Transcript Wzmacnianie gruntów wysadzinowych cz. 1

SZKOLENIE
BYDGOSZCZ 18.04.2013
Motto:
Nawierzchnia drogowa w wykonaniu jest jedną z
najprostszych konstrukcji inżynierskich,
równocześnie w analizie i projektowaniu jest jedną
z najtrudniejszych konstrukcji inżynierskich
ASPEKT TECHNICZNY I ORGANIZACYJNY
WZMACNIANIA I STABILIZACJI
GRUNTÓW SŁABONOŚNYCH W TECHNOLOGII
„ENVTECH”
mgr inż. Zbigniew Bukowski
RACJONALNA TECHNOLOGIA WZMACNIANIA PODŁOŻA GRUNTOWEGO
Podłoże gruntowe dla nawierzchni drogowej, to jak fundament dla budynku.
Całe zło stanu dróg bierze się zwykle z tego, czego nie widać – z podłoża. Drogi, place, są
najczęściej lokalizowane na terenach o słabonośnych gruntach, które bez wymiany lub
ulepszenia nie zapewniają trwałości konstrukcji nawierzchni.
Podniesienie nośności gruntów zaliczanych do grupy G2-G4 do parametrów G1, można
przeprowadzić wieloma metodami. W praktyce najczęściej spotykana jest wymiana grubej
warstwy słabego gruntu na materiał niewysadzinowy, zagęszczony mechanicznie.
Zastosowanie geotekstylii pozwala zmniejszyć grubość wymienianej warstwy.
Można również próbować ulepszać i wzmacniać słabonośny grunt przy użyciu różnych
spoiw. Oprócz znanych i stosowanych spoiw hydraulicznych, w ostatnich latach pojawiły się
na naszym rynku różne mieszanki preparatów sypkich i płynne środki chemiczne.
Miarą umiejętności jest wybranie optymalnego rozwiązania, rozsądnego
ekonomicznie i gwarantującego wieloletnią trwałość konstrukcji drogowej.
Największe problemy sprawiają grunty wysadzinowe, nasypowe czy mocno nawodnione.
Z wielu względów, należy bezwzględnie najpierw poszukiwać metody na trwałe
wzmocnienie i zwiększenie nośności istniejącego gruntu poprzez jego stabilizację, a dopiero
w ostateczności decydować o jego wymianie.
RACJONALNA TECHNOLOGIA WZMACNIANIA PODŁOŻA GRUNTOWEGO cd
Utworzenie scalonej, zastabilizowanej warstwy gruntu w postaci stosunkowo elastycznej
przepony, w przeciwieństwie do zagęszczonych jedynie mechanicznie luźnych
materiałów, przynosi same korzyści. Od kilkunastu lat już stosowane nowoczesne,
racjonalne technologie umożliwiają osiągnięcie bardzo dobrych efektów.
Począwszy od zmniejszonej pracochłonności i kosztów realizacji, uniknięcia przerzutów
znacznych mas materiałowych po walory techniczne związane z lepszym rozłożeniem
obciążeń na niżej położone warstwy słabonośnego gruntu, oraz utworzenie bariery dla
przenikania cząstek gruntu podłoża do warstw tłuczniowych konstrukcji nawierzchni.
Dodatkową zaletą zastabilizowanej warstwy gruntu jest znaczne zmniejszenie
prawdopodobieństwa powstania odkształceń górnych warstw nawierzchni drogowej, a
tym samym wyraźne obniżenie kosztów utrzymania dróg przez wiele lat.
Zastabilizowane, trwale scalone fiz.-chemicznie warstwy gruntu posiadają bardzo dobre
właściwości wodo i mrozoodporności a uzyskiwana ich nośność znacznie ponad 120 MPa
nie tylko pozwala służyć jako wzmocnienie górnej warstwy podłoża, ale i pełnić funkcję
podbudowy pomocniczej a nawet w szczególnych przypadkach zasadniczej.
PRZYKŁADY WZMOCNIEŃ SŁABONOŚNEGO PODŁOŻA: G2÷G4 DLA KR1-KR6
Decyzja o wzmocnieniu słabonośnego gruntu poprzez jego
stabilizację odpowiednimi spoiwami wymaga szczególnie:
1.
