Stabilizacja masowa – wzmacnianianie podłoża

Opublikowano w miesięczniku MATERIAŁY BUDOWLANE 2/2020 na str. 14

Stabilizacja masowa (tzw. solidyfikacja) jako nowoczesna metoda wzmacniania podłoża
Mass stabilization – as a modern method of strengthening the ground

Streszczenie
W artykule przedstawiono stabilizację masową jako technologię wzmacniania gruntu.Wyróżniane są dwa rodzaje solidyfikacji – na sucho lub mokro. Dobór technologii uzależniony jest od rodzaju gruntów oraz zawartości wody w miejscu wzmocnienia. Opisane realizacje stabilizacji „na sucho”, to droga S5 odcinek Korzeńsko –Widawa, zespół basenów odkrytych w Oławie, obwodnica Szczecinka. Przedstawiono również pierwsze wzmocnienie „na mokro” wykonane pod segment Galerii Wiślanki w Żorach. Analiza przytoczonych realizacji pokazała, że technologia ta nadaje się do stosowania pod obiekty różnego rodzaju. Ze względu na wykorzystywanie materiału zastanego in situ ważną rolę odgrywają szczegółowe badania geologiczne oraz wykonanie zarobów próbnych przed przystąpieniem do realizacji. Niewątpliwą zaletą kontroli jakości solidyfikacji na mokro jest przeprowadzenie jej analogicznie do dobrze znanej technologii DSM. Słowa kluczowe: geotechnika; wzmocnienie podłoża; solidyfikacja.

Wprowadzenie
Stabilizacja masowa nazywana inaczej solidyfikacją to technologia wzmacniania, która polega na zwiększeniu wytrzymałości gruntu przez wymieszanie go z czynnikiem wiążącym. Jest to z reguły wzmocnienie typu objętościowego, którego celem jest poprawa parametrów mechanicznych i odkształceniowych gruntu.Metoda polega na wprowadzeniu w podłoże mieszadła o specjalnej konstrukcji, które niszczy strukturę gruntu oraz miesza go z podawaną w tym samym czasie substancją wiążącą (rysunek 1). Stabilizację masową należy podzielić na 2 rodzaje – solidyfikację na mokro oraz na sucho. Solidyfikacja na mokro polega na mieszaniu gruntu z zaczynem cementowym lub cementowo-popiołowym. Technologię stosuje się do wzmacniania gruntów spoistych o małej wytrzymałości na ścinanie w warunkach bez drenażu oraz do gruntów niespoistych. Efektywność wzmocnienia sprawdza się, wykonując badanie jednoosiowego ściskania na próbkach walcowych lub kostkowych (jak w DSM). Kontrola jakości w przypadku stabilizacji masowej na mokro i DSM jest praktycznie taka sama [3].

Solidyfikacja na sucho polega na mieszaniu gruntu z czynnikiem wiążącym (np. cementem, popiołem, mieszaninami cementowo-popiołowymi) bez dodatkowego udziału wody. Zabieg ten pozwala na osuszenie gruntu, wywołane procesem hydratacji, a następnie jego związanie. Technologię stosuje się do wzmacniania gruntów organicznych oraz spoistych małej wytrzymałości na ścinanie w warunkach bez drenażu. Dodatkowym warunkiem jest wilgotność naturalna gruntu, której wartość musi być większa niż 60%. W tym przypadku efektywność stabilizacji mierzy się, określając wytrzymałość na ściskanie próbek sześciennych. Wytyczne projektowe ujęto w [1], natomiast praktyczne wskazówki dotyczące badania materiału stabilizowanego masowo w [2]. Zaletą solidyfikacji jest zastosowanie lekkiego sprzętu, co pozwala na prowadzenie realizacji w miejscach niedostępnych dla tradycyjnych maszyn. Dodatkowo jest to technologia przyjazna środowisku, gdyż nie powstają odpady konieczne do wywożenia z placu budowy. Ograniczeniem metody jest głębokość, na jakiej można przeprowadzić wzmocnienie (maksymalna wynosi ok. 6 m).