Motto:

Nawierzchnia drogowa w wykonaniu jest jedną z najprostszych konstrukcji inżynierskich, równocześnie w analizie i projektowaniu jest jedną z najtrudniejszych konstrukcji inżynierskich

SZKOLENIE

BYDGOSZCZ 18.04.2013

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: G2PRZYKŁADY WZMOCNIEŃ SŁABONOŚNEGO PODŁOŻA: G2÷÷G4 DLA KR1-KR6G4 DLA KR1-KR6

Decyzja o wzmocnieniu słabonośnego gruntu poprzez Decyzja o wzmocnieniu słabonośnego gruntu poprzez jego stabilizację odpowiednimi spoiwami wymaga jego stabilizację odpowiednimi spoiwami wymaga

szczególnie:szczególnie:

1.1. Zbadania rodzaju i stanu gruntu do głębokości przekraczającej poziom prac Zbadania rodzaju i stanu gruntu do głębokości przekraczającej poziom prac na całym paśmie robót.na całym paśmie robót.

2.2. Doboru odpowiedniego spoiwa i technologii zapewniającej maksymalna Doboru odpowiedniego spoiwa i technologii zapewniającej maksymalna skuteczność i trwałość.skuteczność i trwałość.

3.3. Uwzględnienia warunków technicznych i organizacyjnych realizacji robót.Uwzględnienia warunków technicznych i organizacyjnych realizacji robót.

4.4. Określenia optymalnej konstrukcji nawierzchni przewidzianej na Określenia optymalnej konstrukcji nawierzchni przewidzianej na wzmocnionym podłożu.wzmocnionym podłożu.

5.5. Uwzględnienia czasowego użytkowania zastabilizowanej warstwy przed Uwzględnienia czasowego użytkowania zastabilizowanej warstwy przed ułożeniem ostatecznej konstrukcji nawierzchni.ułożeniem ostatecznej konstrukcji nawierzchni.

6.6. Rozwiązania odwodnienia warstw konstrukcyjnych nawierzchni.Rozwiązania odwodnienia warstw konstrukcyjnych nawierzchni.

7.7. Rozpatrzenia skutków i efektów zastabilizowanej warstwy gruntu.Rozpatrzenia skutków i efektów zastabilizowanej warstwy gruntu.

PRZYKŁAD PRZEBUDOWY DROGI WIEJSKIEJ PRZYKŁAD PRZEBUDOWY DROGI WIEJSKIEJ RYBNIK UL. BRZEZINY MIEJSKIE RYBNIK UL. BRZEZINY MIEJSKIE

(realizacja kwiecień 2003 r)(realizacja kwiecień 2003 r)

Widok ulicy Brzeziny Miejskie Widok ulicy Brzeziny Miejskie droga gruntowa przed modernizacjądroga gruntowa przed modernizacją

Stabilizacja gruntu cementem + EN1Stabilizacja gruntu cementem + EN1 jako podbudowy zasadniczej.jako podbudowy zasadniczej.

TYPOWE ROZWIĄZANIE ROZWIĄZANIE ALTERNATYWNE

SCHEMATY ALTERNATYWNYCH KONSTRUKCJI DROGOWYCH

PRZYKŁAD EFEKTÓW WYKONANEJ STABILIZACJI GRUNTUWROCŁAW, 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 LEŚNEJcement 3% + EN-1 REJON ZIELONEJ GÓRY 2006 R

UWARUNKOWANIA; wilgotność <20%, części organicznych <5%, części pylastych >20%

RYBNIK UL. BRZEZINY MIEJSKIE RYBNIK UL. BRZEZINY MIEJSKIE (realizacja kwiecień 2003 r)(realizacja kwiecień 2003 r)

Warstwa ścieralna 3 cmWarstwa wiążąca 4 cmEmulsja asfaltowaStabilizacja gruntu 25 cmGrunt rodzimy-glina, gruz

Przed ułożeniem nawierzchni asfaltobetonowej Przed ułożeniem nawierzchni asfaltobetonowej zastabilizowana podbudowa gruntowa nadaje zastabilizowana podbudowa gruntowa nadaje

sisięę do okresowej eksploatacji do okresowej eksploatacji..

Przekrój konstrukcjPrzekrój konstrukcjii zrealizowanej zrealizowanej drogi.drogi.

