background image

12. TECHNOLOGIA I KONTROLA ZAGĘSZCZENIA GRUNTÓW W NASYPACH 

DROGOWYCH. 

 

DEF.  ZAGĘSZCZALNOŚCI-  zdolność  gruntu  do  osiągania  maksymalnych  gęstości  objętościowych  szkieletu 
gruntowego. 

Zagęszczalność  związana  jest  ze  wskaźnikiem  różnoziarnistości 

U=d60/d10.  Grunty  uważa  się  za 

różnoziarnisty  gdy  U  >  5.  Grunty  w  przedziale  od  3 

-

  5  są  nieźle  zagęszczalne.  Gdy  U<3  są  kłopoty  z 

zagęszczeniem a poniżej 2 jest ono praktycznie niemożliwe. 

1. TECHNOLOGIA  ZAGĘSZCZANIA GRUNTÓW 

1.1 CEL ZAGĘSZCZANIA NASYPÓW 

 

Wyeliminowanie osiadania gruntu, które mogłoby wystąpić w czasie eksploatacji lub zmniejszenie ich 
do wielkości dopuszczalnej.  

 

Większa  odporność  gruntu  na  ścinanie.  Podczas  zagęszczania  wzrasta  kąt  tarcia  wewnętrznego  „Φ” 
oraz kohezja „c”. Ostatecznie zagęszczone skarpy są bardziej stateczne, a podłoże ma wyższą nośność. 

 

Mniejsze  odkształcenia  gruntu-po  zagęszczeniu  wzrasta  moduł  odkształcenia  gruntu  i  moduł 
sprężystości. W efekcie ugięcie podłoża pod wpływem obciążenia są mniejsze. 

 

Większa  odporność  na  niszczące  działanie  wody.  Zagęszczony  grunt  jest  mniej  przepuszczalny  i 
zmniejsza  się  kapilarne  podciąganie  wody.  Grunt  posiada  mniej  wolnych  przestrzeni  i  mniej  chłonie 
wodę, więc jest mniej wrażliwy na zmiany wilgotności.  

 

Każda warstwa gruntu po rozłożeniu, powinna być jak najszybciej zagęszczona. Warstwę gruntu należy 

zagęszczać od krawędzi w kierunku osi nasypu. Grubość warstwy, którą zagęszcza się oraz liczbę przejść zaleca 
się określić doświadczalnie dla każdego rodzaju gruntu i typu sprzętu.  

1.2 GRUBOŚĆ WARSTWY GRUNTU 

Próbne zagęszczenie wykonuje się na poletku o minimalnej powierzchni 300m

2

, które powinno być wykonane 

na  terenie  oczyszczonym  z  gleby.  Grunt  układa  się  pasmami  o  szerokości  3,5-4,5m  każde.  W  każdym  pasie 
poszczególne  warstwy  gruntu  powinny  mieć  inną  grubość,  lecz  wszystkie  muszą  się  mieścić  w  granicach 
właściwych  dla  danego  sprzętu  zagęszczającego.  Wilgotność  gruntu  powinna  być  równa  optymalnej.  Grunt

 

ułożony  na  poletku  według  powyższych  zasad  powinien  być  następnie  zagęszczony,  a  po  każdej  serii  przejść 
sprzętu  należy  określić  wskaźniki  zagęszczenia.  Oznaczenie  wskaźnika  zagęszczenia  należy  wykonać  w  co 
najmniej  4  punktach  poletka,  z  których  co  najmniej  2  powinny  umożliwić  ustalenie  wskaźnika  zagęszczenia  w 
dolnej części warstwy. Na podstawie porównania uzyskanych wyników zagęszczenia z wymaganiami z Tablicy 1 
należy dokonać wyboru sprzętu i ustalić potrzebną liczbę przejść oraz grubość warstwy rozkładanego gruntu. 

 

Tablica 1 „Minimalne 
wartości wskaźnika 
zagęszczenia gruntów 
w nasypach.” 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

1.3 WILGOTNOŚĆ GRUNTU 

 

Wilgotność gruntu w czasie zagęszczania powinna być równa wilgotności optymalnej ± 5% jej wartości. 

