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: Zbadania rodzaju i stanu gruntu do głębokości przekraczającej poziom prac na całym paśmie robót. Doboru odpowiedniego spoiwa i technologii zapewniającej maksymalna skuteczność i trwałość. Uwzględnienia warunków technicznych i organizacyjnych realizacji robót. Określenia optymalnej konstrukcji nawierzchni przewidzianej na wzmocnionym podłożu. Uwzględnienia czasowego użytkowania zastabilizowanej warstwy przed ułożeniem ostatecznej konstrukcji nawierzchni. Rozwiązania odwodnienia warstw konstrukcyjnych nawierzchni. Rozpatrzenia skutków i efektów zastabilizowanej warstwy gruntu.

PRZYKŁAD PRZEBUDOWY DROGI WIEJSKIEJ RYBNIK UL. BRZEZINY MIEJSKIE (realizacja kwiecień 2003 r) DROGA GRUNTOWA –RYBNIK BRZEZINY WIELKIE 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 REJON ZIELONEJ GÓRY 2006 R UWARUNKOWANIA; wilgotność <20%, części organicznych <5%, części pylastych >20%

RYBNIK UL. BRZEZINY MIEJSKIE (realizacja kwiecień 2003 r) 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

Przekrój konstrukcyjny nawierzchni placu parkingowego PRZYKŁAD NIEWŁAŚCIWEGO DOBORU KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI NA ZASTABILIZOWANYM PODŁOŻU GRUNTOWYM Plac parkingowy CASTORAMA w Sosnowcu (wyk. 2000r) 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) Przyjęcie nieodpowiedniego spoiwa dla danego gruntu. Niewystarczające informacje o rodzaju i stanie gruntów do niezbędnej głębokości w pasie robót. Błędne dozowanie spoiwa i ewentualnych dodatków. Nie zachowanie procesu technologicznego. Przedwczesne obciążanie zastabilizowanej warstwy w niekorzystnych warunkach. Błędne badania na budowie zastabilizowanej warstwy (przedwczesne, w niewłaściwych warunkach i miejscach, nieodpowiednim sprzętem). 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 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. Przyjęcie jednej metody stabilizacji (np. cementem) bez względu na zmienność rodzaju gruntu. Projektowanie stabilizacji w jednej warstwie o grub. 10-15cm lub dwóch po 10-15cm. Nie przestrzeganie rodzaju i technologii stabilizacji - w wyniku niskich cen usługi, pseudo oszczędności lub nieznajomości procesów wykonawczych. Budowa konstrukcji nawierzchni pod presją krótkiego terminu realizacji. Pozostawienie wykonawcy decyzji o sposobie stabilizacji dla podniesienia nośności gruntu przy założonych niskich kosztach prowadzi do „pozorowania” robót. Brak wiedzy inwestorów i projektantów na temat pracy, wydajności i parametrów nowoczesnego sprzętu niezbędnego do wykonywania stabilizacji gruntu. Nie przystosowanie obowiązujących norm do rzeczywistych warunków realizacyjnych w świetle nowych technologii i sprzętu dla stabilizacji. Nieuwzględnianie w rozwiązaniach konstrukcyjnych nawierzchni skutków wykonanej stabilizacji gruntu.

KORZYŚCI ZE STABILIZACJI GRUNTÓW Podniesienie trwałości dróg gruntowych. Zmniejszenie głębokości lub uniknięcie korytowania dla tradycyjnych konstrukcji drogowych. Uniknięcie lub ograniczenie wymiany gruntów słabonośnych lub stosowania drogich rozwiązań materiałowych. Możliwość zmniejszenia typowych warstw konstrukcyjnych nawierzchni z uwagi na wydatne podniesienie nośności, wodo i mrozoodporności. Realizacja podbudów pomocniczych z gruntów rodzimych dla docelowych nawierzchni szlachetnych Realizacja tymczasowych dróg dojazdowych, technologicznych z gruntów rodzimych. Tworzenie warstw zmniejszających podatność nawierzchni na koleinowanie. Czasowe użytkowanie przed ułożeniem ostatecznej konstrukcji nawierzchni. Zwiększenie odporności poboczy, nasypów drogowych na erozję wód oraz odkształcenia. 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: info@envtechpoland.com