Trenchmix możliwości zastosowania w budownictwie ......System centrali w której przygotowuje się...

Seminarium IBDiM i PZWFS - Warszawa, 2 marca 2017 – WZMACNIANIE PODŁOŻA I FUNDAMENTÓW 2017

1

mgr inż. Piotr Głowacki

Soletanche Polska Sp. z o.o.

Trenchmix® - możliwości zastosowania w budownictwie infrastrukturalnym,

kubaturowym i hydrotechnicznym

1. Wstęp

W artykule przedstawiono technologię Trenchmix®- sprzęt, zasadę i specyfikę jej działania, oraz klasyfikację

i przyporządkowanie do odpowiedniej grupy metod wzmacniania podłoża gruntowego dostępnych i

stosowanych w geotechnice. Opisano również możliwości jej zastosowania m. in. w hydrotechnice,

budownictwie drogowym i kolejowym oraz budownictwie kubaturowym. Wspomniano również o

potencjalnych możliwościach zastosowania tej technologii w obszarze szeroko pojętej ochrony środowiska.

W kolejnym rozdziale opisano w szerszym zakresie, pierwszą w Polsce, realizację projektu wzmocnienia

podłoża gruntowego w technologii Trenchmix®, pod wysokim nasypem drogowym w ciągu drogi krajowej S19.

W rozdziale trzecim, po krótce zreferowano kilka projektów w których zastosowana technologia

Trenchmix® pełniła funkcję obudowy i zabezpieczenia głębokiego wykopu ograniczając jednocześnie dopływ

wody gruntowej do wykopu.

Rozdział ostatni to podsumowanie, stanowiące syntezę wniosków i rozważań w kontekście dalszego

rozwoju i przyszłości technologii Trenchmix® w Polsce.

2. Technologia Trenchmix® – klasyfikacja, charakterystyka i możliwości stosowania

2.1. Klasyfikacja i terminologia

Trenchmix® (TRMX) – technologia opracowana wspólnie przez Soletanche Bachy France oraz producenta

specjalistycznego sprzętu do prac drenażowych i odwodnieniowych - Mastenbroek, która po raz pierwszy

zastosowana została w Francji w 2005r [1]. Na polskim rynku hydrotechnicznym, technologia ta znana jest

również pod nazwą skróconą CDMM, a rozwinięcie tłumaczyć należy jako ciągłe wgłębne mieszanie gruntu

(ang. continuous deep mixing method).

Prekursorem tej technologii w Polsce był Ś.P. Mariusz Hoffmann – były pracownik Soletanche,

doświadczony i znany w środowisku geotechnicznym i hydrotechnicznym specjalista.

Piotr Głowacki – Trenchmix® – możliwości zastosowania w budownictwie infrastrukturalnym, kubaturowym i hydrotechnicznym

2

Rys. 1. Osprzęt do wgłębnego mieszania gruntu (od lewej): ADSM [2], CSM[3], SPRINGSOL[4]

W terminologii anglojęzycznej istnieje szereg różniących się terminów (MIP – mix in place, DMM – deep

mixing method, DSM – deep soil mixing) określających ten sam proces każdej z technologii wgłębnego

mieszania gruntu na mokro. Część z nich jest nazwami historycznymi, a część handlowymi stosowanymi w celu

odróżnienia produktu poszczególnych firm od konkurencji. W Polsce niektóre z terminów (np. DSM)

zwyczajowo stosuje się do określania rodzaju sprzętu stosowanego w metodzie wgłębnego mieszania gruntu, a

nie jak jest w istocie do samej technologii czyli wytwarzania struktur z cementogruntu.

W grupie metod wgłębnego mieszania gruntu (DSM) należy wymienić technologię pionowych kolumn

(pojedynczych, podwójnych lub potrójnych) potocznie zwaną DSM (w niniejszym artykule określaną dalej jako

ADSM - ang. Auger Deep Soil Mixing w celu rozróżnienia zagadnień), technologię CSM (ang. cutter soil mixing)

jak również technologię SPRINGSOL opracowaną i stosowaną przez grupę Soletanche Bachy (Rys. 1÷2). Każda z

czterech wymienionych technologii ma swoje wady i zalety, jednak w efekcie końcowym daje taki sam lub

porównywalny produkt w postaci struktury z cementogruntu.

2.2. Charakterystyka

W dużym uproszczeniu, technologia TRMX polega na zniszczeniu istniejącej struktury gruntu, zazwyczaj bez

jego wydobycia, za pomocą frezów skrawająco mieszających przytwierdzonych do łańcucha poruszającego się

wzdłuż miecza trenchera (Rys. 2.) i jednoczesnym mieszaniu go ze spoiwem hydraulicznym pompowanym w

formie zawiesiny rzeczywistej. Znaczna moc silników hydraulicznych trenchera i wysoka prędkość przesuwu

łańcucha (powyżej 4,0 m/s) zapewniają bardzo dobre wymieszanie gruntu ze spoiwem prowadząc do

całkowitej unifikacji w profilu pionowym. W wyniku tego procesu powstaje jednorodny panel z

cementogruntu o zmodyfikowanych w zamierzony i kontrolowany sposób parametrach wytrzymałościowych i

filtracyjnych.