Zbadania rodzaju i stanu gruntu do głębokości przekraczającej poziom prac
na całym paśmie robót.
2.
Doboru odpowiedniego spoiwa i technologii zapewniającej maksymalna
skuteczność i trwałość.
3.
Uwzględnienia warunków technicznych i organizacyjnych realizacji robót.
4.
Określenia optymalnej
wzmocnionym podłożu.
5.
Uwzględnienia czasowego użytkowania zastabilizowanej warstwy przed
ułożeniem ostatecznej konstrukcji nawierzchni.
6.
Rozwiązania odwodnienia warstw konstrukcyjnych nawierzchni.
7.
Rozpatrzenia skutków i efektów zastabilizowanej warstwy gruntu.
konstrukcji
nawierzchni
przewidzianej
na
PRZYKŁAD PRZEBUDOWY DROGI WIEJSKIEJ
RYBNIK UL. BRZEZINY MIEJSKIE
(realizacja kwiecień 2003 r)
Widok ulicy Brzeziny Miejskie
droga gruntowa przed modernizacją
Stabilizacja gruntu cementem + EN1
jako podbudowy zasadniczej.
TYPOWE ROZWIĄZANIE
ROZWIĄZANIE ALTERNATYWNE
SCHEMATY ALTERNATYWNYCH KONSTRUKCJI DROGOWYCH
PRZYKŁAD EFEKTÓW WYKONANEJ STABILIZACJI GRUNTU
WROCŁAW, BISKUPIN II – DROGA PRZYWAŁOWA – REALIZACJA 2001 r.
STABILIZACJA GRUNTU GLINIASTEGO CEMENTEM 3% + EN-1 NA GŁĘB. 30 cm
EFEKT PO ZAKOŃCZENIU ROBÓT X.2001
STAN DROGI W LIPCU 2006 r.
STABILIZACJA GRUNTU DROGI LEŚNEJ
cement 3% + EN-1
UWARUNKOWANIA;
REJON ZIELONEJ GÓRY 2006 R
wilgotność <20%, części organicznych <5%, części pylastych >20%
RYBNIK UL. BRZEZINY MIEJSKIE
(realizacja kwiecień 2003 r)
Warstwa ścieralna 3 cm
Warstwa wiążąca 4 cm
Emulsja asfaltowa
Stabilizacja gruntu 25 cm
Grunt rodzimy-glina, gruz
Przed ułożeniem nawierzchni asfaltobetonowej
zastabilizowana podbudowa gruntowa nadaje
się do okresowej eksploatacji.
Przekrój konstrukcji zrealizowanej drogi.
REMONT KAPITALNY DROGI KRAJOWEJ DK94 (2007r)
Stabilizacja podłoża gliniastego cementem + EN-1, warstwa 35 cm
PRZYKŁADY EFEKTÓW PRZEPROWADZONEJ STABILIZACJI GRUNTU
HALA FABRYCZNA „MARTIFER” W GLIWICACH – REALIZACJA ZADANIA XII. 2003 – IV. 2004
STABILIZACJA GRUNTU GLINIASTEGO NA GŁĘB. 30–35cm z użyciem cementu 3% + dodatku EN - 1
ODPROWADZENIE WÓD ZNAD WARSTWY ZASTABILIZOWANEGO GRUNTU
Rozwiązanie grożące zniszczeniem nawierzchni na
skutek zamrożenia wód nie mających możliwości
odwodnienia
Propozycja odwodnienia miejsc szczególnie
narażonych na zamrożenie wód pod nawierzchnią
PRZYKŁAD NIEWŁAŚCIWEGO DOBORU KONSTRUKCJI
NAWIERZCHNI NA ZASTABILIZOWANYM PODŁOŻU GRUNTOWYM
Plac parkingowy CASTORAMA w Sosnowcu (wyk. 2000r)
Warstwa ścieralna asf.-bet 6 cm
Tłuczeń kamienny 3-7 cm
Stabilizacja gruntu 30-35 cm (cem. + EN1)
Grunt rodzimy-glina+kamień wapienny
G3,G4
Na zdjęciu przekrój budowy nawierzchni placu
z widoczną wyraźną barierą, jaką stanowi
stabilizacja dla podciągania kapilarnego wody.
