Strona główna O nas Artykuły O zagrożeniach związanych z projektowaniem kolumn DSM w gruntach organicznych

Podobne dokumenty
O zagrożeniach związanych z projektowaniem kolumn DSM w gruntach organicznych

Strona główna O nas Artykuły PRÓBNE OBCIĄŻENIA KOLUMN DSM STANOWIĄCYCH WZMOCNIENIE PODŁOŻA POD OBIEKTAMI MOSTOWYMI

Kolumny DSM. Kolumny DSM. Opis

Soil Mixing wzmacnianie podłoża metodą mieszania gruntu. Wydajna i wszechstronna technologia o wielofunkcyjnym zastosowaniu w geotechnice

Temat: Badanie Proctora wg PN EN

Mgr inż. Paweł Trybalski Dział Doradztwa Technicznego, Grupa Ożarów S.A. Olsztyn

Kolumny Jet Grouting JG. Kolumny Jet Grouting JG. Opis

Kolumny Podatne MSC. Kolumny Podatne MSC. Opis

BADANIA MODUŁÓW SPRĘŻYSTOŚCI I MODUŁÓW ODKSZTAŁCENIA PODBUDÓW Z POPIOŁÓW LOTNYCH POD OBCIĄŻENIEM STATYCZNYM

Mieszanki CBGM wg WT5 na drogach krajowych

WPŁYW WŁÓKIEN ARAMIDOWYCH FORTA-FI NA WŁAŚCIWOŚCI MIESZANEK MINERALNO-ASFALTOWYCH

SPECYFIKACJE TECHNICZNE WYKONANIA I OBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH. KOD Oznaczenie kodu według Wspólnego Słownika Zamówień (CVP) ROBOTY BUDOWLANE

Zakres wiadomości na II sprawdzian z mechaniki gruntów:

Wibrowymiana kolumny FSS / KSS

Egzamin z MGIF, I termin, 2006 Imię i nazwisko

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWA I ULEPSZONE PODŁOŻE Z GRUNTU LUB KRUSZYWA STABILIZOWANEGO CEMENTEM

KONFERENCJA GRUNTY ORGANICZNE JAKO PODŁOŻE BUDOWLANE

Kolumny CMC. Kolumny Betonowe CMC. Opis

Dobór technologii wzmocnienia podłoża

Jak poprawnie wykonać ogólne i szczegółowe badania stanu środowiska w terenie?

Metody wgłębnego wzmocnienia podłoża pod nasypami drogowymi

gruntów Ściśliwość Wytrzymałość na ścinanie

Iniekcja Rozpychająca ISR. Iniekcja Rozpychająca ISR. Opis

Kolumny BMC. Kolumny BMC. Opis

Mieszanki CBGM na inwestycjach drogowych. mgr inż. Artur Paszkowski Kierownik Działu Doradztwa Technicznego i Rozwoju GRUPA OŻARÓW S.A.

Nasyp przyrost osiadania w czasie (konsolidacja)

Wykorzystanie metody funkcji transformacyjnych do analizy nośności i osiadań pali CFA

WYZNACZANIE WYTRZYMAŁOŚCI BETONU NA ROZCIĄGANIE W PRÓBIE ZGINANIA

Opinia geotechniczna dla projektu Przebudowy mostu nad rzeką Wołczenicą w ciągu drogi powiatowej 1012Z.

ASPEKTY PROJEKTOWANIA KOLUMN DSM pod obiektami mostowymi

Technologie. Technologie

ZAKŁAD BETONU Strona l. ul. Golędzinowska 10, Warszawa SPRAWOZDANIE Z BADAŃ NR TB-1/117/09-1

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D PODBUDOWY Z PIASKU STABILIZOWANEGO CEMENTEM

Wpływ fazy C-S-H na wzrost współczynnika mrozoodporności gruntów spoistych, stabilizowanych środkiem jonowymiennym

Zarys geotechniki. Zenon Wiłun. Spis treści: Przedmowa/10 Do Czytelnika/12

Polskie normy związane

NOŚNOŚĆ PALI POJEDYNCZYCH

Wykonawstwo robót fundamentowych związanych z posadowieniem fundamentów i konstrukcji drogowych z głębiej zalegającą w podłożu warstwą słabą.