3

Rys. 2. Miecz trenchera z kompletem frezów skrawająco mieszających oraz trencher w trakcie realizacji

wzmocnienia gruntu pod nasyp drogowy [5].

Możliwości techniczne sprzętu dostępnego na rynku pozwalają obecnie na wykonywanie podłużnych

paneli o grubości 35÷45 cm i głębokości do 12m (wg posiadanej wiedzy autora, wśród innych Wykonawców

oferujących tą technologię, miały miejsce próby uzyskania głębokości 14,0m na zmodyfikowanym we własnym

zakresie osprzęcie-autor nie posiada jednak wiedzy nt. wyników tych prób).

Proces produkcji sterowany jest komputerowo, rejestrując w czasie rzeczywistym takie parametry jak

prędkość przemieszczania się trenchera, opcjonalnie również prędkość obrotu łańcucha, ilość tłoczonego

zaczynu, opory na głowicach hydraulicznych, głębokość panelu. Oprogramowanie pozwala na generowanie

dziennych raportów zawierających również pomiar czasu produkcji, datę, godzinę oraz ID kontraktu.

Typowy schemat produkcji przedstawiono na rys. 3. System centrali w której przygotowuje się zaczyn dla

każdej z technologii DSM jest taki sam, lub podobny i składa się z silosów i podajników ślimakowych, pompy z

rurociągiem oraz mieszalni automatycznej pozwalającej na komputerowe dozowanie składników.

Rys. 3. Schemat produkcji z zastosowaniem technologii Trenchmix® [6]

2.3. Możliwości zastosowania

TRENCHER

WYKOP WSTĘPNY

PANEL TRMX


4

Ze względu na swoją specyfikę, przy pewnych uwarunkowaniach, technologia TRMX znajduje swoje

zastosowanie w wielu sektorach budownictwa i szeroko pojętej problematyce ochrony środowiska oraz

gospodarki odpadami.

Na dzień dzisiejszy technologia TRMX w Polsce, w znacznej przewadze, znajduje swoje zastosowanie w

hydrotechnice, stanowiąc konkurencyjną cenowo i jakościowo technologię wykonywania przesłon

przeciwfiltracyjnych, w stosunku do technologii CSM czy ADSM. Od momentu wprowadzenia w Polsce

technologii TRMX, firma Soletanche zrealizowała w tej technologii dziesiątki projektów i wykonała miliony m2

ekranów wodoszczelnych, pozostając liderem na rynku przesłon. Poza znacznie wyższymi wydajnościami jakie

można dzięki niej uzyskać, ważnymi aspektami są jakość wykonania, która gwarantuje stuprocentowe ciągłości

i bardzo wysoki stopień homogenizacji, jak również mniejsze wymagania w odniesieniu do platform roboczych

czy ograniczeń co do napowietrznych mediów, z uwagi na małą wysokość i nisko położony środek ciężkości

sprzętu. Jedynym merytorycznym kryterium wykluczającym zastosowanie tej technologii w wykonywaniu

przesłon przeciwfiltracyjnych jest techniczne ograniczenie głębokości do 12m, lub brak dostępu z uwagi na

usytuowanie miecza trenchera w osi podłużnej maszyny.

Znacznie mniejszy udział w projektach realizowanych z wykorzystaniem technologii TRMX przypada na

budownictwo kubaturowe. Realizacje dotyczą zabezpieczania głębokich wykopów i ograniczania lub odcinania

dopływu wody gruntowej do wykopu. Nie mniej jednak, przy nieograniczonym dostępie i warunkach

gruntowych pozwalających na zastosowanie metod DSM, technologia TRMX okazuje się być bardzo

konkurencyjnym cenowo i szybkim rozwiązaniem. W rozdziale 4 artykułu omówiono w skrócie projekt pn.

„Bułgarska Poznań” zrealizowany w Poznaniu w 2016r., który zakładał zastosowanie trzech technologii, w tym

również TRMX jako zabezpieczenie głębokiego wykopu [7].

Kolejnym sektorem budownictwa w którym technologia TRMX jest już obecna i z powodzeniem stosowana

za granicą, to wzmacnianie podłoża gruntowego zarówno w przypadku infrastruktury drogowej i kolejowej, jak

również budownictwa kubaturowego. W Polsce, w 2015/2016 r. zrealizowany został w technologii TRMX

projekt wzmocnienia podłoża gruntowego pod nasypem drogowym o wysokości 21m (Rys. 2,6,7,8), wierząc że

jego realizacja będzie dobrym przykładem i początkiem rozwoju tej technologii, stanowiącej dobrą alternatywę

dla dotychczas stosowanych rozwiązań. Realizację projektu i jego charakterystykę szerzej opisano w kolejnym

rozdziale. Przykładem realizacji podobnych zadań za granicą z zastosowaniem TRMX są: wzmocnienie podłoża

pod nasypem drogowym – Frankfield Loch Stepps Szkocja, stabilizacja zbocza – Edinbourg Szkocja czy

wzmocnienie podłoża pod nasypem drogowym zjazdu z drogi ekspresowej – Paryż Francja.

