Poz. Tytuł Nr str. SPIS ZAWARTOŚCI OPRACOWANIA 1 CZĘŚĆ OPISOWA 1. INFORMACJE OGÓLNE 2

Transkrypt

1 ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA Poz. Tytuł Nr str. SPIS ZAWARTOŚCI OPRACOWANIA 1 CZĘŚĆ OPISOWA 1. INFORMACJE OGÓLNE OPIS ROZWIĄZAŃ PROJEKTOWYCH WZMOCNIENIA PODŁOŻA POD NASYPAMI DLA ODCINKA PROJEKTOWANEJ OBWODNICY OPIS ROZWIĄZAŃ PROJEKTOWYCH WZMOCNIENIA SKARP NASYPÓW WYSOKICH O WYSOKOŚCI > 3,0m DLA ODCINKA PROJEKTOWANEJ OBWODNICY CZĘŚĆ RYSUNKOWA 3 8 Nr rys. K-01 Przekroje poprzeczne. Wzmocnienie typ A, E K-02 Przekroje poprzeczne. Wzmocnienie typ B, C1, C2, C3, D1, D2 K-03 Przekroje poprzeczne. Zbrojenie skarp nasypów K-04 Zabezpieczenie przeciwerozyjne powierzchni skarp OŚWIADCZENIA PROJEKTANTÓW I INFORMACJE O UPRAWNIENIACH 1

2 1. INFORMACJE OGÓLNE OPIS TECHNICZNY 1.1. Podstawa opracowania Niniejszy projekt wykonawczy obejmujący branżę konstrukcyjną stateczność skarp i nośność podłoża - dla budowy i rozbudowy drogi wojewódzkiej nr 653 wraz z obiektami inżynierskimi i niezbędną infrastrukturą techniczną na odcinku Suwałki - Sejny, Odcinek II budowa obejścia m. Krasnopol, został zrealizowany na zlecenie firmy EKKOM Sp. z o.o. z siedzibą w Krakowie, ul. Wadowicka 8i. Inwestor: Podlaski Zarząd Dróg Wojewódzkich w Białymstoku, ul. Elewatorska 6, Białystok Przedmiot i zakres opracowania Przedmiotem opracowania jest zapewnienie stateczności skarp i nośności podłoża pod nasypami w ramach projektu: Budowa i rozbudowa drogi wojewódzkiej Nr 653 wraz z drogowymi obiektami inżynierskimi i niezbędną infrastrukturą techniczną na odcinku Suwałki Sejny,, km do km Projekt swoim zakresem obejmuje: A) wzmocnienie podłoża słabego kolumnami betonowymi przemieszczeniowymi, B) wymiana gruntów słabonośnych (przy miąższości do 0,50m), C1) stabilizacja cementem podłoża rodzimego na gruntach spoistych pod niskimi nasypami o wysokości do 2,0m (20cm warstwa gruntu stabilizowanego cementem o R M =5MPa), C2) stabilizacja spoiwem (cement + wapno) podłoża rodzimego na gruntach spoistych nawodnionych (miękkoplastyczne i plastyczne) 25 cm warstwa gruntu stabilizowanego cementem o R M =2,5 MPa, D1) dogęszczenie rozluźnionych gruntów niespoistych I D > 0.50, D2) dogęszczenie rozluźnionych gruntów niespoistych + 15 cm kruszywa łamanego jako doziarnienie I D <0.50, E) wzmocnienie podłoża pod nasypami o wysokości powyżej 2,0m przy pomocy materacy z kruszywa układanego w geosyntetykach (geowłóknina separacyjna, geosiatka), F) separacja podłoża pod nasypami przy pomocy geosyntetyku separacyjnofiltracyjnego. 2

