Wpływ technologii nawierzchni drogowej na dobór metody stabilizacji podło a gruntowego. mgr in. Przemysław Gos Menard Polska

Transkrypt

1 Wpływ technologii nawierzchni drogowej na dobór metody stabilizacji podło a gruntowego mgr in. Przemysław Gos Menard Polska

2 PROJEKTOWNIE GRUBOŚCI WARSTW NAWIERZCHNI: Określe ie o iąże ia ru he [KR ] Określe ie waru ków wod y h [złe, prze ięt e, do re] Określe ie waru ków gru towy h [wysadzi owość] Określe ie grupy oś oś i podłoża [G ] Przyję ie typowej ko struk ji awierz h i Sprawdze ie waru ku rozoodpor oś i Przyję ie ostate z ej ko struk ji

3 3

4 PRZYKŁADOWE ROZWI ZANIA - POG POSTAWIONE WYMAGANIA DLA ROBÓT ZWIĄZANYCH ZE WZOCNIENIEM PODŁOŻA GRUNTOWEGO: - WSKAŹNIK STATECZNOŚCI NASYPU DROGOWEGO SF - OSIADANIA PO 5 LATACH UŻYTKOWANIA DROGI S - OSIADANIA PO - OSIADANIA NA DOJAZDACH DO WIADUKTÓW ORAZ MOSTU S LATACH UŻYTKOWANIA DROGI S,5 W FAZIE UŻYTKOWANIA DROGI, 5M, M, M

5 Technologie wzmocnienia podło a MSC CFA ISR JG DSM BMC SC CMC VF MMB DC MCC VD RIC MCC DR 5

6 WZMOCNIENIE PODŁO A TECHNOLOGIE KONSOLIDACYJNE PRZECI ENIE DRENA Z PRZECI ENIEM KONSOLIDACJA PRÓZNIOWA 6

7 WZMOCNIENIE PODŁO A TECHNOLOGIE DYNAMICZNE ZAG SZCZANIE DYNAMICZNE - DC WYMIANA DYNAMICZNA - DR ZAG SZCZANIE IMPULSOWE - RIC MIKROWYBUCHY MMB

8 WZMOCNIENIE PODŁO A MIESZANIE GRUNTU KOLUMNY CEMENTOWOGRUNTOWE - DSM KOLUMNY JET-GROUNTING

9 WZMOCNIENIE PODŁO A TECHNOLOGIE WIBRACYJNE WIBROFLOTACJAVF WIBROWYMIANASC KOLUMNY PODATNE- MSC

10 WZMOCNIENIE PODŁO A TECHNOLOGIE SZTYWNE KOLUMNY BETONOWE WIERCONE KOLUMNY PRZEMIESZCZENIOWE CMC KOLUMNY BMC 10

11 WZMOCNIENIE PODŁO A 11

12 WZMOCNIENIE PODŁO A - VD 12

13 Schemat wykonania platformy roboczej oraz warstwy transmisyjnej na drenach pionowych Platforma robocza = warstwa ods czaj ca Materiał niespoisty wraz z przekładkami geosyntetycznymi o odpowiedniej wytrzymało ci na rozci ganie Geowłóknina separacyjna Pozostawienie ko ucha przypowierzchniowego 13

14 Parametry: Consolidation par drains verticaux / Konsolidacja drenami pionowymi Valeur / Wielkość unité/ jednost ka Cv 6,3E-08 m²/s Cr 1,3E-07 m²/s Données du problème / Dane problem Paramètres du sol à consolider / Parametry gruntu konsolidowanego Coefficient consolidation verticale / Współczynnik konsolidacji pionowej Coefficient consolidation radiale / Współczynnik konsoluidacji radialnej Faces drainantes (1 ou 2) / twarz drenów Epaisseur drainée / Miąższo c odwodnienia Maillage / rozstawa drenów L { S} rednica drenów m unité/ jednost ka 1,2 m 1,13 d 0,05 m U U n² 3n² 1 D ln(n), et Kn n² 1 4n² d v v C v * t H ² (1 r 1 e 1 2T v ( 8 C 3 ) r* t D ²F (n ) 1 6 Współczynnik ci liwo ci pierwotnej Cc Współczynnik ci liwo ci obci enie/odci enie Cs Współczynnik konsolidacji długotrwałej Cα Współczynniki konsolidacji Cv Ch ) consolidation /Konsolidacja 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 consolidation sans drainage /konsolidacja bez drenażu temps de chargement (mois) / czas Ajustement du drainage / Zastosowanie drenażu Résultats et vérifications / Wyniki i audyty 2,20 Valeur / Wielkość degré de consolidation (%) / stopień konsolidacji Graphe de sélection du maillage / Wybór oczek Wykres h Réseau triangulaire (1,05); carré (1,13) / Sieć trójkątna (1,05); kwadratowa (1,13) Diamètre des drains / T 1 Paramètres du drainage / Parametry drenażu F(n) Valeur / Wielkość unité/ jednost ka Temps de chargement / czas obciążania t 3,00 mois / miesiąc consolidation non drainée / Konsolidacja bez drenażu Uv 36,08 % consolidation drainée / Konsolidacja z drenażem U 88,37 % Valeur / Wielkość unité/ jednost ka 88 % Objectif de consolidation / Cel konsolidacji degré de consolidation / Stopień konsolidacji U (1 U) (1 Uv)*(1 Ur) Tv Uv 4 Th durée de chargement / Czas trwania obciażenia chargement terrain non drainé / Obciażony grunt bez drenażu t 22 mois chargement terrain drainé / Obciążony grunt z drenażem t 3 mois Cv t - współczynnik czasu dla konsolidacji pionowej H2 Tv - stopień konsolidacji dla konsolidacji pionowej Ch t - współczynnik czasu dla konsolidacji poziomej De 2 Th - stopień konsolidacji dla konsolidacji poziomej Uh 1 exp 8 F (n) U 1 (1 Uh) (1 Uv) - stopień konsolidacji globalnej