Warto również wspomnieć, że polskie spółki należące do grupy Soletanche Freyssinet mając duże zaplecze

projektowe, oferują kompleksowe rozwiązania geotechniczne obejmujące zarówno projektowanie jak i

wykonawstwo łączące ze sobą m.in. technologie ciężkiego i głębokiego fundamentowania, wzmacniania

podłoża gruntowego, budowy i remontów obiektów hydrotechnicznych oraz budowy konstrukcji oporowych z

gruntu zbrojonego FREYSSISOL (Rys. 4).


5

Ostatnim obszarem w którym technologia trenchmix znajduje swoje zastosowanie jest ogólnie rozumiana

Ochrona Środowiska, tj. gospodarka składowiskami odpadów, zanieczyszczeniami i skażeniem gruntu, ich

stabilizacja i separacja. Z uwagi na fakt, iż zagadnienie ochrony środowiska jest jeszcze w Polsce mało

popularną dyscypliną o tendencji rozwojowej, wszelkie próby zastosowania technologii Trenchmix kończyły się

na etapie rozwiązania koncepcyjnego i nigdy nie doprowadziły do wejścia projektu w fazę realizacji. Nie mniej

jednak jest to duży obszar dający szansę nie tylko dla technologii TRMX, ale dla całej grupy metod DSM, które z

powodzeniem były już stosowane w Francji jako metody stabilizacji i separacji zanieczyszczeń gruntowych

(Chantier de Grand Quevilly, 2013/2014r.)

Rys. 4. Kompleksowe rozwiązanie w zakresie geotechnicznym; tu, dot. wzmocnienia podłoża w technologii

TRMX, budowy i remontów obiektów hydrotechnicznych oraz konstrukcji z gruntu zbrojonego FREYSSISOL [6].

3. Wzmocnienie podłoża gruntowego w technologii TRMX pod nasypem drogowym

3.1. Lokalizacja inwestycji i geometria obiektu PG-8

Teren inwestycji mieści się w powiecie rzeszowskim, w bezpośrednim sąsiedztwie miasta Reszów i dotyczy

budowy nowego odcinka drogi ekspresowej S19 łącząc ze sobą węzły drogowe „Świlcza” i „Rzeszów Płd.”.

Kontrakt realizowany jest w systemie zaprojektuj i zbuduj, a firmy Soletanche Polska Sp. z o.o., Menard Polska

Sp. z o.o. i Eurovia Polska S.A. (generalny wykonawca inwestycji) tworzą konsorcjum geotechniczne.

Zaprojektowana trasa przebiega wzdłuż terenu o zróżnicowanej budowie morfologicznej – deniwelacje

wynoszą średnio 17 m (Rys. 5, 6).


6

Rys. 5. Ukształtowanie terenu w obrębie obiektu PG-8 [5]

Realizacja inwestycji, na wielu jej odcinkach wiąże się z budową nasypów, spośród których najwyższy to

nasyp obiektu PG-8 (km 8+110÷8+380), który osiąga maksymalnie 21m w dolinie (km 8+234). Elementy nośne

obiektu stanowią dwie ławy fundamentowe na których opiera się jednoprzęsłowa konstrukcja łukowa o

rozpiętości 15,1m, wykonana z elementów prefabrykowanych [8]. Nasyp wraz z obiektem PG-8 posadowiono

na panelach cementowo-gruntowych wykonanych w technologii TRMX (Rys. 7).

Rys. 6. Ukształtowanie terenu oraz schodkowanie platformy w obrębie obiektu PG-8 [5]


7

Rys. 7. Fragment wzmocnienia podłoża gruntowego w technologii TRMX pod wysokim nasypem drogowym [8]

3.2. Charakterystyka podłoża gruntowego

Z uwagi na fakt, iż wstępnie rozpoznane warunki geologiczne określono jako bardzo niekorzystne, na

zlecenie Konsorcjum Geotechnicznego, wykonane zostało dokładne rozpoznanie podłoża gruntowego przez

Państwowy Instytut Geologiczny [9]. W ramach niniejszego opracowania wykonano szereg odwiertów (maks.

do 15m), sodowań, w tym badania wytrzymałości na ścinanie sondą FVT i SLVT, oraz sondowania CPT/CPTU do

głęb. maks. 20m. Opracowanie obejmowało również wykonanie szeregu badań laboratoryjnych w tym

edometrycznych oraz trójosiowego ściskania.

