Wzmacnianie podłoża gruntowego

Wzmacnianie podłoża jest niezbędne, jeśli warunki geotechniczne wymagają poprawy oraz stabilizacji przed rozpoczęciem prac budowlanych. Pozwalają one na poprawę stabilności konstrukcji, zapewniają trwałość, ale przede wszystkim poprawiają bezpieczeństwo obiektu i znajdujących się w nim osób. Planując prace związane ze wzmacnianiem podłoża, najlepiej korzystać z oferty profesjonalistów, takich jak BUDOKOP. Szeroki zakres usług pozwala na kompleksowe wsparcie, od projektu, po wykonanie. Dzięki fachowej wiedzy specjaliści pomogą wybrać najkorzystniejsze rozwiązanie dla danych warunków gruntowych i projektowych.

Rodzaje technologii wzmacniania podłoża

Wzmacnianie podłoża to proces, rozpoczynający się już na etapie prowadzonych badań geotechnicznych. Na podstawie uzyskanych wyników określane są dokładne warunki glebowe, pozwalające dobrać optymalną metodę wzmacniania. Rodzaj zastosowanej technologii powinien zostać wybrany w sposób indywidualny, adekwatnie do rodzaju obiektu i parametrów gruntu.

Jedną z najczęściej wykorzystywanych technologii są pale CFA. Pale wiercone świdrem ciągłym są skutecznym rozwiązaniem, pozwalającym zaoszczędzić czas i ograniczyć wydatki. Dużym atutem są również korzyści dla środowiska naturalnego. To jedna z bardziej ekologicznych metod wzmacniania podłoża gruntowego.

Istotą metody CFA jest wwiercanie świdra ślimakowego w grunt, aż do uzyskania odpowiedniej głębokości. Jest ona ustalana indywidualnie, w zależności od warunków gruntowych i cech projektu. Odpowiednio dopasowana głębokość pozwala zapewnić optymalną stabilność i bezpieczeństwo. Podczas zagłębiania, świder rozpycha grunt na boki, powodując jego dodatkowe zagęszczenie. Ziemia pozostająca na świdrze zabezpiecza otwór przed osuwaniem gleby. Świder wykorzystywany w technologii CFA posiada w części centralnej rdzeń, pozwalający na tłoczenie betonu, potrzebnego do formowania pala. W czasie, gdy świder jest pogrążany w ziemi, rdzeń jest zamknięty. Po osiągnięciu zadanej głębokości zostaje otwarty, a świder jest stopniowo unoszony ku górze. Jednocześnie z podnoszeniem świdra, przez rdzeń tłoczony jest beton pod ciśnieniem. Specjalnie dobrana mieszanka wypełnia otwór. Całość wzmocniona jest dodatkowo zbrojeniem (prefabrykowany kosz zbrojeniowy lub kształtownik stalowy). Zbrojenie wprowadzane jest do jeszcze niezastygłego betonu dzięki obciążeniu statycznemu, ale dopuszcza się też wykorzystanie lekkiego wibratora.

Palowanie CFA jest metodą bardzo elastyczną, którą można wykorzystać w różnych projektach. Idealnie sprawdza się w trudnych warunkach gruntowych — grunty o niskiej stabilności, z wysokim poziomem wód gruntowych.

Alternatywnym sposobem wzmacnianie podłoża gruntowego są kolumny przemieszczeniowe. Technologia FDP wykorzystuje specjalną głowicę przemieszczeniową jest pogrążana w gruncie, do głębokości wskazanej w projekcie. Podobnie jak w przypadku technologii CFA, również w świdrze do wykonania pali przemieszczeniowych, w części centralnej znajduje się rdzeń, służący do wtłaczania betonu. Gdy świder jest unoszony do góry, rdzeń zostaje otwarty, a mieszanka betonowa pod ciśnieniem wtłaczana jest do wnętrza otworu. Tempo podnoszenia świdra oraz wtłaczania betonu muszą zostać odpowiednio zsynchronizowane, aby podczas procesu utrzymać odpowiedni poziom nadciśnienia, zapobiegający osuwaniu ziemi znajdującej się wokół otworu. Dzięki temu trzon pala zostanie efektywnie zespolony z gruntem. Gdy głowica zostanie wyciągnięta, do jeszcze świeżej mieszanki, wprowadzane są elementy zbrojeniowe. Przygotowany szkielet zbrojeniowy jest umieszczany wewnątrz pala poprzez wciskanie. W zależności od potrzeb może on być pogrążony poprzez wciskanie, lub z wykorzystaniem lekkiego wibratora elektrycznego. W niektórych sytuacjach skuteczne będzie też osadzanie grawitacyjne.

