthet. Ilyenek például az útburkolatok, közlekedési pályák. Ezek vonalvezetésének, szintjének eltérése, megváltozása már eleve problémát okoz.

 

További súlyos gondot jelent, hogy az útpályák burkolata és az alattuk sok esetben megtalálható betonalap nem vagy csak igen kis mértékben alkalmas a behajlás által okozott fezsültségek felvételére. Nagyobb horpa esetében az alap eltörik, ami magával hozza a burkolat tönkremenetelét is.

Az aszfalt maga egy bizonyos határig hajlékony, de abban az esetben, ha az alapot jelentő réteg is sérül, a forgalom hatására fokozott gyorsasággal károsodik. A pinceveszéllyel sújtott települések útjain gyakori látvány az aszfalt párhuzamos hasadékokkal repedésekkel szabdalt felülete: ez azt jelzi, hogy az útpálya alatt süllyedési teknő alakult ki, ami mentén a burkolat megcsúszott, és felületi folytonossága megszakadt. A repedések mindig az alant húzódó üreg irányát jelzik, párhuzamosak annak tengelyével. 

Az így kialakult repedések forgalmi problémát okoznak, de még nagyobb gondot jelent, hogy a rajtuk keresztül a csapadékvíz a burkolat alá folyik, áztatja (vagy hideg időjárási körülmények között) szétfagyasztja azt.

Útburkolat tönkremenetele pince feletti süllyedés miatt

 

6.1.4. Magas építmények elmozdulása a behajlási zónán

 

A süllyedési horpa más felszíni építményekben is kárt okoz. Elsősorban a magas építmények, kémények, távvezetékoszlopok veszélyeztetettek e szempontból. Ha például villamos távvezeték kerül a horpa íves vagy ferde részére, magasságától függő mértékben megdől – ami egyrészt külpontos erők megjelenését okozza (ezáltal az oszlop stabilitása csökken) másrészt a vezeték belógása, illetve az ellenkező oldalon megfeszülése vezetékszakadáshoz vezethet, komoly problémát okozva az üzemvitelben.

Távvezetékoszlop megbillenése

 

6.1.5. Épületek károsodása térszínsüllyedés miatt

 

Az épületek esetében a fent leírt károsodások mind a használati értéket csökkentik, mind a használati biztonságot veszélyeztetik.

A térszínsüllyedés az épületekben okozza a legnagyobb károkat. A károk megjelenésének formáit az előzőekben a süllyedési horpa egyes mozgási mezői esetében bemutattam. Az ott leírt repedéseken túl a károsodott épületekben az alábbi károsodások jelentkezhetnek:

 

- a nyílászárók mozgatása, zárási képessége lecsökken.

- közművezetékek csatlakozásai tönkremennek   

- a térdeformálódás a falak széthajlását okozza, aminek következtében a födémszerkezetek alátámasztása sérül vagy elmozdul a helyéről,

- a boltívek támaszköze megnyílik, ami akár a boltív leszakadásához is vezethet,

- a béléstestes födémek esetében a födémgerendákkal párhuzamosan futó pince által kialakított horpa hatására a gerendák elfordulnak, ami a béléstestek kicsúszását okozza

- a hagyományos,  I vasgerendák közé fektetett poroszsüvegboltozatok gerendái a felső hajlási mezőbe vagy a nyereghelyzetbe kerülő épületben megnyílnak, a boltozat téglái kiesnek,

- az épületek falazatai (nem csak a tartófalak, de a válaszfalak is) a süllyedési horpa következtében megbillennek. A teljes falazat billenése már kis mértékben is kárt okoz: a falon repedések jelennek meg, továbbá a megbillenő falazatok már nem csak nyomó, de hajlító igénybevételnek is ki lesznek téve, ami gyors tönkremenetelüket okozhatja.