Uzyskane wyniki, pozwoliły na określenie niezbędnych do projektowania parametrów gruntów oraz na

wyznaczenie profili gruntowych. W warstwach przypowierzchniowych na zboczach stwierdzono występowanie

nienośnych lessów soliflukcyjnych wykształconych jako gliny pylaste i pyły w stanie miękkoplastycznym i

plastycznym o miąższości maksymalnej do 8-10m.

W podłożu doliny, tj. w miejscu zaprojektowanego obiektu PG-8, występują nienośne grunty organiczne

wykształcone w postaci namułów gliniastych i glin pylastych pruchniczych o miąższości do 5,5m, oraz nienośne

lessy aluwialne w postaci glin pylastych w stanie miękkoplastycznym i plastycznym o miąższości do 2m. Pod

ciągłą warstwą gruntów organicznych znajdują się potencjalnie nośne lessy aluwialne w postaci pyłów i glin

pylastych w stanie twardoplastycznym i półzwartym o miąższości od 2 do 7m.

Poniżej warstw nienośnych lessów soliflukcyjnych i potencjalnie nośnych lessów aluwialnych występują

nośne, mioceńskie osady piaszczysto-ilaste.

Do głębokości rozpoznania, nie nawiercono ciągłego zwierciadła wód gruntowych. Zaobserwowano jedynie

sączenia w obrębie gruntów organicznych.


8

Należy wspomnieć, że w podłożu doliny, tj. w miejscu zaprojektowanego obiektu PG-8 wykonane zostało

na pewnym obszarze doziarnienie gruntów nienośnych, gruntami nośnymi niespoistymi w celu

wyeliminowania ewentualnego ryzyka „zaburzenia” wiązania zaczynu z gruntem rodzimym (Rys.8). Wiązałoby

się to z dużym ryzykiem nieuzyskania wymaganych parametrów wytrzymałościowych próbek cementogruntu,

spowodowanym obecnością frakcji organicznej.

3.3. Model obliczeniowy i szczegóły rozwiązania

Obszerna i dokładna analiza podłoża gruntowego pozwoliła zdefiniować niezbędne parametry i dane

wsadowe do prawidłowego zamodelowania zagadnienia MES zarówno w płaskim stanie odkształcenia 2D w

którym wykorzystano oprogramowanie Plaxis i zastosowano model Coulomba-Mohra oraz w przestrzennym

3D, stosując do obliczeń program Z Soil oraz model Hardening Soil) [10].

Na podstawie wstępnie wykonanych analiz numerycznych, przy optymalnie dobranej geometrii paneli

TRMX (rozstaw oraz układ w planie, ich grubość i głębokość) oraz konstrukcji nasypu zbadano kryterium

stateczności skarp i oszacowano maksymalne wartości osiadań oraz naprężeń działających na panele TRMX.

Głównym kryterium jakościowym wykonania paneli TRMX, było przyjęcie minimalnej wartości

wytrzymałości na ściskanie próbek cementogruntu Rm równej 2,5 MPa. Wartość ta uwzględnia

niejednorodność wymieszanego cementogruntu oraz zmienność warunków gruntowych. Szacowane na

podstawie obliczeń numerycznych, maksymalne wartości naprężeń w panelach wyniosły 1,3 MPa.

Z odpowiednim wyprzedzeniem prac głównych, wykonawca wzmocnienia TRMX przystąpił do badań

testowych mających na celu optymalne określenie receptury zawiesiny oraz jej dozowania w taki sposób, aby

po 90 dniach od wykonania, badane próbki cementogruntu uzyskiwały wymagane parametry

wytrzymałościowe i jakościowe. Wykonano szereg badań dla różnych przedziałów zawartości suchej masy

spoiwa w stosunku do 1 m3 gotowego cementogruntu z uwzględnieniem wilgotności naturalnej mieszanych

gruntów.

Ostatecznie dozowanie zawierało się w przedziale 300÷400 kg suchego spoiwa na 1 m3 gotowego

cementogruntu co wynikało głównie z konieczności stałego korygowania dozowania zaczynu jak i jego gęstości

wobec znacznego wydobywania się świeżego cementogruntu poza transzeję panelu. Zjawisko to, w przypadku

braku świadomości możliwości wystąpienia i pozostawienia bez reakcji Wykonawcy, mogłoby znacznie zaniżyć

zdefiniowaną w recepturze, wymaganą ilość dostarczanej suchej masy spoiwa do paneli. Uzyskiwane wyniki

badań gruntobetonu po 56 dniach osiągały wymagane wytrzymałości na ściskanie, potwierdzając słuszność

założeń dozowania spoiwa. W miejscu lokalnej wymiany gruntu na niespoisty, otrzymywane wyniki z

pobranych próbek cementogruntu były znacznie wyższe od zakładanych.