Stosowanie metody kolumn przemieszczeniowych niesie ze sobą wiele korzyści, wśród których wymienić można:

• szybkość i efektywność działania;
• elastyczność — metoda może być stosowana w gruncie różnego rodzaju;
• trwałość i solidność wzmocnienia;
• dużą nośność przy jednoczesnym ograniczeniu średnicy kolumny;
• ekologiczność.

Alternatywnym rozwiązaniem w procesie stabilizacji gruntu są mikropale iniekcyjne. Jest to technologia, w której wykonywane są pale o znacznie mniejszej średnicy niż te, które wykonywane są w metodach CFA i kolumnach przemieszczeniowych. Formowanie mikropali iniekcyjnych odbywa się z wykorzystaniem różnych technik działania, takich jak: koronki, żerdzie, czy łączniki. Elementy te po wywierceniu mikropala mogą być pozostawione w gruncie, jako element zbrojenia, lub usunięte i ponownie wykorzystane. W drugiej sytuacji mikropale muszą zostać wyposażone w alternatywne zbrojenie, jakim są np. kosze z prętów zbrojeniowych, lub profile stalowe.

W przeciwieństwie do wcześniej omówionych metod, do wykonania mikropali wykorzystywany jest mniejszy i lżejszy sprzęt. Jego kompaktowość sprawia, że mikrofale mogą być wykonywane również w miejscach, w których ze względu na istniejącą infrastrukturę nie ma możliwości wykorzystania innego sprzętu.

Wykonanie mikropali niesie ze sobą wiele korzyści, wśród których wymienić można usprawnienie procesu stabilizacji gruntu. Połączenie w ramach jednego procesu wiercenia, betonowania i zbrojenia przyspiesza realizację zadań. Mikropale iniekcyjne charakteryzują się wysoką odpornością na ściskanie i rozciąganie, a także obciążenia boczne. Fundamenty palowe wykonane przy pomocy mikropali iniekcyjnych to rozwiązanie, które nie wpływa negatywnie na środowisko.

Wzmocnienie gruntu możliwe jest również przy pomocy metody jet-grouting. W przeciwieństwie do wcześniej omówionych metod podstawą jet-grouting jest doprowadzenie do lokalnego zniszczenia gruntu, a następnie jego rozpłukanie. W tym celu wykorzystuje się wysokoenergetyczny strumień cieczy. Część urobku jest wynoszona powyżej powierzchni gruntu, a w jego przestrzeń wprowadzany jest zaczyn cementowy, o odpowiednio dobranym składzie.

Proces wykonania kolumn technologią jet-grouting podzielić można na dwie fazy działania:

• w pierwszym etapie, w gruncie wykonuje się otwór o określonej średnicy i głębokości;
• drugi etap polega na stopniowym unoszeniu żerdzi ku górze oraz tłoczenie pod ciśnieniem zaczynu cementowego przy pomocy jednej lub zespołu specjalnych dysz.

W praktyce stabilizacja przy pomocy jet-grouting przeprowadzana jest w trzech wariantach, pojedynczym, podwójnym, lub potrójnym. Wybór właściwego rozwiązania dobierany jest indywidualnie, w zależności od warunków gruntowych lub technicznych projektu.

Praktyczne zastosowania technologii wzmacniania gruntu

Wzmacnianie gruntu jest wykorzystywane w budownictwie na szeroką skalę. Pozwala na dostosowanie warunków gruntowych, aby zapewnić powstającemu obiektowi odpowiednią stabilność i wzmocnić konstrukcję fundamentów.

Każda z wymienionych metod stabilizacji gruntu pozwala na wykorzystanie w określonych warunkach. Stąd tak ważne jest indywidualne podejście, już na etapie projektowania:

• pale CFA — miejsca o trudnych warunkach geotechnicznych, przy budowie mostów i wiaduktów, przy wzmacnianiu fundamentów pod budynki mieszkalne i hale produkcyjne;
• kolumny przemieszczeniowe — posadowienie budynków i hal, mostów, wykorzystywane w budownictwie drogowym, do obudowy wykopów;
• mikropale iniekcyjne — wykorzystywane w miejscach, w których ze względu na sąsiadującą infrastrukturę nie ma możliwości wykorzystania sprzętu do wykonania pali CFA lub FDP;
• jet-grouting — pozwalają na wzmocnienie i uszczelnienie zapór ziemnych, umacnianie skarp, obudowę wykopów, wzmocnienie przyczółków mostów.

Zastosowanie wymienionych technologii stabilizacji jest o wiele szersze, a dobór odpowiedniego wariantu zależy od specyficznych parametrów.

Podsumowanie

Przed rozpoczęciem prac budowlanych konieczna jest dokładna analiza warunków gruntowych oraz specyfiki projektu. Dzięki temu można ustalić, czy przed wykonaniem fundamentów niezbędne będzie wzmocnienie gruntu. BUDOKOP jest ekspertem w dziedzinie stabilizacji gruntu. Dowiedz się więcej na stronie budokop.pl.