REMONT KAPITALNY DROGI KRAJOWEJ DK94 (2007r)Stabilizacja podłoża gliniastego cementem + EN-1, warstwa 35 cm

PRZYKŁADY EFEKTÓW PRZEPROWADZONEJ STABILIZACJI GRUNTUHALA FABRYCZNA „MARTIFER” W GLIWICACH – REALIZACJA ZADANIA XII. 2003 – IV. 2004STABILIZACJA 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 PRZYKŁAD NIEWŁAŚCIWEGO DOBORU KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI NA ZASTABILIZOWANYM PODŁOŻU GRUNTOWYMNAWIERZCHNI NA ZASTABILIZOWANYM PODŁOŻU GRUNTOWYM

Plac parkingowy CASTORAMA w Sosnowcu (wyk. 2000r)Plac parkingowy CASTORAMA w Sosnowcu (wyk. 2000r)

Na zdjęciu przekrój budowy nawierzchni placu Na zdjęciu przekrój budowy nawierzchni placu z widoczną wyraźną barierą, jaką stanowi z widoczną wyraźną barierą, jaką stanowi stabilizacja dla podciągania kapilarnego wody.stabilizacja dla podciągania kapilarnego wody.

Przekrój konstrukcyjny Przekrój konstrukcyjny nawierzchni placu parkingowegonawierzchni placu parkingowego

Warstwa ścieralna asf.-bet 6 cmTłuczeń kamienny 3-7 cmStabilizacja gruntu 30-35 cm (cem. + EN1)Grunt rodzimy-glina+kamień wapienny

G3,G4

SKUTKI BRAKU ODWODNIENIA POWIERZCHNI ZASTABILIZOWANEJ WARSTWY GRUNTU

NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANE BŁĘDY W PROCESIE NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANE BŁĘDY W PROCESIE STABILIZACJI GRUNTU SPOIWAMI STABILIZACJI GRUNTU SPOIWAMI

(szczególnie nietypowymi)(szczególnie nietypowymi)

1.1. Przyjęcie nieodpowiedniego spoiwa dla danego gruntu.Przyjęcie nieodpowiedniego spoiwa dla danego gruntu.

2.2. Niewystarczające informacje o rodzaju i stanie gruntów do niezbędnej Niewystarczające informacje o rodzaju i stanie gruntów do niezbędnej głębokości w pasie robót.głębokości w pasie robót.

3.3. Błędne dozowanie spoiwa i ewentualnych dodatków.Błędne dozowanie spoiwa i ewentualnych dodatków.

4.4. Nie zachowanie procesu technologicznego.Nie zachowanie procesu technologicznego.

5.5. Przedwczesne obciążanie zastabilizowanej warstwy w niekorzystnych Przedwczesne obciążanie zastabilizowanej warstwy w niekorzystnych warunkach.warunkach.

6.6. Błędne badania na budowie zastabilizowanej warstwy (przedwczesne, Błędne badania na budowie zastabilizowanej warstwy (przedwczesne, w niewłaściwych warunkach i miejscach, nieodpowiednim sprzętem).w niewłaściwych warunkach i miejscach, nieodpowiednim sprzętem).

7.7. Nieprawidłowe badania laboratoryjne, bez zachowania szczególnej Nieprawidłowe badania laboratoryjne, bez zachowania szczególnej metodologii dla nietypowych spoiw.metodologii dla nietypowych spoiw.

Powyższe prowadzi w konsekwencji do niekorzystnych skutków lub do Powyższe prowadzi w konsekwencji do niekorzystnych skutków lub do fałszywych wniosków i błędnych opinii o spoiwie oraz technologii z fałszywych wniosków i błędnych opinii o spoiwie oraz technologii z jego użyciem.jego użyciem.

NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANE PRZYPADKI WĄTPLIWEJ NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANE PRZYPADKI WĄTPLIWEJ SKUTECZNOŚCI, TRWAŁOŚCI I EFEKTYWNOŚCI SKUTECZNOŚCI, TRWAŁOŚCI I EFEKTYWNOŚCI

PROPONOWANEJ STABILIZACJI GRUNTUPROPONOWANEJ STABILIZACJI GRUNTU

1.1. Brak ścisłego określenia rodzaju i stanu gruntów poddawanych stabilizacji.Brak ścisłego określenia rodzaju i stanu gruntów poddawanych stabilizacji.

a. zbyt rzadkie miejsca badań gruntu,a. zbyt rzadkie miejsca badań gruntu,

b. nie podawanie agresywności wód, zawartość części organicznych, wilgotność, itp.b. nie podawanie agresywności wód, zawartość części organicznych, wilgotność, itp.

2.2. Przyjęcie jednej metody stabilizacji (np. cementem) bez względu na zmienność rodzaju gruntu.Przyjęcie jednej metody stabilizacji (np. cementem) bez względu na zmienność rodzaju gruntu.