PROJEKT GEOTECHNICZNY

Posadowienie wysokich wież elektrowni wiatrowych o mocy 2,0 2,5 MW na słabym podłożu gruntowym

Pale fundamentowe wprowadzenie

Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych

Mgr inż. Paweł Trybalski Dział Doradztwa Technicznego, Grupa Ożarów S.A. Rzeszów

OBLICZENIA STATYCZNE

Przedmiotem opracowania jest określenie technologii wykonania nawierzchni dla drogi powiatowej nr 1496N na odcinku od km do km

Kolumny Wymiany Dynamicznej DR. Kolumny Wymiany Dynamicznej DR. Opis

Podłoże warstwowe z przypowierzchniową warstwą słabonośną.

Kolumny Kombinowane MCC. Kolumny Kombinowane MCC. Opis

NOŚNOŚĆ PALI POJEDYNCZYCH

Podbudowy z gruntów i kruszyw stabilizowanych spoiwami w budownictwie drogowym. dr inż. Cezary Kraszewski Zakład Geotechniki i Fundamentowania

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ

Menard Ekspert w dziedzinie wzmacniania gruntu Innowacje. Innowacje. Strona główna O nas Innowacje

Spis treści 1 WSTĘP 4 2 OPIS ZASTOSOWANYCH METOD BADAWCZYCH 5 3 WYNIKI PRAC TERENOWYCH I BADAŃ LABORATORYJNYCH 7 4 PODSUMOWANIE I WNIOSKI 11

Kruszywa związane hydraulicznie (HBM) w nawierzchniach drogowych oraz w ulepszonym podłożu

Drenaż pionowy VD. Drenaż pionowy VD. Opis

WT-4:2010, WT-5:2010

Warszawa, dnia 27 kwietnia 2012 r. Poz. 463

Konsolidacja Próżniowa MV. Konsolidacja Próżniowa MV. Opis

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Osiadanie fundamentu bezpośredniego

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Trwałe nawierzchnie z betonu RCC

Angelika Duszyńska Adam Bolt WSPÓŁPRACA GEORUSZTU I GRUNTU W BADANIU NA WYCIĄGANIE

TOM II PROJEKT WYKONAWCZY KONSTRUKCJA

Stabilizacja gruntów spoistych w technologii InfraCrete. Przegląd wybranych realizacji wykonanych w ramach ZDW Katowice

Politechnika Białostocka

Kolokwium z mechaniki gruntów

Miejscowość: Ostrówek Gmina: Klembów Powiat: Wołomiński. Zleceniodawca: Opracowanie: Hydrotherm Łukasz Olszewski. mgr inż.

Wydział Budownictwa ul. Akademicka Częstochowa OFERTA USŁUGOWA. Politechnika Częstochowska ul. J.H. Dąbrowskiego Częstochowa

Obciążenia, warunki środowiskowe. Modele, pomiary. Tomasz Marcinkowski

Metody wzmacniania wgłębnego podłoży gruntowych.

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

OPINIA GEOTECHNICZNA określająca warunki gruntowo - wodne w rejonie projektowanej inwestycji w ulicy Tatrzańskiej w Wałbrzychu

PROJEKT GEOTECHNICZNY

ZBIÓR WYMAGAŃ ZAGĘSZCZENIA GRUNTU DLA BUDOWNICTWA I DROGOWNICTWA

- Celem pracy jest określenie, czy istnieje zależność pomiędzy nośnością pali fundamentowych, a temperaturą ośrodka gruntowego.

