Wytyczne wzmacniania podłoża gruntowego kolumnami sztywnymi.

Wytyczne wzmacniania podłoża gruntowego kolumnami sztywnymi

Jedną z metod wzmacniania gruntu jest wzmacnianie podłoża gruntowego kolumnami sztywnymi typu RI (Rigid Inclusions). Używa się również kilka innych nazw – firmowych, w tym m.in. kolumny CMC (Controlled Modulus Columns) oraz kolumny CSC (Controlled Stiffness Columns). Wiele wdrożeń w Polsce pozwala na stwierdzenie, że metoda kolumn sztywnych ma swoje trwałe miejsce także w krajowym wykonawstwie. W wielu przypadkach jej zastosowanie pozwala na szybkie i ekonomiczne posadowienie obiektów infrastrukturalnych oraz kubaturowych.

Książka Wytyczne wzmacniania podłoża gruntowego kolumnami sztywnymi powstała z inicjatywy Instytutu Badawczego Dróg i Mostów oraz firm geotechnicznych Keller Polska i Menard, przy wsparciu Polskiego Zrzeszenia Wykonawców Fundamentów Specjalnych. Jest przeznaczona dla jednostek projektujących, wykonujących i nadzorujących budowle, specjalistycznych wykonawców robót wzmacniania podłoża gruntowego, a także dla administracji drogowej i kolejowej oraz innych inwestorów.

W rozdziale 1 przedstawiono istotę metody, rodzaje kolumn sztywnych, zakres stosowania i podstawowe rozwiązania konstrukcyjne wzmocnienia.

Zagadnienia badań i oceny podłoża potrzebnych do projektowania wzmocnienia opisano w rozdziale 2. Podano w nim zalecenia odnośnie do zakresu i rodzajów badań oraz potrzebnych parametrów geotechnicznych.

W rozdziale 3 opisano zasady projektowania wzmocnienia podłoża oparte na projektach nowych Eurokodów. Podano zalecenia w zakresie sprawdzania stanów granicznych z  wykorzystaniem współczynników częściowych i podejść obliczeniowych RFA, MFA i EFA oraz stanów granicznych użytkowalności, w tym także w odniesieniu do obliczeń wykonywanych z wykorzystaniem modeli numerycznych. Przedstawiono ogólne zasady projektowania kolumn, warstwy transmisyjnej, zbrojenia dolnego, stref przejściowych oraz platform roboczych.

Rozdział 4 zawiera informacje na temat wykonawstwa robót, w tym: przygotowania platformy roboczej, sposobów wykonywania kolumn wierconych, wkręcanych, wwibrowywanych, prefabrykowanych, DSM i iniekcyjnych, przygotowania głowic/czapek, układania warstwy transmisyjnej oraz zbrojenia dolnego. Wskazano ograniczenia i zagrożenia realizacyjne.

W rozdziale 5 zestawiono wymagania dotyczące badań i kontroli robót: platformy roboczej, sprzętu, materiałów kolumn i zbrojenia, procesu formowania kolumn w podłożu, wykonanych kolumn, próbnych obciążeń, warstwy transmisyjnej i zbrojenia dolnego, a także monitorowania.

W załączniku przedstawiono szczegółowo metody i procedury obliczeniowe wykorzystywane do projektowania wzmocnionego podłoża oraz do wymiarowania elementów wzmacniających.

Opracowanie uzupełniają dwa przykłady obliczeń ilustrujące zalecany sposób projektowania. Przykład A obejmuje nasyp drogowy posadowiony na słabym podłożu wzmocnionym kolumnami betonowymi z czapkami oraz geo-syntetycznym zbrojeniem dolnym, a przykład B – wzmocnienie miękko-plastycznych i plastycznych gruntów spoistych pod posadzką hali przemysłowej za pomocą kolumn DSM.