15 Osiadania bezwzgl dne Osiadania resztkowe met.analit. PLAXIS met.analit. PLAXIS 0,591m 0,661m - po 5 latach eksploatacji 0,633m 0,710m po 30 latach eksploatacji 0,651m 0,727m po zdj ciu nasypu przeci. 15 Kryterium Wniosek ,042m 0,049m 0,050m Spełnione 0,060m 0,066m 0,100m Spełnione

16 16

17 WZMOCNIENIE PODŁO A - CMC

18 WZMOCNIENIE PODŁO A 18

19 WZMOCNIENIE PODŁO A - CMC Rozstaw = 1.2 to 3 m rednica 25-60cm Nasyp drogowy 2,5-18 m Pojedyncza kolumna = no no ć ok kn

20 20

21 MENARD KOLUMNY BETONOWE CMC OBIEKT WYZNACZENIE NOŚNOŚCI KOLUMNY CMC AUTOR NR sondy DATA DANE Śred i a pala D = powierzchnia boczna pala As = Pozio O li za ie 0,4 [m] 3 0,1257 [m ] 2 1,26 [m /mb] Pole podstawy Ab = IL ze stop ia plasty z oś i dla g u tów spoisty h wartosci qc 0,35 zawa tość 1,8 f ak ji iłowej IL grunty spoiste qc [Mpa] Poziom terenu zt= 98,40 [m.n.p.m] <10% 0,35 3,3 posadowie ia o zepu/głowi y pala zo= 98,40 [m.n.p.m] 10-30% 0,35 1,8 >30% 0,35 0,6 Zagłę ie ie o zepu Δz= Poziom stopy Kolumny z s= 0 [m] O liz za ie 93,40 [m] ID dla g u tów iespoisty h qc [MPa] Ta li a 4 Współ zy 14,11 0,65 NR warstwy rodzaj gruntu Oznaczenie Poziom terenu zęd a dł.kolu warstwy y symbol h z jednostka [m] [ m.n.p.m ] p.p 1 IA Stan gruntu L 0 0 2,5 2,5 Współ zy iki technologiczne Opó pod G a i z y opó g a i z y opó stozkiem sondy na pobocznicy pod stozkiem Nos ość pobocznicy Noś ość podstawy ID IL y1 y2 qc qsu qbu Rsu Rbu [-] [-] [-] [-] [ Mpa] [kpa] [kpa] [kn] [kn] 0, ,0 iki ψ oraz ψ według propozy ji Busta a te, Gia selli y1 Rodzaj gruntu 0,0 0,00 0,00 2 II 4,7 2,2 0,1 0,1 0 0,0 0,0 0,00 0,00 3 III 7 2,3 0, ,7 3000,0 586,43 376, qc [Mpa] Pale wiercone i i iektowa e pod ały iś ie ie y2 Pale wiercone i i iektowa e pod duży iś ie ie Pale wiercone Iły iekkoplasty z e i a uły <1 0,4 0, Iły półzwa te 1-5 0,35 0, Gli y plasty z e i piaski luź e 5 0,4 0, Zwa te iły i gli y >5 0,45 0, Kreda plastyczna 5 0,2 0, Żwi i piaski ś ed io zagęsz zo e K eda spęka a do zwiet załej ( rumosz ) Żwi i piaski zagęsz zo e ,4 0, >5 0,2 0, > 12 0,3 0, AUTOR y1 Van der Veen, Boersma, Mohan i inni 0,67 50 Wszystkie rodzaje pali i gruntu Meyerfof pale wbijane, grunty niespoiste Begemann Tassios 0,67 7 y2 Ridzaj pali i gruntu pale wbijane, wszystkie rodaje gruntu 100 żwir 200 piasek 300 piasek pylasty Pale wbijane, grunty niespoiste Senneset 0, ,43 2,5 O ięże ie g a i z e w głowi y pala Współ zy ik ezpie zeństwa Noś ość G a i z a PALA Współ zy ik ezpie zeństwa Noś ość o li ze iowa PALA R u= 376, [kn] m1= 0,9 [-] nn= 867,1 [kn] m2= 0,9 [-] Nt= 780,4 [kn] 21 Pale wbijane Trzon W rurze Trzon W rurze betonowy obsadowej betonowy obsadowej Wszystkie rodzaje pali i piaski