Mikrowybuchy MMB. Wzmacnianie podłoża - Mikrowybuchy MMB. Opis

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA

Wytrzymałość Materiałów

Stabilizacja podłoża diagnostyka i dobór technologii. Przemysław Stałowski. Doradca Techniczny w Segmencie Infrastruktura

Opinia geotechniczna wraz z dokumentacją. badań podłoża gruntowego określająca warunki. gruntowo-wodne podłoża na terenie Szkoły Podstawowej

PROJEKT PLUS. mgr inż. arch. Dariusz Jackowski Ełk ul. Jana Pawła II 9/52 tel NIP: REGON:

Poznajemy rodzaje betonu

PROJEKT GEOTECHNICZNY

Określenie wpływu dodatku bentonitu na polepszenie właściwości geotechnicznych osadów dennych Zbiornika Rzeszowskiego.

wykonywania nowych warstw i remontów

Strona główna Oczyszczanie wody i gruntu Badania zanieczyszczenia gruntu i wody Zapewniamy jakość badania zanieczyszczeń gruntów i wód gruntowych

Warunki techniczne wykonywania nasypów.

SPECYFIKACJA TECHNICZNA D ULEPSZONE PODŁOŻE Z KRUSZYWA STABILIZOWANEGO CEMENTEM

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Załącznik D (EC 7) Przykład analitycznej metody obliczania oporu podłoża

OPINIA GEOTECHNICZNA określająca warunki gruntowo - wodne w rejonie projektowanej inwestycji w ulicy Tunelowej w Wałbrzychu

Opinia geotechniczna wraz z dokumentacją badań podłoża dla projektu zagospodarowania Skarpy Sopockiej wzdłuż ul. Sobieskiego.

Metody badań materiałów konstrukcyjnych

Geotechnika. Zasady stosowania i projektowania wzmocnienia gruntu metodą wgłębnego mieszania na mokro (DSM)

2. Badania doświadczalne w zmiennych warunkach otoczenia

Dobór parametrów odkształceniowych i wytrzymałościowych gruntów organicznych do projektowania posadowienia budowli

PREZENTACJA GEOSIATKI KOMÓRKOWEJ Z NEOLOY

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Zagęszczanie gruntów niespoistych i kontrola zagęszczenia w budownictwie drogowym

Transkrypt:

- Ekspert wzmacniania i oczyszczania gruntu O zagrożeniach związanych z projektowaniem kolumn DSM w gruntach organicznych O zagrożeniach związanych z projektowaniem kolumn DSM w gruntach organicznych Strona główna O nas Artykuły O zagrożeniach związanych z projektowaniem kolumn DSM w gruntach organicznych dr inż. PIOTR KANTY, Menard Polska Sp. z o.o.; dr inż. JAROSŁAW RYBAK, mgr inż. DAMIAN STEFANIUK, Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego W artykule zaprezentowano aktualne uwarunkowania dotyczące projektowania wzmocnień i posadowień w technologiideep Soil Mixing (DSM), wyniki badań laboratoryjnych prób cementogruntu uformowanych w warunkachlaboratoryjnych z zaczynu cementowego i torfu oraz konsekwencje stosowania tworzyw o niskich parametrachwytrzymałościowych i odkształceniowych. Badania na próbkach sześciennych pozwoliły na wyznaczenie wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie oraz modułu odkształcenia. Wyniki późniejszych analiz numerycznych uzyskano z wykorzystaniem programu metody elementów skończonych Z_Soil i danych z badań laboratoryjnych. Wykonane obliczenia stanowią poważne ostrzeżenie i praktyczną podstawę do wnioskowania o ograniczonej możliwości skutecznej modyfikacji gruntów organicznych z wykorzystaniem technologii DSM. 1. Wgłębne mieszanie gruntu zalety i możliwe zagrożenia Technologie wgłębnego mieszania gruntu ze spoiwami mineralnymi są ciągle rozwijane i znajdują szerokie pole zastosowań w geotechnice, obok tradycyjnego wzmacniania podłoża w posadowieniu obiektów budowlanych, gdzie kolumny ze wzmocnionego 1 / 5