Przekrój konstrukcyjny
nawierzchni placu parkingowego
SKUTKI BRAKU ODWODNIENIA POWIERZCHNI
ZASTABILIZOWANEJ WARSTWY GRUNTU
NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANE BŁĘDY W PROCESIE
STABILIZACJI GRUNTU SPOIWAMI
(szczególnie nietypowymi)
1.
Przyjęcie nieodpowiedniego spoiwa dla danego gruntu.
2.
Niewystarczające informacje o rodzaju i stanie gruntów do niezbędnej
głębokości w pasie robót.
3.
Błędne dozowanie spoiwa i ewentualnych dodatków.
4.
Nie zachowanie procesu technologicznego.
5.
Przedwczesne obciążanie zastabilizowanej warstwy w niekorzystnych
warunkach.
6.
Błędne badania na budowie zastabilizowanej warstwy (przedwczesne,
w niewłaściwych warunkach i miejscach, nieodpowiednim sprzętem).
7.
Nieprawidłowe badania laboratoryjne, bez zachowania szczególnej
metodologii dla nietypowych spoiw.
Powyższe prowadzi w konsekwencji do niekorzystnych skutków lub do
fałszywych wniosków i błędnych opinii o spoiwie oraz technologii z
jego użyciem.
NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANE PRZYPADKI WĄTPLIWEJ
SKUTECZNOŚCI, TRWAŁOŚCI I EFEKTYWNOŚCI
PROPONOWANEJ STABILIZACJI GRUNTU
1.
Brak ścisłego określenia rodzaju i stanu gruntów poddawanych stabilizacji.
a. zbyt rzadkie miejsca badań gruntu,
b. nie podawanie agresywności wód, zawartość części organicznych, wilgotność, itp.
2.
Przyjęcie jednej metody stabilizacji (np. cementem) bez względu na zmienność rodzaju gruntu.
3.
Projektowanie stabilizacji w jednej warstwie o grub. 10-15cm lub dwóch po 10-15cm.
4.
Nie przestrzeganie rodzaju i technologii stabilizacji - w wyniku niskich cen usługi, pseudo
oszczędności lub nieznajomości procesów wykonawczych.
5.
Budowa konstrukcji nawierzchni pod presją krótkiego terminu realizacji.
6.
Pozostawienie wykonawcy decyzji o sposobie stabilizacji dla podniesienia nośności gruntu przy
założonych niskich kosztach prowadzi do „pozorowania” robót.
7.
Brak wiedzy inwestorów i projektantów na temat pracy, wydajności i parametrów nowoczesnego
sprzętu niezbędnego do wykonywania stabilizacji gruntu.
8.
Nie przystosowanie obowiązujących norm do rzeczywistych warunków realizacyjnych w świetle
nowych technologii i sprzętu dla stabilizacji.
9.
Nieuwzględnianie w rozwiązaniach konstrukcyjnych nawierzchni skutków wykonanej stabilizacji
gruntu.
KORZYŚCI ZE STABILIZACJI GRUNTÓW
1.
Podniesienie trwałości dróg gruntowych.
2.
Zmniejszenie głębokości lub uniknięcie korytowania dla tradycyjnych konstrukcji
drogowych.
3.
Uniknięcie lub ograniczenie wymiany gruntów słabonośnych lub stosowania drogich
rozwiązań materiałowych.
4.
Możliwość zmniejszenia typowych warstw konstrukcyjnych nawierzchni z uwagi na
wydatne podniesienie nośności, wodo i mrozoodporności.
5.
Realizacja podbudów pomocniczych z gruntów rodzimych dla docelowych nawierzchni
szlachetnych
6.
Realizacja tymczasowych dróg dojazdowych, technologicznych z gruntów rodzimych.
7.
Tworzenie warstw zmniejszających podatność nawierzchni na koleinowanie.
8.
Czasowe użytkowanie przed ułożeniem ostatecznej konstrukcji nawierzchni.
9.
Zwiększenie odporności poboczy, nasypów drogowych na erozję wód oraz odkształcenia.
10. Wpływ na skrócenie czasu i znaczące zmniejszenie kosztów realizacji zadań drogowych i
nie tylko.
Dziękuję za uwagę
mgr inż. Zbigniew Bukowski
ENVTECH POLAND s.c.
www.envtechpoland.com
e-mail: [email protected]