3 dla konstrukcji nasypów: a) zwiększenie stateczności skarp wysokich nasypów (>3m) poprzez wykonanie konstrukcji z gruntu zbrojonego w postaci przekładek z geosiatki, b) zabezpieczenie przeciwerozyjne skarp nasypów (humus + siatka przeciwerozyjna + hydroobsiew) Materiały źródłowe Podstawę techniczną dla niniejszego opracowania stanowiły: Dokumentacja geotechniczna dla projektu budowy i rozbudowy drogi wojewódzkiej nr 653 Suwałki-Sejny opracowana przez Przedsiębiorstwo Geotechniczno-Konsultingowe GEOTECH Sp. z o.o. - Bydgoszcz, marzec 2012 r., Dokumentacja geotechniczna dla projektu obejścia m. Krasnopol (ETAP II) w ciągu drogi wojewódzkiej nr 653 Suwałki-Sejny opracowana przez Przedsiębiorstwo Geotechniczno-Konsultingowe GEOTECH Sp. z o.o. - Bydgoszcz, lipiec 2012 r., Materiały projektowe w tym m.in. plany sytuacyjne drogi wojewódzkiej w tym obwodnicy, projektowany profil podłużny drogi wojewódzkiej i w szczególności obwodnicy, przekroje poprzeczne, opracowane przez EKKOM Sp. z o.o. 2. OPIS ROZWIĄZAŃ PROJEKTOWYCH WZMOCNIENIA PODŁOŻA POD NASYPAMI DLA ODCINKA PROJEKTOWANEJ OBWODNICY 2.1 Wzmocnienie podłoża słabego kolumnami betonowymi przemieszczeniowymi typ A W obszarach występowania gruntów organicznych, słabonośnych gruntów spoistych (miękkoplastycznych), a także słabonośnych gruntów niespoistych (luźnych), o miąższości powyżej 0,50m zaprojektowano wzmocnienie podłoża pod nasypami za pomocą przemieszczeniowych kolumn betonowych typu CMC o średnicy min. 600mm w rozstawie 2,0m x 2,0m o wymaganej nośności minimalnej 580 kn. Dwa skrajne rzędy kolumn należy zazbroić kształtownikiem IPE 160. Na głowicach kolumn należy ułożyć materac z kruszywa naturalnego stabilizowanego mechanicznie w otoczeniu geosiatki i geowłókniny o grubości min. 50cm. Wzmocnienie podłoża gruntowego ma na celu redukcję osiadań konstrukcji poniżej wartości dopuszczalnych, wymaganych warunkami eksploatacyjnymi oraz poprawę stateczności skarp nasypu. 3

4 Opis technologii kolumn typu CMC Wzmocnienie kolumnami polega na utworzeniu w podłożu sztywnych inkluzji betonowych typu CMC. Metodę tą cechuje brak ograniczeń związanych z warunkami gruntowymi. Została ona opracowana do zastosowania w bardzo słabych gruntach spoistych i organicznych. Może być stosowana nawet w młodych torfach o bardzo dużej zawartości cząstek organicznych i wilgotności znacznie przekraczającej 100%. W przypadku kolumn CMC nie występuje problem wyboczenia i rozpływu. Kolumny CMC składają się w pełni z medium nośnego, co całkowicie uniezależnia obszar ich stosowania od otaczającego je gruntu. Stosowany świder przemieszcza wzmacniany grunt poziomo, co doprowadza do jego zagęszczenia wzdłuż pobocznicy kolumn i zapewnia ich lepszą współpracę z gruntem. W kolumnach CMC jako medium nośne jest stosowana odpowiednio zaprojektowana mieszanka betonowa. Kolumny mają średnice od 0,32 m do 0,60 m. Wykonuje się je do spągu warstwy nienośnej, wraz z technologicznym zakotwieniem w warstwie nośnej najczęściej ok. 0,5 m. Szczegółowa długość zakotwienia zależy od oporu (zagęszczenia) gruntu nośnego w danej lokalizacji i jest weryfikowana na bieżąco. Jakość wykonania wzmocnienia ocenia się na podstawie metryki kolumny, w której podaje sie miedzy innymi jej profil, pobór energii podczas wiercenia, moment obrotowy świdra, ilość zastosowanej mieszanki betonowej i ciśnienie podczas jej podawania. Inną metodą oceny jakości kolumn może być badanie ich ciągłości (PIT). Kolumny CMC, w zależności od stosowanego betonu i parametrów otaczającego je gruntu oraz rozmieszczenia, umożliwiają przejecie wartości obliczeniowej nacisków jednostkowych na podłoże wynoszących od 300 do 400 kpa, co odpowiada nasypom o wysokości do 20 m. Obciążenie przekazywane na podłoże jest przenoszone nie tylko przez kolumny, ale także przez otaczający je grunt. Słabe podłoże przenosi zazwyczaj od 5 do 40% obciążeń całkowitych. 4