Jeśli  wilgotność  naturalna  gruntu  jest  niższa  od  wilgotności  optymalnej  o  więcej  niż    -5%  jej  wartości,  to 
wilgotność gruntu trzeba zwiększyć przez dodanie wody. Jeżeli natomiast jest wyższa od wilgotności optymalnej 
o  ponad  +5%  jej  wartości  to  grunt  należy  osuszyć  w  sposób  mechaniczny,  chemiczny  lub  wykonać  drenaż  z 
warstwy gruntu przepuszczalnego.  

1.4 WYMAGANIA DOTYCZĄCE ZAGESZCZENIA 

 

Zagęszczenie  warstwy  należy  określić  za  pomocą  oznaczenia  wskaźnika  zagęszczenia  lub  porównania 

pierwotnego i wtórnego modułu odkształcenia. Badanie zagęszczenia na podstawie porównania pierwotnego i 
wtórnego  modułu  odkształcenia,  należy  stosować  tylko  do  gruntów  gruboziarnistych,  dla  których  nie  jest 
możliwe określenie wskaźnika zagęszczenia Is.  

Jeśli  badania  wykażą,  że  zagęszczenie  warstwy  nie  jest  wystarczające,  to  Wykonawca  jest  zobowiązany 
spulchnić  warstwę,  doprowadzić  grunt  do  wilgotności  optymalnej  i  ponownie  zagęścić.  Jeżeli  powtórne 
zagęszczenie nie zmieni wartości wskaźnika zagęszczenia to Wykonawca powinien usunąć warstwę i wbudować 
nowy materiał, o ile Inżynier nie pozwoli na wznowienie próby prawidłowego zagęszczania warstwy.  

1.5 SPRZĘT DO ZAGĘSZCZANIA 

 

walec stalowy (statyczny) 

 

walec wibracyjny 

 

walec okołkowany 

 

walec ogumiony 

 

płyta wibracyjna do zagęszczania w trudno dostępnych miejscach 

 

2. KONTROLA ZAGESZCZENIA GRUNTÓW W NASYPACH. 

Zagęszczenie każdej warstwy powinno być kontrolowane nie rzadziej niż: 

 

jeden raz w trzech punktach odcinka na 5000m2 warstwy, w przypadku określenia wartości Is, 

 

jeden  raz  w  trzech  punktach  odcinka  na  2000m2  warstwy  w  przypadku  określenia  pierwotnego  i 
wtórnego modułu odkształcenia. 

2.1 BADANIA 

2.1.1 BADANIE WILGOTNOŚCI 

Wpływ  wilgotności  na  zagęszczenie  gruntu  ocenia  się  na  podstawie  badania  Proctora.  Grunt  osiąga 
maksymalne  zagęszczenie  dla  wilgotności  optymalnej.  Gdy  wilgotność  wzrasta  to  woda  pozwala  na  lepsze 
ułożenie  ziaren  gruntu.  Natomiast  po  przekroczeniu  w

opt

  ziarna  gruntu  są  rozpychane 

przez wodę i zajmuje ich miejsce. Przeciwdziała to ścisłemu ułożeniu. 

2.1.2 BADANIE SONDĄ SD-10 (rozw. SONDA STOZKOWA WBIJANA LEKKA SD-10 ) 

Badanie  polega  na  wbijaniu  sondy  z  żerdziami  zakończonymi  końcówką  stożkową  w 
zagęszczony  grunt.  Sonda  wbijana  jest  na  zasadzie  wykorzystania  ciśnienia  sprężonego 
powietrza.  Ubijak  podnosi  się  na  stałą  wysokość  i  spada  wbijając  sondę  coraz  głębiej. 
parametrem  sondowania  jest  liczba  uderzeń  potrzebna  do  zagłębienia  żerdzi  o  10cm. 
Żerdź posiada podziałkę co 10cm, co ułatwia liczenie 

W tym badaniu wyznaczany jest stopień zagęszczenia 

I

D

-  Jest  to  stosunek  zagęszczenia  w  występującego  stanie  naturalnym  do  zagęszczenia 

maksymalnego 

I

D

= 0,071 + 0,429 * log N

10

 

gdzie: N

10

 – ilość uderzeń młota na każde 10cm zagłębienia sondy 

background image

I

D

 ≤ 0,33 grunt luźny 

0,33 <I

≤ 0,67 średnio zagęszczony 

0,67 < I

D

 ≤ 0,8 zagęszczony 

I

D

 ≥ 0,8 bardzo zagęszczony  

 