- Ekspert wzmacniania i oczyszczania gruntu gruntu mogą stanowić quasi-pale przenoszące obciążenia na głębsze warstwy podłoża, bloki wzmocnionego gruntu pracujące jak pogłębiony fundament bezpośredni lub nawet tylko jako sztywne wtrącenia redukujące ściśliwość podłoża pod fundamentem bezpośrednim. Liderami technologii DSM są kraje, w których rozwijano techniki wgłębnego mieszania (Japonia, Szwecja, Stany Zjednoczone). W literaturze światowej dostępne są liczne opracowania i raporty (przykładowo [1]) z badań cementogruntów, w tym na bazie gruntów organicznych. Doświadczenia krajowe ograniczają się zasadniczo do badań realizowanych w ośrodku gdańskim (w torfach) [3], bydgoskim (w gytiach) [2, 5] i ostatnio również na Politechnice Wrocławskiej. W Polsce w ramach stosowania technologii DSM realizowane są najczęściej wzmocnienia podłoża pod obiektami budowlanymi w technologii na mokro (DSM wet). Liczne doświadczenia i badania liderów tej technologii były publikowane w kraju [6] i za granicą [7]. Wariant wgłębnego mieszania na sucho (DSM dry), popularny w Skandynawii, obecnie nie jest powszechnie oferowany na rynku polskim. W technologii na mokro najczęściej osiąga się wartości wytrzymałości na ściskanie tworzywa kolumn w zakresie fc od 1,0 do 6,0 MPa. W mieszaniu na sucho dążymy do tego, aby uzyskać produkt np. o Su = 90 kpa (co jest znaczącą różnicą ilościową i wręcz jakościową). Należy podkreślić, że wykonując wgłębne mieszanie na sucho, wykorzystuje się wodę, która jest w gruncie, i to ona jest wykorzystywana w procesie wiązania cementu i gruntu. Dlatego też mieszanie typu dry może być w ostateczności stosowane do gruntów organicznych, w których wilgotności są bardzo wysokie. W technologii mokrej cement jest podawany razem z wodą w postaci zaczynu, a liczne negatywne doświadczenia pokazują, że nie nadaje się do realizacji w jednorodnych gruntach organicznych. Technologie te różnią się zatem sposobem dozowania cementu (spoiwa) do gruntu, a produkty powstałe w wyniku mieszania w obu technologiach są zupełnie różne. Zasadniczo, technologie DSM wet stosuje się jedynie w przypadku niewielkich przewarstwień organiki, które umożliwiają wymieszanie ze szkieletem mineralnym. Również w takim przypadku zachowanie jednorodności materiału ze względu na ograniczony transport pionowy w obrębie kolumny może być bardzo trudne. Projektując wgłębne mieszanie gruntu w takiej sytuacji, nasuwa się wiele pytań, m.in. jaką maksymalną miąższość może mieć przewarstwienie, jakie można uzyskać wytrzymałości z wymieszania gruntu organicznego z zaczynem, jaka jest trwałość cementogruntu na bazie organiki. Wobec braku jednoznacznych standardów technicznych określających możliwy zakres stosowania technologii DSM wet w odniesieniu do gruntów organicznych zachodzi konieczność opierania się na doświadczeniu firm wykonawczych, które jednak ze względów komercyjnych (i częściowo wizerunkowych, gdy wyniki były niezadowalające) nie są zainteresowane ich publikacją. W sytuacji, gdy większość badań tworzyw gruntowo-cementowych pochowana jest w archiwach firm wykonawczych, niniejszy artykuł stanowi próbę choćby częściowej odpowiedzi na postawione wcześniej pytania. Prezentuje wyniki badań 2 / 5