5 Metoda wykonywania kolumn CMC, pozwala na bieżącą rejestrację parametrów wykonania kolumn, a w szczególności : długość kolumny w zależności od geologii; ilość zużytego betonu; moment obrotowy lub ciśnienie hydrauliczne (parametry określające osiągniecie warstwy nośnej zależnie od rodzaju maszyny). Kolumny są wykonywane z poziomu platformy roboczej, którą stanowi warstwa gruntu niespoistego, najczęściej piasku lub pospółki, o miąższości od 0,5 m do 2,0 m. Platforma ta zazwyczaj jest częścią nasypu drogowego lub warstwy przejściowej, w sytuacji gdy konieczne staje sie dodatkowe zbrojenie podstawy nasypu. Kolejność wykonywania prac: Przygotowanie terenu; Wykonanie warstwy platformy roboczej o niezbędnej grubości; Platforma robocza powinna być odwodniona w każdych warunkach pogodowych i znajdować się min. od 40 cm do 80 cm nad poziomem wody gruntowej. W każdych warunkach pogodowych musi zapewniać ciągłą i bezpieczną pracę ciężkiego sprzętu, w tym maszyn gąsienicowych o masie do 80 ton. Grubość platformy roboczej zostanie zdeterminowana przez aktualne warunki gruntowo-wodne i zostanie określona bezpośrednio przed przystąpieniem do robót przez kierownika robót; Wykonanie kolumn CMC; Przemieszczenie platformy roboczej na dalszy odcinek; Ułożenie materacy geosyntetycznych, (nie wcześniej niż 7 dni po wykonaniu kolumn CMC). Należy z dużą starannością zagęścić kruszywo pomiędzy geosiatkami do wskaźnika zagęszczenia min. Is = 0,98, lub osiągając wtórny moduł odkształcenia E2 = 60 MPa (badany płytą VSS), stosunek E2/E1 nie większy niż 2,2. Do konstrukcji materaca należy użyć kruszywa gruboziarnistego o wysokim kącie tarcia wewnętrznego min. 38. Należy zastosować geosiatki o wytrzymałości 220 kn/m w kierunku prostopadłym do osi nasypu. 2.2 Wymiana powierzchniowa gruntów słabonośnych wzmocnienie typu B W przypadku, kiedy w podstawie projektowanego nasypu wystąpią grunty słabonośne o miąższości do 0,50m należy wykonać wymianę tych gruntów poprzez bagrowanie (bez obniżania zwierciadła wody gruntowej) na warstwę kruszywa naturalnego o wskaźniku nośności CBR>20% układanego na geowłókninie separacyjnej o wysokich właściwościach filtracyjnych. Do wymiany należy użyć kruszywa naturalnego o kącie tarcia wewnętrznego Φ min 38, umożliwiającego osiągnięcie wskaźnika zagęszczenia Is 0,97 w całej objętości gruntu. Warstwę kruszywa należy formować bezpośrednio po usunięciu gruntów słabych, na wyrównanym podłożu. W celu uniknięcia mieszania się kruszywa warstwy wzmacniającej z gruntem zalegającym poniżej należy do separacji zastosować geowłókninę separacyjną. 5