22 Schemat wykonania platformy roboczej oraz warstwy transmisyjnej na kolumnach sztywnych Materiał niespoisty wraz z przekładkami geosyntetycznymi lub siatkami stalowymi (kontrola zbrojenia po k tem siła odkształcenie) Platforma robocza (grunt stabilizowany, niespoisty) Ev2 min. 30 MPa 22

23 WPŁYW SZTYWNO CI WARSTWY TRANSMISYJNEJ NA ROZKŁAD SIŁ WEWN TRZNYCH WZMOCNIENIA 23

24 24

25 Warstwa transmisyjna o małej odkształcalno ci 2% WPŁYW SZTYWNO CI WARSTWY TRANSMISYJNEJ NA ROZKŁAD SIŁ WEWN TRZNYCH WZMOCNIENIA M=7,5 knm/m Warstwa transmisyjna o du ej odkształcalnoryzyko ci złamania >5% kolumn skrajnych Ryzyko złamania kolumn skrajnych 25 M=22,5 knm/m

26 MENARD KOLUMNY BETONOWE CMC 26

27 27

28 28

29 29

30 30

31 31

32 32

33 33

34 34

35 35

36 36

37 WZMOCNIENIE PODŁO A - CMC

38 JAKO Ć BADA PODŁO A GRUNTOWEGO Wyznaczaj c parametry gruntu pomija si histori geologiczn analizowanego podło a (OCR). W pewnych rozwi zaniach posadowienia istotny jest współczynnik filtracji, o czym si cz sto zapomina. Parametry wykorzystywane w zaawansowanych programach obliczeniowych w przypadku bardzo skomplikowanych warunków gruntowych warto rozwa yć zasadno ć przeprowadzenia takich bada. Oszczędna dokumentacja geologiczna zazwyczaj prowadzi do nierealnych warto ci osiadań konstrukcji. Je eli grunt jest słaby, tzn. wyst puj grunty organiczne, wysadzinowe, nasypy antropogeniczne itp. koszty poniesione na wykonanie rzetelnych badań geologicznych zawsze si zwróc. 38

39 JAKO Ć BADA PODŁO A GRUNTOWEGO Grunty organiczne powinny być poddane szczególnej analizie, tymczasem cz sto jest zupełnie na odwrót - ich parametry s całkowicie pomini te w dokumentacji. Poza badaniami in situ zaleca si wykonanie bada edometrycznych. Warstwy geologiczno-inżynierskie Parametry wg PN-B-03020:1981 Stan gruntu Numer warstwy Rodzaj gruntu ID [-] IL [-] Gęstość objętościowa Kąt tarcia wewnętrznego Spójność Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej r [t/m3] fu [ ] cu [kpa] M0 [MPa] M [MPa] I nn II Nm, T III G, Gp - 0,35 2, IV Pd, Ps 0,5-2, Grunty nie nadające się do bezpośredniego posadowienia. 39

40 WZMOCNIENIE PODŁO A - WYKONYWANIE METRYKI 40

41 METRYKI

42 OBCI WZMOCNIENIE PODŁO A - WYKONYWANIE ENIA PRÓBNE

43 WZMOCNIENIE PODŁO A - WYKONYWANIE OBCI ENIA PRÓBNE - POWIERZCHNIOWE

44 PRZYKŁADOWE ROZWI ZANIA - POG PROJEKT OBLICZENIA WZMOCNIENIE KOLUMNAMI CMC OBLICZENIA DODATKOWE: -SPRAWDZENIE OBLICZONYCH PRZEMIESZCZEŃ W MODELU MES 3D -SPRAWDZENIE OBLICZONYCH NAPRĘŻEŃ W MODELU MES 3D -ANALIZA POŁĄCZEŃ SIATEK STALOWYCH 44

45 WZMOCNIENIE PODŁO A - PROJEKTOWANIE DZI KUJ ZA UWAG