Ostatecznie rozwiązanie projektowe zakładało wykonanie 101 paneli o grubości 40 cm w kierunku

prostopadłym do osi drogi, i zmiennej głębokości od 6,0m począwszy od górnej partii każdego ze zboczy doliny

gdzie stwierdzono początek występowania lessów soliflukcyjnych, do 10,0 m w centralnej części doliny gdzie


9

występowały lokalnie grunty organiczne. Rozstaw paneli uzależniony był od wysokości projektowanego nasypu

i wahał się od 2,0m w miejscu jego maksymalnej wysokości do 3,0m w miejscach w których jego wysokość

malała.

Nie mniejsze znaczenie miał układ paneli w stosunku do kierunku spływu wód gruntowych. Równoległe do

osi jezdni ułożenie paneli czy rozwiązanie w formie rusztu mogły by powodować utrudnianie przepływu wody

gruntowej powodując jej spiętrzanie, zwiększając tym samym naprężenia w panelach TRMX. (Rys. 8).

Na dzień dzisiejszy, prace związane z formowaniem docelowego nasypu oraz wykonaniem nawierzchni nie

zostały jeszcze zakończone, wobec powyższego nie znane są ostateczne wyniki pomiarów osiadań w fazie

eksploatacyjnej. Spodziewane osiadania maksymalne nasypu, projektant oszacował na 29,0cm. Prowadzony

monitoring nie wykazuje na chwilę obecną niepokojących wartości, a poziom porównawczy określony dla

12,0m daje porównywalne wyniki.

Ostateczna weryfikacja przyjętych założeń z pomiarami rzeczywistymi uzyskanymi na podstawie

prowadzonego monitoringu będzie wykonana po zakończeniu realizacji obiektu, a wyniki analizy z pewnością

przyczynią się do pojawienia się kolejnych publikacji na ten temat.

Rys. 8. Przekrój poprzeczny przez wzmocnione podłoże w obszarze obiektu PG-8 [8]

Analizowany przypadek posadowienia tak wysokiego nasypu jest niewątpliwie dużym wyzwaniem

geotechnicznym zarówno pod względem projektowym i wykonawczym. Rangę problemu podnosi fakt, że w tak

złożonym przypadku, rozwiązanie projektowe zakłada wykorzystanie technologii, która do tej pory nie miała

zastosowania w kontekście wzmacniania podłoża w Polsce i nie jest dobrze znana generalnym wykonawcom,

ani inwestorom. Pomimo innowacyjnego rozwiązania, projekt zyskał przychylną opinię Zamawiającego,

wzbudzając jednocześnie duże zainteresowanie oraz pozytywne opinie nadzoru inwestorskiego w trakcie

produkcji.

Doświadczona kadra projektowa i nadzór techniczny z ramienia Konsorcjum Geotechnicznego oraz bogate

zaplecze techniczno-naukowe grupy Soletanche Freyssinet pozwoliły na wypracowanie optymalnej koncepcji i

zrealizowanie trudnego zagadnienia geotechnicznego.

4. Zabezpieczenie głębokiego wykopu z zastosowaniem technologii TRMX


10

Oferta dostępnych na rynku technologii dotyczących zabezpieczania głębokich wykopów jest bardzo

szeroka dając zamawiającemu dużą możliwość optymalizacji kosztów planowanych inwestycji. Coraz częściej

jednak proponowane przez wykonawców rozwiązania koncepcyjne zabezpieczeń wykopów, z uwagi na dużą

konkurencję, zakładają wykorzystanie co najmniej kilku technologii w ramach jednego projektu, aby

maksymalnie zoptymalizować koszty w celu pozyskania kontraktu.

Przykładem takiego rozwiązania jest projekt pn. „Bułgarska Poznań”, zrealizowany w 2016r w którym

zastosowano trzy technologie zabezpieczenia wykopu. Ich cechą wspólną, była dodatkowa funkcja bariery

przeciwwodnej z uwagi na występujące ciągłe zwierciadło wody gruntowej.

Klasyczny przypadek warunków gruntowo wodnych z góry wymuszał założenie odcięcia się

zaprojektowaną obudową od wody, poprzez zakotwienie jej w gruntach nieprzepuszczalnych, których strop

zalegał 13÷14 m poniżej poz. istniejącego terenu, a zwierciadło wody gruntowej stabilizowało się na gł.

5,80÷6,60 m poniżej poz. terenu [11,12,13]. W rozwiązaniach koncepcyjnych brano pod uwagę 4 technologie:

ściany szczelinowe, przesłona w technologii szczeliny kopanej, ADSM oraz TRMX. Ostatecznie projekt

zrealizowano przy zastosowaniu trzech z pośród w/w z wyłączeniem technologii ADSM.