6 2.3 Stabilizacja podłoża z gruntów spoistych, wzmocnienie typu C1, C2 W przypadku, kiedy w podstawie nasypów niskich (o wysokości do 2,0m) wystąpią grunty słabonośne spoiste zaprojektowano zastabilizowanie gruntu rodzimego przy pomocy cementu lub cementu z wapnem. Rodzaj stabilizacji i jej grubość uzależniona jest od rodzaju gruntu, jego stanu i stopnia nawodnienia: C1) stabilizacja cementem podłoża rodzimego na gruntach spoistych, 20cm warstwa gruntu stabilizowanego cementem o R M =5MPa, C2) stabilizacja spoiwem (cement + wapno) podłoża rodzimego na gruntach spoistych nawodnionych (miękkoplastyczne i plastyczne), 25 cm warstwa gruntu stabilizowanego cementem o R M =2,5 MPa, W procesie stabilizacji szczególną uwagę należy zwrócić na prawidłowe rozdrobnienie i wymieszanie gruntu ze spoiwem, tak aby nie związane z cementem i wapnem cząstki gruntu nie stanowiły bryłek rozsadzających zastabilizowany grunt w przypadku zamoczenia lub zamrożenia. Procentowa zawartość cementu oraz wapna w stosunku do gruntu rodzimego zostanie określona przez Wykonawcę. Wykonawca mając na względzie posiadany potencjał techniczny oraz na podstawie badań wilgotności naturalnej gruntu rodzimego, które należy wykonać w trakcie prowadzenia robót, sporządzi szczegółowy projekt technologiczny stabilizacji podłoża cementem i cementem z wapnem. Na podstawie badań laboratoryjnych powinien on określić procentową zawartość cementu oraz cementu i wapna w celu optymalnego zagęszczenia cementogruntu i otrzymania wymaganej wytrzymałości na ściskanie Etapy wykonywania stabilizacji gruntu cementem oraz cementem i wapnem: Etap 1: Przygotowanie podłoża poprzez wyrównane i spulchniane gruntu rodzimego. Etap 2: Rozkład i mieszanie spoiwa z gruntem przy pomocy gruntomieszarki. Etap 3: Po wymieszaniu spoiwa z gruntem dozowanie wody i powtórne mieszanie. Etap 4: Po powtórnym wymieszaniu zagęszczanie walcami. (Zagęszczenie powinno nastąpić zanim rozpocznie się proces wiązania cementu. Należy przy tym pamiętać, że prawidłowe zagęszczanie gruntu oraz wykonanej stabilizacji wymaga osiągnięcia tzw. wilgotności optymalnej.) Etap 5: Po lekkim zwilżeniu wodą i spulchnieniu, koronie drogi nadaje się ostateczny profil oraz ostatecznie zagęszcza. Etap 6. Pielęgnacja wykonanej stabilizacji np. przez zraszanie wodą Dogęszczenie rozluźnionych gruntów niespoistych, wzmocnienie typu D1, D2 Dla przypadku występowania w podstawie projektowanych nasypów gruntów niespoistych co najmniej średniozagęszczonych o stopniu zagęszczenia I D > 0,50, należy wykonać ich dogęszczenie walcami do uzyskania na ich stropie wymaganego zgodnie z normą PN-S wtórnego modułu odkształcenia E 2. Jeżeli w podłożu występują grunty niespoiste średniozagęszczone lub luźne o stopniu zagęszczenia I D < 0,50 przed zagęszczeniem należy zastosować 15cm warstwę kruszywa łamanego stanowiącego doziarnienie rozluźnionego gruntu. 6

7 2.5 Wzmocnienie podłoża pod nasypami o wysokości powyżej 2,0m przy pomocy materacy z kruszywa układanego w geosyntetykach E W celu wzmocnienia podłoża w podstawie nasypów o wysokości powyżej 2,0m należy wykonać materac z kruszywa naturalnego stabilizowanego mechanicznie w otoczeniu geowłókniny separacyjnej i geosiatki o grubości min. 0,50m. Do konstrukcji materaca należy użyć kruszywa o uziarnieniu 0 31,5mm o wysokim kącie tarcia wewnętrznego min. 38. Należy zastosować geosiatki o wytrzymałości min. 220 kn/m w kierunku prostopadłym do osi nasypu. Materac należy wykonać na wyrównanym podłożu rodzimym po usunięciu humusu na warstwie geowłókniny separacyjnej. Należy z dużą starannością zagęścić kruszywo pomiędzy geosiatkami do wskaźnika zagęszczenia min. Is = 0,98, lub osiągając wtórny moduł odkształcenia E2 = 60 MPa (badany płytą VSS), stosunek E2/E1 nie większy niż 2, Separacja podłoża pod nasypami przy pomocy geosyntetyku separacyjnofiltracyjnego F W celu uniknięcia mieszania się kruszywa do budowy nasypów z gruntem rodzimym zalegającym w podłożu należy do separacji zastosować geowłókninę separacyjną. Geowłókninę należy układać bezpośrednio po zdjęciu humusu na wyrównanym podłożu rodzimym. Zestawienie typów wzmocnień dla poszczególnych odcinków km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km Typ wzmocnienia typ B+D1/F typ B+D1 typ B+D1/C1 typ B+E /D2 typ B+E+D1 +E typ B+E typ B+F /D1 typ B+F typ A+E 7

