Realizacja posadowienia obiektów mostowych oraz nasypów drogowych na obszarach gruntów słabonośnych, często powoduje konieczność korzystania ze specjalistycznych technologii wzmocnienia gruntu.
Widok odsłoniętych kolumn betonowych po ich wykonaniu. Fot. Menard Polska sp. z o.o.
W przypadku projektu na obiektach mostowych trasy S5-S10 ostatecznie zdecydowano się na wykonanie kolumn przemieszczeniowych CMC pod fundamentami obiektów mostowych oraz nasypów w strefach gruntów słabonośnych. Warunkiem dopuszczenia technologii do realizacji było przygotowanie poletka próbnego (jednego fundamentu pod filary największego obiektu) składającego się z 24 kolumn CMC oraz późniejsze wykonanie na każdym kolejnym obiekcie obciążenia próbnego i wykazanie, że osiadania kolumn są mniejsze, a ich nośność większa od przyjętych przez projektanta konstrukcji. Sprawdzenie przeprowadzono przy określonej wartości ciśnienia pod świdrem wykazywanego przez czujniki maszyny w trakcie wiercenia.
Warunki gruntowo-wodne (luźne warstwy piasków w górnych warstwach o stopniu zagęszczenia Id≥20;30) pozwalały na wprowadzenie, zamiennej w stosunku do wibroflotacji, metody wzmocnienia podłoża kolumn CMC.
Zasada realizacji wzmocnienia podłoża polega na utworzeniu kompozytu gruntu i kolumn betonowych. Wykonanie odbywa się za pomocą specjalnego świdra przemieszczeniowego, który w trakcie pogłębiania przemieszcza grunt w poziomie, ale uniemożliwia jego wydostawanie się na powierzchnię platformy roboczej. Dzięki tej metodzie zmniejsza się ilość robót ziemnych oraz znacząco poprawia się wydajność przy zachowaniu wysokiej jakości wykonanych prac.
W związku z występowaniem w poziomie posadowienia gruntów niespoistych na większości obiektów dopuszczono pracę maszyny bez uprzednio przygotowanej platformy.
Warunkiem rozpoczęcia robót była praca min. 50 cm powyżej poziomu wody gruntowej. Po wykonaniu wykopu do ustalonej rzędnej i wytyczeniu geodezyjnym podstawowych punktów przystąpiono do realizacji wzmocnienia. Proces wykonania kolumn pod poszczególnymi obiektami prowadzony był w kilku etapach, w zależności od dostępności frontu robót.
W celu skontrolowania jakości wykonanych kolumn, na każdym obiekcie przeprowadzono po jednym obciążeniu próbnym na kolumnie wybranej przez Inspektora Nadzoru Inwestorskiego. Klasyfikację doboru stanowiły długość kolumny i ciśnienie pod świdrem w trakcie wiercenia.
Przeprowadzono obciążenie balastowe, obciążając ruszt z belek stalowych płytami żelbetowymi o wymiarach 3 x 1,5 x 0,15 m w ilości 70 szt. Sposób ustawienia konstrukcji nad weryfikowaną kolumną przedstawiono na fot. 3. Za pośrednictwem 4 zegarów dokonywano w cyklach 10-minutowych odczytów osiadań, zmieniając wartość obciążenia dopiero po ustabilizowaniu osiadań w stosunku do poprzedniego odczytu (różnica pomiędzy osiadaniami wynosiła 0,01−0,05 mm).
Osiadania na wszystkich obiektach wyniosły od 4,39 do 8,34 mm przy wymaganej przez projektanta sile o wartości 600 kN (każdy krok obciążenia został przeliczony na wartość ciśnienia zgodnie ze stosowaną skalą siłownika) – rys. 1.
Osiadania na obiektach A, C, D, E wykonano dla kolumn pracujących w porównywalnych warunkach gruntowych (grunty niespoiste). Osiadanie przy sile 600 kN (siła powiększona o 50% w stosunku do obciążenia charakterystycznego) wyniosło 5,79 mm.
Jednocześnie z prowadzonymi badaniami firma Menard Polska gromadzi informacje dodatkowe i weryfikuje nośności swoich kolumn, obciążając je do maksymalnej wartości siły, jaką kolumna lub konstrukcja ją obciążająca jest w stanie przenieść.
Prowadząc badania na obiekcie E, w którego część wchodzą fundamenty pod stalową konstrukcję stanowiącą przejście pod obiektem drogowym o rozpiętości prawie 17 m (418 szt. CMC, fot. 2) oraz prawie ośmiometrowej wysokości nasypu (2222 szt. CMC w gruntach organicznych i niespoistych). Po 27 dniach od wykonania przeprowadzono na wybranej kolumnie sprawdzenie nośności i osiadań zgodne z projektem obciążenia próbnego. Po otrzymaniu wartości osiadań kierownictwo budowy zadecydowało o obciążeniu kolumny do maksymalnej wartości, która miała stanowić siłę krytyczną. Doprowadzono obciążenie do wartości 750 kN, jednak siła przyłożona spowodowała, że belka stalowa podtrzymująca balast utraciła miejscową stateczność. Dlatego badanie przerwano.
Kolejnym przykładem sprawdzenia wartości maksymalnej siły było sprawdzenie na obiekcie G. Przeprowadzono badanie, obciążając do wartości 600 kN i odciążając kolumnę, a następnie przystąpiono do ponownego dociążenia. Efektem było uzyskanie wartości 700 kN, ponownie ograniczonej wytrzymałościowymi możliwościami konstrukcji balastowej. Odczytane osiadanie wyniosło 10,99 mm.