Rzut podziemia budynku zbliżony był do prostokąta, z dodatkowym elementem łukowym na krótszym

z jego boków (Rys. 9). Drugi z krótkich boków graniczył z jedyną możliwą drogą dojazdową na teren budowy, w

odległości pozwalającej na obniżenie platformy roboczej i odpowiednie skarpowanie, otwierając front dla

przesłony zbrojonej i kotwionej wykonanej w technologii TRMX. Dłuższy bok podziemia graniczący

bezpośrednio z ulicą Bułgarską, narzucał jedyne możliwe rozwiązanie - technologię ścian szczelinowych z uwagi

na usytuowanie projektowanego podziemia w ostrej granicy działki i generowane duże obciążenia na

obudowę. Przeciwległy długi bok nie był ograniczony pod względem istniejącej infrastruktury czy granic działki.

Pozwalało to na obniżenie platformy roboczej, oraz odsunięcie obudowy na odległość pozwalającą na

wykonanie przesłony niezbrojonej TRMX z przyporą gruntową. Krótki bok z fragmentem łuku, z uwagi na

kształt podziemia, oraz brak możliwości obniżenia platformy roboczej, wymuszał wykonanie obudowy powyżej.

gł. 12,0m co automatycznie eliminowało technologię TRMX. Chęć wykorzystania obecnego na budowie sprzętu

do ścian szczelinowych zaowocowała rozwiązaniem zakładającym wykonanie w tym miejscu przesłony

zbrojonej w technologii szczeliny kopanej.


11

Rys. 9. Rzut obudowy wykopu na zadaniu „Bułgarska – Poznań” [7]

Tak przyjęte rozwiązanie pozwoliło na maksymalne zoptymalizowanie kosztów i pozyskanie kontraktu

głównie dzięki zastosowaniu technologii TRMX – której koszty są niższe a tempo produkcji znacznie szybsze od

technologii ADSM.

Poza w/w projektem, z powodzeniem realizowane są również projekty zabezpieczenia wykopu

bazujące wyłącznie na technologii TRMX. Przykładem są następujące realizacje: Pileckiego W-wa (rok 2012),

Rewa (rok 2015), Światowida W-wa (rok 2015) czy Jaśminowy Mokotów W-wa (rok 2016). Poza realizacjami w

kraju, grupa Soletanche Bachy, realizuje na całym świecie projekty zabezpieczeń wykopów, przesłon

przeciwfiltracyjnych, wzmocnień podłoża gruntowego czy stabilizacji i neutralizacji zanieczyszczeń podłoża

gruntowego (wspólnie z Sol Environment) przy zastosowaniu technologii TRMX.

5. Wady i zalety technologii TRMX w odniesieniu do omówionych zastosowań

Każda z dostępnych technologii posiada swoje mocne i słabsze strony. Techniczne możliwości

zastosowania, rentowność, i wyższość każdej z nich względem pozostałych uzależniona jest od takich

czynników jak uwarunkowania istniejącej zabudowy, warunki geologiczne i geomorfologiczne oraz specyfika

samego projektu. Również technologia TRMX, pomimo wielu swoich mocnych stron, posiada pewne wady,

które niejednokrotnie mogą podważyć zasadność jej stosowania lub całkowicie wyłączyć z rozważań.


12

Niewątpliwie dużą zaletą technologii jest możliwość uzyskiwania dużego tempa produkcji, nawet do 1.200

m2 na zmianę. Jest ono jednak uzależnione od pewnych czynników, tj. układu paneli w stosunku do osi jezdni,

toru czy wału (w przypadku obiektów liniowych), minimalnych długości pojedynczych paneli oraz

powtarzalności parametru głębokości paneli. W analizowanym przypadku wzmocnienia, pomimo ułożenia

poprzecznego paneli do osi jezdni, z powodzeniem osiągano zakładane na etapie wyceny wydajności średnie, z

uwagi na optymalne długości pojedynczych odcinków będące wynikową geometrii nasypu. Mała zmienność

głębokości paneli (6,0÷10,0m) oraz możliwość regulacji zagłębienia miecza w zakresie 2,0÷3,0m w pionie (w

zależności od typu maszyny) były kolejnym czynnikiem, w tym przypadku pozytywnie wpływającym na tempo

produkcji i ilość tzw. dni nieprodukcyjnych, wynikających z konieczności przezbrojenia miecza. W branży

hydrotechnicznej, gdzie wykonuje się długie, często kilkukilometrowe przesłony, zazwyczaj o stałej głębokości

technologia ta jest najbardziej optymalnym rozwiązaniem, o ile głębokości projektowanych przesłon nie

przekraczają 12m, co jest raczej rzadkością. Należy zatem być świadomym, że duża zmienność głębokości,

krótkie odcinki wzmocnienia czy nieregularny przebieg są zdecydowanym ograniczeniem tej technologii.