8 od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km od km do km typ A+E typ A+E typ B+F typ B+E typ B+E typ A+E typ B+D1+E typ B+E 3. OPIS ROZWIĄZAŃ PROJEKTOWYCH WZMOCNIENIA SKARP NASYPÓW WYSOKICH O WYSOKOŚCI > 3,0m DLA ODCINKA PROJEKTOWANEJ OBWODNICY 3.1. Zwiększenie stateczności skarp wysokich nasypów (>3m) poprzez wykonanie konstrukcji z gruntu zbrojonego w postaci przekładek z geosiatki Dla zwiększenia współczynnika stateczności skarp do wymaganego F min =1,5 zaprojektowano zbrojenie skarp nasypów (o wysokości większej niż 3m) konstrukcją z gruntu zbrojonego wkładkami z geosiatki o wytrzymałości obliczeniowej długoterminowej F dmin =30 kn/m (jest to wytrzymałość po uwzględnieniu wszystkich współczynników materiałowych). Do wykonania zbrojenia skarp nasypów należy stosować geosiatkę poliestrową o wytrzymałości obliczeniowej długoterminowej na rozciąganie minimum: Typ nr 1 P des = 30 kn/m; Geosiatka powinna spełniać następujące wymagania: Wytrzymałość obliczeniowa geosiatki kn/m 30 Wydłużenie przy zerwaniu max % 12 Typ polimeru HDPE Wartość obliczeniowej wytrzymałości długoterminowej wyznacza się z następującego wzoru: P des = P c /(f d *f e *f m ) P c = P ult / RF CR P ult - wytrzymałość krótkoterminowa geosyntetyku podawana przez producentów w materiałach ofertowych określana na podstawie normy EN ISO 10319; 8

9 P des - oznacza wytrzymałość geosyntetyku na rozciąganie na koniec eksploatacji konstrukcji tj. po 120 latach po uwzględnieniu wszystkich współczynników materiałowych; P c - jest to wytrzymałość geosyntetyku po uwzględnieniu pełzania polimeru, z którego dany geosyntetyk został wytworzony(w celu uzyskania wartości P c należy wytrzymałość krótkoterminową geosyntetyku P ult zredukować przez współczynnik redukcyjny z tytułu pełzania RF CR podawany przez producentów dla okresu 120 lat wartość dla poliestru mieści się w przedziale 1,46 do 2,5); f d - współczynnik redukcyjny związany z uszkodzeniami geosyntetyku w trakcie zabudowy uzależniony od rodzaju i frakcji kruszywa; f e - współczynnik redukcyjny związany z uszkodzeniami geosyntetyku na skutek degradacji chemicznej; f m - współczynnik redukcyjny związany z wytworzeniem geosyntetyku i ekstrapolacją danych dla określenia cząstkowych współczynników bezpieczeństwa. Zbrojenie nasypu należy układać warstwami w rozstawie poziomym co 1,5m. Długość i ilość poszczególnych wkładek jest uzależniona od wysokości nasypu oraz pochylenia skarpy i została szczegółowo scharakteryzowana na załączonych schematach rysunkowych. Od strony krawędzi skarpy geosiatkę zakotwiono poprzez wywinięcie (wywinięcie należy wykonać przy pomocy szalunków). Należy stosować zakłady o szerokości 0,5m pomiędzy sąsiednimi pasmami geosyntetyku. Zestawienie odcinków zbrojenia skarp nasypów od km do od km do od km do Kolejność wykonywanych prac podczas konstruowaniu nasypu z gruntu zbrojonego: Przygotowanie podłoża do budowy nasypu, Ustawienie szalunków, dzięki którym zachowane zostaną właściwe nachylenia oraz kształt kolejnych tarasów skarpy, Ułożenie pierwszego pasma geosiatki o założonej w projekcie długości z odpowiednim zapasem na wywinięcie, Umieszczenie na geosiatce warstwy gruntu wystarczającej do jej ustabilizowania i uniemożliwienia przemieszczeń w stosunku do pozostałych warstw siatki (zachowując minimalny zakład 50 cm), Zagęszczenie materiału wypełniającego odbywać się będzie warstwowo. Kontrolę nośności wykonać płytą dynamiczną, E vdmin = 30 MPa na każdej wykonanej warstwie. Zagęszczanie zawsze powinno rozpoczynać się przy zewnętrznej części ściany i postępować w kierunku swobodnego końca geosyntetyku. Uwagi: nie dopuszcza się ruchu jakichkolwiek pojazdów bezpośrednio po rozłożonej geosiatce. grunt nasypowy powinien być układany z zastosowaniem ładowarki lub koparki, tak, aby opadał z niewielkiej wysokości na geosiatkę. maszyny układające grunt nie powinny pracować w odległości mniejszej niż 2 m od lica skarpy. grunt należy zagęszczać płytą wibracyjną oraz lekkim walcem. 9

10 Wywinięcie geosiatki z zakotwieniem w gruncie nasypowym. Należy powtarzać w/w kroki aż do wzniesienia skarpy o wymaganej wysokości. Po wykonaniu nasypu do założonego w projekcie kształtu należy skarpę obłożyć warstwę min. 15 cm ziemi roślinnej, zabezpieczyć siatką przeciwerozyjną i wykonać hydroobsiew. 10