 

Na podstawie I

D

 można ocenić wskaźnik zagęszczenia I

S

I

S

0,818

0, 958 0,174

D

I

 

 

2.1.3 BADANIE LEKKĄ PŁYTĄ DYNAMICZNĄ 

Za pomocą tego badania możemy wyznaczyć dynamiczny moduł odkształcenia E

vd

E

vd

= 1,5 * r * б / s 

gdzie:    r-  promień  płyty;  r=150mm,  б  -  naprężenie  w  podłożu  pod  płytą;  Б=0,1Mpa  s-  średnia  amplituda 
odkształcenia [mm] 

Im  mniejsze  odkształcenie  „s”  tym  większy  dynamiczny  moduł  odkształcenia,  co  za  tym  idzie-większy  wtórny 
moduł odkształcenia. 

Ubijak  udarowy  opuszczany  jest  z  pewnej  wysokości  na  prowadnicy.  Zagłębienie  płyty  mierzone  jest  jako 
powracająca  fala  akustyczna  do  geofonu.  Metoda  ta  wykorzystuje  zjawisko  elastycznych  odkształceń  podłoża 
gruntowego pod wypływem dynamicznego naprężenia б. 

Badanie  w  bardzo  łatwy  i  szybki  sposób  pozwala  określić,  czy  dane  podłoże 
ma  odpowiednią  nośność.  Badanie  jednego  punktu  na  danym  odcinku  trwa 
np.  2min.  Oznacza  to,  że  łatwo  znaleźć  miejsca,  gdzie  wymagania  nie  są 
spełniony.  Nowoczesne  płyty  mają  wbudowany  GPS,  który  pozwala  na 
dokładne  określenie  współrzędnych.  Badanie  płytą  nie  wymaga  pojazdu 
obciążającego, więc można używać go w miejscach trudno dostępnych.  

Niestety  lekka  płyta  dynamiczna  nie  jest  badaniem  normowym  w  Polsce, 
natomiast jest np. w Niemczech. Płytą można wykonywać badania tylko jako 
badanie  pomocnicze.  Normowym  badaniem  jest  badanie  VSS,  które  jest 
niestety  trudne.  Po  pierwsze  badanie  jest  czasochłonne,  zajmuje  1-2h  w 
jednym  miejscu  w  zależności  od  powierzchni,  którą  badamy.  Aby  je 
przeprowadzić  potrzebne  jest  odciążenie  (wozidłem  lub  walcem),  więc 
wstrzymywana jest praca sprzętu.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

2.1.4 BADANIE PŁYTĄ STATYCZNĄ VSS 

I

o

 = E

2

/E

1

 Wskaźnik odkształcenia 

E

2

 – moduł wtórny odkształcenia, E

1

- moduł pierwotny odkształcenia 

 

Wskaźnik odkształcenia I

o

 nie powinien być większy niż: 

 

żwiry, pospółki, piaski  

I

o

 ≤ 2,2 przy I

S

≥ 1,0 

I

o

 ≤ 2,5 przy I

S

≤ 1,0 

 

grunty spoiste (pyły, gliny, iły) 

I

o

 ≤ 2,0 

 

grunty spoiste różnoziarniste 

I

o

 ≤ 3,0 

 

narzuty kamienne i rumosze 

I

o

 ≤ 4,0 

Całościowej  oceny  cech  nośności  warstwy  gruntu  dokonuje  się  na  podstawie  pomiaru  wtórnego  modułu 
odkształcenia  E

2

  za  pomocą  badania  VSS  płytą  o  średnicy  300mm.  Wartość  E

2

  wyznacza  się  dla  przyrostu 

obciążenia od 0,25MPa do 0,35MPa wg. wzoru: 

E

2

=

3

4

p D

s

⋅ ∆ ⋅

⋅∆

 

D-średnica płyty [mm] 

Δp- przyrost obciążenia [Mpa],  

Δs- przyrost odkształcenia [mm]