Kolejną mocną stroną technologii TRMX względem pozostałych z grupy metod DSM (ADSM oraz CSM i

SPRINGSOL) jest jej wyższa powtarzalność – tj. uzyskiwanie homogenicznej struktury o małej zmienności

parametrów na całej wysokości profilu. Mieszanie odbywa się w tym przypadku jednocześnie na całej

wysokości roboczej miecza w kierunku pionowym w sposób ciągły. Pozwala to na korektę wartości

stosowanych współczynników materiałowych uwzględniających ewentualną niejednorodność podłoża

gruntowego oraz lokalnie występujące soczewki gruntów organicznych, otwierając możliwości optymalizacji

kosztów, dając jednocześnie lepszy produkt.

W zakresie sektora budownictwa hydrotechnicznego i kubaturowego oraz wspomnianej powyżej,

rozwijającej się dyscypliny jaką jest ochrona środowiska, bardzo istotnym czynnikiem jest ograniczenie filtracji.

Technologia TRMX, wśród metod wgłębnego mieszania gruntu (DSM) daje stu procentową gwarancję

szczelnego wykonania przesłon przeciwfiltracyjnych, co wynika bezpośrednio z mechanizmu pracy trenchera i

eliminuje ryzyko wystąpienia tzw. okien filtracyjnych, które może wystąpić w technologii ADSM.

W kontekście wzmacniania podłoża gruntowego oraz globalnie rozpatrywanej współpracy wzmacnianego

ośrodka z podłużnymi panelami TRMX, technologia ta, daje możliwości wykonywania równoległych do siebie,

względnie przecinających się wzajemnie paneli w postaci rusztu, o grubości pojedynczego elementu 35÷45cm

(w niektórych warunkach 50cm), zwiększając w ten sposób sztywność bryły, uzyskując wyższy wskaźnik

wymiany niż w przypadku pojedynczych kolumn i bardzo dobrą współpracę z gruntem co jest jej niewątpliwym

atutem.

Wyraźnym minusem technologii jest sztywne przytwierdzenie miecza w osi podłużnej trenchera, tj. w

połowie jego szerokości co było odczuwalne również w omawianym przypadku posadowienia nasypu, a

dokładnie w kontekście schodkowania platformy roboczej. Brak możliwości przesuwu miecza do lewej bądź

prawej krawędzi gąsienic wymuszało niejednokrotnie podcinanie platformy u podnóża bądź jej dosypywanie z

uwagi na konieczność ustawienia maszyny nad osią projektowanego panelu. Nie mniej jednak, biorąc pod


13

uwagę gabaryty i masę sprzętu, nisko położony środek ciężkości i możliwości regulacji pionowania miecza,

wymagania co do jakości i spadków platform roboczych są znacznie niższe niż w przypadku stosowania

tradycyjnych wiertnic/palownic wykonujących wzmocnienie w innych technologiach. Niedoskonałość o której

mowa, jest bardzo ważnym czynnikiem w aspekcie zabezpieczeń głębokich wykopów. Coraz częściej inwestycje

kubaturowe zlokalizowane są w ścisłej zabudowie, gdzie usytuowanie w planie obudowy zabezpieczającej

wykop znajduje się w ostrej granicy działki, lub jest tak nieregularne, że a priori eliminuje z rozważań

technologię Trenchmix.

Analizując gabaryty jednostki głównej – trenchera, dużą korzyścią jest względnie niska masa własna (ok.

45-55 ton w zależności od modelu) oraz mała wysokość robocza (ok. 3,4m) co wiąże się bezpośrednio z nisko

położonym środkiem ciężkości. Pozwala to na przyjęcie niższych kryteriów w kontekście wymogów

projektowych platform roboczych, oraz pracę sprzętem pod istniejącymi napowietrznymi mediami bez

konieczności ich przebudowy.

6. Podsumowanie i wnioski

W referacie przybliżono ogólną charakterystykę technologii Trenchmix® (CDMM) oraz podstawowe cechy

szczególne wyróżniające ją w grupie metod wgłębnego mieszania gruntu (DSM).

Przedstawiono również podział na technologie w grupie metod wgłębnego mieszania gruntów i

zaproponowano usystematyzowanie terminologii określających każdą z nich, nawiązując do powszechnie

stosowanego terminu DSM, błędnie utożsamianego wyłącznie z technologią pionowych kolumn wgłębnego

mieszania gruntu.

Autor podjął próbę dokonania obiektywnej analizy cech charakterystycznych technologii TRMX będąc

świadomym, że pomimo wielu atutów, posiada ona swoje „ułomności” o czym wspomniano w niniejszym

referacie. Nie mniej jednak, technologia posiada duży potencjał i możliwości rozwoju w wielu sektorach

budownictwa oraz szeroko rozumianej ochronie środowiska, co wykazano na podstawie dwóch omówionych w

niniejszym artykule projektach oraz pozostałych kilku przykładach z podobnych realizacji w Polsce i za granicą.

Stosunkowo mała na dzień dzisiejszy wiedza projektantów, inwestorów oraz generalnych wykonawców na

temat technologii TRMX i jej możliwości zastosowania, czynią ją nadal technologią „niszową”, pomimo

zauważalnego coraz większego udziału w realizacjach projektów krajowych z jej wykorzystaniem.