Podsumowując, wskazano, że technologia kolumn bezzbrojeniowych CMC może być stosowana nie tylko w słabonośnych gruntach spoistych i organicznych (zgodnie ze swoim przeznaczeniem), ale również jako wzmocnienie gruntów niespoistych, zamienne w stosunku do technologii wibroflotacji. Ponadto stosowanie tej metody powala połączyć dużą wydajność i ekonomię wykonania wzmocnienia pod każdy rodzaj konstrukcji.
Wymienione w tekście odwołania do fotografii i rysunków
Warunki gruntowo-wodne (luźne warstwy piasków w górnych warstwach o stopniu zagęszczenia Id≥20;30) pozwalały na wprowadzenie, zamiennej w stosunku do wibroflotacji, metody wzmocnienia podłoża kolumn CMC.
Zasada realizacji wzmocnienia podłoża polega na utworzeniu kompozytu gruntu i kolumn betonowych. Wykonanie odbywa się za pomocą specjalnego świdra przemieszczeniowego, który w trakcie pogłębiania przemieszcza grunt w poziomie, ale uniemożliwia jego wydostawanie się na powierzchnię platformy roboczej. Dzięki tej metodzie zmniejsza się ilość robót ziemnych oraz znacząco poprawia się wydajność przy zachowaniu wysokiej jakości wykonanych prac.
W związku z występowaniem w poziomie posadowienia gruntów niespoistych na większości obiektów dopuszczono pracę maszyny bez uprzednio przygotowanej platformy.
Warunkiem rozpoczęcia robót była praca min. 50 cm powyżej poziomu wody gruntowej. Po wykonaniu wykopu do ustalonej rzędnej i wytyczeniu geodezyjnym podstawowych punktów przystąpiono do realizacji wzmocnienia. Proces wykonania kolumn pod poszczególnymi obiektami prowadzony był w kilku etapach, w zależności od dostępności frontu robót.
W celu skontrolowania jakości wykonanych kolumn, na każdym obiekcie przeprowadzono po jednym obciążeniu próbnym na kolumnie wybranej przez Inspektora Nadzoru Inwestorskiego. Klasyfikację doboru stanowiły długość kolumny i ciśnienie pod świdrem w trakcie wiercenia.
Przeprowadzono obciążenie balastowe, obciążając ruszt z belek stalowych płytami żelbetowymi o wymiarach 3 x 1,5 x 0,15 m w ilości 70 szt. Sposób ustawienia konstrukcji nad weryfikowaną kolumną przedstawiono na fot. 3. Za pośrednictwem 4 zegarów dokonywano w cyklach 10-minutowych odczytów osiadań, zmieniając wartość obciążenia dopiero po ustabilizowaniu osiadań w stosunku do poprzedniego odczytu (różnica pomiędzy osiadaniami wynosiła 0,01−0,05 mm).
Osiadania na wszystkich obiektach wyniosły od 4,39 do 8,34 mm przy wymaganej przez projektanta sile o wartości 600 kN (każdy krok obciążenia został przeliczony na wartość ciśnienia zgodnie ze stosowaną skalą siłownika) – rys. 1.
Osiadania na obiektach A, C, D, E wykonano dla kolumn pracujących w porównywalnych warunkach gruntowych (grunty niespoiste). Osiadanie przy sile 600 kN (siła powiększona o 50% w stosunku do obciążenia charakterystycznego) wyniosło 5,79 mm.
Jednocześnie z prowadzonymi badaniami firma Menard Polska gromadzi informacje dodatkowe i weryfikuje nośności swoich kolumn, obciążając je do maksymalnej wartości siły, jaką kolumna lub konstrukcja ją obciążająca jest w stanie przenieść.
Prowadząc badania na obiekcie E, w którego część wchodzą fundamenty pod stalową konstrukcję stanowiącą przejście pod obiektem drogowym o rozpiętości prawie 17 m (418 szt. CMC, fot. 2) oraz prawie ośmiometrowej wysokości nasypu (2222 szt. CMC w gruntach organicznych i niespoistych). Po 27 dniach od wykonania przeprowadzono na wybranej kolumnie sprawdzenie nośności i osiadań zgodne z projektem obciążenia próbnego. Po otrzymaniu wartości osiadań kierownictwo budowy zadecydowało o obciążeniu kolumny do maksymalnej wartości, która miała stanowić siłę krytyczną. Doprowadzono obciążenie do wartości 750 kN, jednak siła przyłożona spowodowała, że belka stalowa podtrzymująca balast utraciła miejscową stateczność. Dlatego badanie przerwano.
Kolejnym przykładem sprawdzenia wartości maksymalnej siły było sprawdzenie na obiekcie G. Przeprowadzono badanie, obciążając do wartości 600 kN i odciążając kolumnę, a następnie przystąpiono do ponownego dociążenia. Efektem było uzyskanie wartości 700 kN, ponownie ograniczonej wytrzymałościowymi możliwościami konstrukcji balastowej. Odczytane osiadanie wyniosło 10,99 mm.
Podsumowując, wskazano, że technologia kolumn bezzbrojeniowych CMC może być stosowana nie tylko w słabonośnych gruntach spoistych i organicznych (zgodnie ze swoim przeznaczeniem), ale również jako wzmocnienie gruntów niespoistych, zamienne w stosunku do technologii wibroflotacji. Ponadto stosowanie tej metody powala połączyć dużą wydajność i ekonomię wykonania wzmocnienia pod każdy rodzaj konstrukcji.
Wymienione w tekście odwołania do fotografii i rysunków
Konferencje Inżynieria
WIEDZA. BIZNES. ATRAKCJE
Sprawdź najbliższe wydarzenia
Powiązane
Aby dodać komentarz musisz być zalogowany. Przejdź do formularza logowania/rejestracji.