3.3. Projektowanie stabilizacji w jednej warstwie o grub. 10-15cm lub dwóch po 10-15cm.Projektowanie stabilizacji w jednej warstwie o grub. 10-15cm lub dwóch po 10-15cm.

4.4. Nie przestrzeganie rodzaju i technologii stabilizacji - w wyniku niskich cen usługi, pseudo Nie przestrzeganie rodzaju i technologii stabilizacji - w wyniku niskich cen usługi, pseudo oszczędności lub nieznajomości procesów wykonawczych.oszczędności lub nieznajomości procesów wykonawczych.

5.5. Budowa konstrukcji nawierzchni pod presją krótkiego terminu realizacji.Budowa konstrukcji nawierzchni pod presją krótkiego terminu realizacji.

6.6. Pozostawienie wykonawcy decyzji o sposobie stabilizacji dla podniesienia nośności gruntu przy Pozostawienie wykonawcy decyzji o sposobie stabilizacji dla podniesienia nośności gruntu przy założonych niskich kosztach prowadzi do „pozorowania” robót.założonych niskich kosztach prowadzi do „pozorowania” robót.

7.7. Brak wiedzy inwestorów i projektantów na temat pracy, wydajności i parametrów nowoczesnego Brak wiedzy inwestorów i projektantów na temat pracy, wydajności i parametrów nowoczesnego sprzętu niezbędnego do wykonywania stabilizacji gruntu.sprzętu niezbędnego do wykonywania stabilizacji gruntu.

8.8. Nie przystosowanie obowiązujących norm do rzeczywistych warunków realizacyjnych w świetle Nie przystosowanie obowiązujących norm do rzeczywistych warunków realizacyjnych w świetle nowych technologii i sprzętu dla stabilizacji.nowych technologii i sprzętu dla stabilizacji.

9.9. Nieuwzględnianie w rozwiązaniach konstrukcyjnych nawierzchni skutków wykonanej stabilizacji Nieuwzględnianie w rozwiązaniach konstrukcyjnych nawierzchni skutków wykonanej stabilizacji gruntu.gruntu.

KORZYŚCI ZE STABILIZACJI GRUNTÓWKORZYŚCI ZE STABILIZACJI GRUNTÓW

1.1. Podniesienie trwałości dróg gruntowych.Podniesienie trwałości dróg gruntowych.

2.2. Zmniejszenie głębokości lub uniknięcie korytowania dla tradycyjnych konstrukcji Zmniejszenie głębokości lub uniknięcie korytowania dla tradycyjnych konstrukcji drogowych.drogowych.

3.3. Uniknięcie lub ograniczenie wymiany gruntów słabonośnych lub stosowania drogich Uniknięcie lub ograniczenie wymiany gruntów słabonośnych lub stosowania drogich rozwiązań materiałowych.rozwiązań materiałowych.

4.4. Możliwość zmniejszenia typowych warstw konstrukcyjnych nawierzchni z uwagi na Możliwość zmniejszenia typowych warstw konstrukcyjnych nawierzchni z uwagi na wydatne podniesienie nośności, wodo i mrozoodporności.wydatne podniesienie nośności, wodo i mrozoodporności.

5.5. Realizacja podbudów pomocniczych z gruntów rodzimych dla docelowych nawierzchni Realizacja podbudów pomocniczych z gruntów rodzimych dla docelowych nawierzchni szlachetnychszlachetnych

6.6. Realizacja tymczasowych dróg dojazdowych, technologicznych z gruntów rodzimych.Realizacja tymczasowych dróg dojazdowych, technologicznych z gruntów rodzimych.

7.7. Tworzenie warstw zmniejszających podatność nawierzchni na koleinowanie.Tworzenie warstw zmniejszających podatność nawierzchni na koleinowanie.

8.8. Czasowe użytkowanie przed ułożeniem ostatecznej konstrukcji nawierzchni.Czasowe użytkowanie przed ułożeniem ostatecznej konstrukcji nawierzchni.

9.9. Zwiększenie odporności poboczy, nasypów drogowych na erozję wód oraz odkształcenia.Zwiększenie odporności poboczy, nasypów drogowych na erozję wód oraz odkształcenia.

10.10. Wpływ na skrócenie czasu i znaczące zmniejszenie kosztów realizacji zadań drogowych i Wpływ na skrócenie czasu i znaczące zmniejszenie kosztów realizacji zadań drogowych i nie tylko.nie tylko.

www.envtechpoland.com

e-mail: info@envtechpoland.com

Dziękuję za uwagęmgr inż. Zbigniew Bukowski

ENVTECH POLAND s.c.