Wzmocnienie podłoża gruntowego pod obiektami mostowymi na drodze S3

W artykule opisano przygotowanie oraz wykonanie wzmocnienia podłoża gruntowego pod siedem obiektów mostowych (typu WD, WS, WDJ, WSJ), realizowanych w ramach zadania Zaprojektowanie i wybudowanie drogi ekspresowej S3 Legnica (A4) – Lubawka, zadanie I od węzła Legnica II (bez węzła) do węzła Jawor II (z węzłem) o długości ok. 19,730 km, tj. od km 2 + 420,47 do km 22 + 150,00.

Technologia wgłębnego mieszania gruntu DSM
Technologia wgłębnego mieszania gruntu na mokro (DSM Wet) oparta jest na koncepcji poprawiania właściwości wytrzymałościowych
gruntów występujących w podłożu przez wymieszanie ich z medium wiążącym (najczęściej zaczynem cementowym). Powstający w ten sposób cementogrunt charakteryzuje się znacznie wyższymi parametrami mechanicznymi i wytrzymałościowymi. Wgłębne mieszanie gruntu odbywa się przez wprowadzenie w podłoże gruntowe mieszadła (padla) o specjalnej konstrukcji, częściowo pokazanego na rycinie 1. Padel składa się z belek mieszających oraz różnie rozłożonych dysz iniekcyjnych. Średnica padla jest taka sama, jak projektowa średnica kolumny DSM. Faza formowania kolumny przebiega w kilku etapach, w których naprzemienne podciąganie i pogrążanie mieszadła zapewnia wymieszanie zaczynu cementowego z gruntem i utworzenie kolumny o relatywnie jednorodnejstrukturze. W tej technologii DSM nie zawsze da się wyróżnić wyraźne cykle (dół – góra), niekiedy mieszanie następuje krokowo przez zagłębienie się np. na Konieczność wzmocnienia zaistniała nie ze względu na brak nośności podłoża gruntowego, lecz z potrzeby ograniczenia osiadań oraz osiadań różnicowych. Taki cel wykonywania kolumn DSM jest obecnie najczęściej spotykany w krajowych realizacjach pod obiektami mostowymi.

Warunki geotechniczne
W celu rozpoznania warunków geologicznych we wszystkich obiektach mostowych dla każdej podpory wykonano co najmniej dwa wiercenia oraz minimum jedno sondowanie CPTu. W podłożu rozpoznano grunty niespoiste oraz spoiste, praktycznie każdego rodzaju. Proporcja jednych do drugich wynosi mniej więcej 1:1, ich ułożenie często było naprzemienne. Jeżeli chodzi o grunty spoiste, to dominowały gliny piaszczyste i gliny pylaste z domieszkami pospółki lub żwiru. Występujące w podłożu grunty niespoiste (najczęściej w stanie średnio zagęszczonym) to pospółki i żwiry. Zwierciadło wody gruntowej stabilizowało się na głębokości kilku metrów. 1 m, a następnie wyjście o ok. 0,5 m. Sposób mieszania jest uzależniony od lokalnych warunków gruntowych, parametrów zaczynu, maszyny mieszającej. Nie można określić jednego, optymalnego sposobu mieszania, niejednokrotnie kolumnę DSM o wymaganych parametrach można uzyskać przez różne sekwencje mieszania.