- Ekspert wzmacniania i oczyszczania gruntu laboratoryjnych wykonanych na Politechnice Wrocławskiej na zlecenie i przy współudziale firmy Menard Polska oraz założenia i wyniki prostych analiz numerycznych w odniesieniu do posadowienia obiektu mostowego w złożonych warunkach geotechnicznych. Artykuł ze względu na sposób przygotowywania próbek cementogruntu dotyczy wgłębnego mieszania w technologii DSM wet. 2. Badania laboratoryjne na Politechnice Wrocławskiej Badania laboratoryjne miały na celu ustalenie wytrzymałości na ściskanie i modułu odkształcenia określonych na podstawie obciążenia osiowego próbek sześciennych 15 15 15 cm dla różnych czasów od uformowania. Badano również wytrzymałość na rozciąganie oraz sztywność próbek (mierzoną wartością modułu w różnych fazach obciążenia). Należy podkreślić, że cementogrunt wymieszany w laboratorium jest zawsze bardziej jednorodny od otrzymanego w warunkach in situ i pobieranego czerpakiem. Dobrym wskaźnikiem tej jednorodności jest ciężar próbek w ramach każdego zarobu próbnego ważono próbki jeszcze w formach przed ich związaniem i otrzymywano różnice w granicach kilku gramów na ok. 4,5-kilogramową próbkę sześcienną. Również badania z pracy dyplomowej Zajączkowskiego [4] prowadzone na próbkach cementogruntów z domieszkami popiołów lotnych jednoznacznie potwierdzają znaczną zmienność parametrów próbek pobieranych in situ w relacji do dużej jednorodności podobnych mieszanek komponowanych w warunkach laboratoryjnych. Łącznie wykonano dotychczas ponad 100 badań na ściskanie oraz kilkanaście badań na rozciąganie. Statystycznie istotna liczba przebadanych próbek, długi czas obserwacji, prowadzenie badań w złożonych cyklach obciążenia oraz możliwość ciągłej rejestracji obciążeń i deformacji w kierunku osiowym i poprzecznym pozwoliły na rozpatrywanie wielu zależności, z czego w niniejszym artykule przedstawiono trzy wybrane, tj. przyrost wytrzymałości na ściskanie w czasie, sztywność cementogruntów w relacji do wytrzymałości oraz wytrzymałość na rozciąganie. 2.1. Dane materiałów wykorzystanych do wykonania próbnych zarobów Do testów wykorzystano finalnie dwa rodzaje gruntów organicznych oraz dwa rodzaje cementów o parametrach wyspecyfikowanych poniżej, choć pierwotnie planowano wykorzystać trzy materiały: namuł gliniasty Or 1 oraz dwa torfy różnego pochodzenia, oznaczone odpowiednio Or 2 i Or 3. Ze względu na twardoplastyczny stan namułu i trudność w jego wymieszaniu zrezygnowano z zastosowania tego materiału w badaniach. Grunt z pewnością łatwiej miesza się w warunkach laboratoryjnych (możliwość rozdrobnienia) niż in situ, tak więc można wnioskować, że próba wgłębnego mieszania tego gruntu w warunkach polowych nie powiodłaby się. Grunt Or 2 to torf o wyznaczonej gęstości objętościowej 1,2 g/cm3 oraz zawartości części organicznych ok. 45%. Torf ten został pobrany z głębokości 3,0 3,5 m p.p.t. Torf Or 3 charakteryzował 3 / 5