Épületszerkezetek tönkremenetele süllyedési horpa hatására

 

6.2. Az omlásos zóna felszínig történő hatolása (felszakadás)

 

Felszakadásnak azt nevezzük, amikor az üreg főtéjének anyaga olyan vastagságban és mennyiségben az üregtérbe omlik, hogy a felette található kőzetréteg, talajréteg vagy mesterséges létesítmények (pl. térburkolatok) már nem képesek önsúlyukat megtartani, és az üregbe omlanak. Az üreg így közvetlen összeköttetésbe kerül a felszínnel.

A felszakadási folyamat csak alulról követhető, ezért az ellene történő védekezés nagy energiákat igényel – s ezért az egyik legveszélyesebb, a pincék környezetében fellépő folyamatnak tekinthetjük. Számos súlyos káresemény okozója volt veszélyeztetett településeinken a főtefelszakadás. Akár épület, akár közterület alatt történik, a kár nehezen megelőzhető és elhárítható.

 

 

6.3. A felülről lefelé irányuló erők hatására történő omlás (beszakadás)

 

A hazai gyakorlatban igen gyakran előfordul az az eset, amikor egy üreg felnyúlik a felszín alá, de a felette egy meglévő áthidaló térszerkezet (kőzettömeg, esetleg mesterséges szerkezet (pl. térburkolat) lefedi azt. Ez az esete többnyire ismeretlen, elzárt, lefalazott pincék esetében fordul elő.

Épület leszakadása Eger 1970

A különféle felszíni hatásokra (teher, közúti forgalom, dinamikus terhek) az áthidalás elveszti tartóképességét és beomlik. Ezt nevezzük leszakadásnak, beszakadásnak. Épületek is tönkrementek már így, e jelenségnek tipikus példája a kürtők, burkolatok leszakadása.

 

 Történelmi városainkban, városrészeinkben a régi pincék tartozékai azok a kürtők, melyek a  föld alatti térből a felszínre vezetnek. Ahol az üregekből vizet nyertek (pl. a Budai Vár) a kürtők a kutak meghosszabbításai voltak. Ahol a pincéket tárolásra, esetleg lakás céljára használták, a kürtők szellőzést szolgáltak. Ilyenekkel szinte minden pincekárokkal sújtott településen találkozunk, de Pécsett, Egerben, Kőbányán, szinte megszámlálhatatlan mennyiségben léteznek még ma is.

Sörgyári pince szellőzőkürtője (Kőbánya)

Barlang keresztmetszete felszínre vezető kúttal a Budai Várban

A gondot az jelenti, hogy a kürtők java részét az elmúlt évtizedekben, századokban úgy gondolták megszüntetni eleink, hogy egész egyszerűen a felső nyílásukra valamilyen áthidalót fektettek,  majd leburkolták, lekövezték őket. Sőt, a Budai Várban találkoztunk olyan esettel is, amikor csak a kockakő burkolat fedte úgy-ahogy a barlangi kürtőt – ami ötven-hatvan évig megfelelő is volt, de a megnövekedett közúti forgalomból származó terhelést már nem tudta elviselni. Az itt már többször említett Bécsi kapu téri buszbalesetnek is ez volt az oka, de például a Szentháromság téren (a Mátyás templommal szemben) rövid idő alatt három darab olyan burkolatsüllyedés is megjelent, mely erre az okra vezethető vissza.

Térburkolat süllyedése felszínre vezető kürtő miatt Budai Vár, Szentháromság tér

A kürtők tönkremenetelének követése akárcsak a felszakadásoké, szintén csak alulról, az üreg felől követhető – ezért  jelentenek komoly veszélyt és nem ritkán hirtelen bekövetkező károsodást a felszínre.

A pinceveszély-elhárítással foglalkozóknak erre a tényre azért is kell különösen figyelniük, mert a leszakadó kürtő környezetében az anyagkőzet is gyakran károsodik, ami a felszíni megjelenés felületének növekedéséhez vezet.      

 

---