Autor pragnie podziękować nieżyjącemu już bliskiemu koledze Mariuszowi Hoffmannowi, za przekazaną w

ciągu ostatnich kilku lat ścisłej współpracy wiedzę z zakresu technologii Trenchmix®.

7. Literatura


14

[1] Soil mixing innovations – S. Borel (Soletanche Bachy France), BGA CFMS conference – London, 7

December 2007,

[2] http://condon-johnson.com/equipment-we-use/ground-improvement-equipment/soil-mixing/,

[3] http://www.isp-sa.ch/?page_id=46&lang=fr,

[4] http://www.tectonica-online.com/products/2667/columns_soil-cement_treatment_soil_springsol/,

[5] http://www.nowiny24.pl/wiadomosci/rzeszow/art/9058029,budowa-drogi-s19-swilczakielanowka-w-

rejonie-rzeszowa-foto-wideo,id,t.html,

[6] Reinforced Earth & Trenchmix – wewnętrzne materiały grupy Soletanche Freyssinet,

[7] Projekt wykonawczy ścian szczelinowych rozpieranych rozporami stalowymi w fazie tymczasowej oraz

przesłony przeciwfiltracyjnej częściowo zbrojonej na potrzeby inwestycji pn. „Zespół mieszkalno-

usługowy z funkcją biurową wraz z parkingiem podziemnym i kładką pieszą nad wjazdem do parkingu

podziemnego w Poznaniu przy ul Bułgarskiej 59/61, M. Zorzycki, M. Oksięciuk, N. Komorowska, marzec

2016,

[8] Projekt Wykonawczy wzmocnienia podłoża gruntowego na dojeździe oraz pod fundamentami obiektu

PG-8, P. Bąbała, P. Gos, T. Warchał, Kraków, 2014,

[9] Dokumentacja badań podłoża na potrzeby realizacji zadania pt. „Budowa drogi ekspresowej S-19 od km

5+093,00 do km 11+402,31 odcinek od węzła Świlcza (DK 4) bez węzła do węzła Rzeszów Południe

(Kielanówka) z węzłem, wraz z niezbędną infrastrukturą techniczną, budowlami i urządzeniami

budowlanymi", wykonana przez Państwowy Instytut Geologiczny w Warszawie,

[10] Wzmocnienie podłoża gruntowego pod wysokim nasypem drogowym w technologii trenchmix, P.

Bąbała, P. Gos, T. Warchał,03/2017,

[11] Dokumentacja geotechniczna o warunkach gruntowo-wodnych terenu pod zespół zabudowy

mieszkalno-usługowej z f-cją biurową wraz z parkingiem podziemnym, Z. Młynarek, M. Stryczyńska, W.

Tschuschke, HEBO Poznań Sp. z o.o. 07.2007r.

[12] Dokumentacja z uzupełniających badań geotechnicznych określająca warunki gruntowo-wodne dla

budowy zespołu budynków mieszkalno-usługowych z funkcją biurową wraz z parkingiem podziemnym,

M. Troć, M. Nowak, D. Wichłacz, GT Projekt Sp. z o.o.04.2008r,

[13] Dokumentacja geotechniczna warunków podłoża gruntowego budynku wielokondygnacyjnego

projektowanego przy ul. Bułgarskiej 59/61w Poznaniu, Z. Bartczak, K. Nazdrowicz, M. Bińczyk, M.

Wiśniewska, Geo-Sonda Pracownia Geologiczna S.C., 11.2010r,

[14] Wykonywanie przegród przeciwfiltracyjnych metodą wgłębnego mieszania gruntu na mokro Trenchmix®

oraz wykopu szczelinowego stabilizowanego zawiesiną twardniejącą przez Soletanche Polska, P.

Głowacki, M. Hoffmann,

[15] Wzmocnienia gruntu. Nowe zastosowania technologii Trenchmix®, P. Bąbała, M. Chmielewski, P. Łysiak,

T. Warchał, Rzeszów, Lipiec 2016.

http://condon-johnson.com/equipment-we-use/ground-improvement-equipment/soil-mixing/

http://www.isp-sa.ch/?page_id=46&lang=fr

http://www.tectonica-online.com/products/2667/columns_soil-cement_treatment_soil_springsol/

http://www.nowiny24.pl/wiadomosci/rzeszow/art/9058029,budowa-drogi-s19-swilczakielanowka-w-rejonie-rzeszowa-foto-wideo,id,t.html

http://www.nowiny24.pl/wiadomosci/rzeszow/art/9058029,budowa-drogi-s19-swilczakielanowka-w-rejonie-rzeszowa-foto-wideo,id,t.html

Trenchmix możliwości zastosowania w budownictwie ......System centrali w której przygotowuje się...

Documents

Transcript of Trenchmix możliwości zastosowania w budownictwie ......System centrali w której przygotowuje się...