- Ekspert wzmacniania i oczyszczania gruntu się gęstością objętościową 1,0 g/cm3 oraz ok. 40-procentową zawartością części organicznych. Został pobrany z głębokości 1,5 2,0 m p.p.t. Jego wilgotność wyznaczona in situ wynosiła 950%! Spoiwem hydraulicznym do wykonania próbek cementogruntu były dwa rodzaje cementu: CEM II B-S 32.5 R-NA oraz CEM IIIA 32.5 N/LH/HSR/NA. Oba cementy charakteryzują się wytrzymałością po 28 dniach wynoszącą ok. 50 MPa. Różnice uwidaczniają się w tempie wzrostu wytrzymałości, cement CEM II osiąga wytrzymałość ok. 18,5 MPa już po dwóch dniach, natomiast cement CEM IIIA ok. 22,0 MPa dopiero po siedmiu dniach [10]. Wcześniejsze doświadczenia autorów z badań cementogruntów wskazywały na ich porównywalną przydatność do formowania tworzywa DSM w gruntach mineralnych (piaskach, pyłach, glinach). Sześcienne próbki cementogruntu o wymiarach 15 15 15 cm były przygotowywane przez wymieszanie gruntów organicznych z zaczynem o gęstości 1,5 g/cm3. Cement dozowano w ściśle wyliczonych ilościach, tak by finalnie otrzymać 300 lub 400 kg/m3 cementogruntu. Należy podkreślić, że taka ilość cementu jest relatywnie duża jak dla wgłębnego mieszania, najczęściej in situ stosuje się ilości osiągające maksymalnie do 300 kg/m3. 2.2. Laboratoryjne testy jednoosiowego ściskania i rozciągania Badania zostały przeprowadzone przy stałym przemieszczeniu z prędkością 0,01 mm/s, w kontrolowanej temperaturze 20±3 C. Badania wytrzymałości sześciennych prób cementogruntowych na jednoosiowe ściskanie przeprowadzono zgodnie z normą [8] w przedstawionej na rycinie 1 prasie mechanicznej Proeti, współpracującej z jednostką, która rejestrowała: -czas od rozpoczęcia badania, - siłę osiową obciążającą próbkę, - przemieszczenie osiowe tłoka prasy (skrócenie próbki w kierunkuosiowym), - deformacje boczne na osiach poziomych próbki (w pierwszejfazie spisywane poklatkowo ryc. 1a). Dane były na bieżąco przesyłane do komputera PC wyposażonego w program automatycznej rejestracji wyników badań. Dla każdej serii przeprowadzono badania, zadając jedną z następujących trzech ścieżek obciążenia: - 1/3 próbek badanie standardowe bez odciążenia, - 1/3 próbek badanie z jednym odciążeniem dla σz 0,5 σz,max, - 1/3 próbek badanie z dwoma odciążeniami dla σz 1/3 σz,max i σz 2/3 σz,max. Moduł odkształcenia został wyznaczony jako moduł średni dla w przybliżeniu prostoliniowego fragmentu krzywej naprężenie odkształcenie przez liniową interpolację dla różnych zakresów tej krzywej. Liniowej 4 / 5

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) - Ekspert wzmacniania i oczyszczania gruntu interpolacji dokonano metodą najmniejszych kwadratów w programie Wolfram Mathematica. Moduły odkształcenia wyznaczono w zależności od liczbyodciążeń w następujący sposób: -badanie bez odciążenia moduł odkształcenia E1 (ryc. 2a), - badanie z jednym odciążeniem moduł odkształcenia E1 dla krzywej przed odciążeniem, moduł z krzywej obciążenie odciążenie E1,odc oraz moduł odkształcenia E2 dla krzywej za fragmentem odciążenia (ryc. 2b), - badanie z dwoma odciążeniami moduł odkształcenia E1 dla krzywej przed pierwszym odciążeniem, moduł z pierwszej krzywej odciążenia E1,odc, moduł odkształcenia E2 dla krzywejmiędzy dwoma fragmentami odciążenia, moduł z drugiej krzywej odciążenia E2,odc oraz moduł odkształcenia E3 dla krzywej za drugim odciążeniem (ryc. 2c). Badania wytrzymałości na rozciąganie przy rozłupywaniu prób cementogruntowych wykonano podobnie jak przy ściskaniu na próbach sześciennych 15 15 15 cm. Czytaj cały artykuł 5 / 5