Stabilizacja gruntu - po co, czym, jak i za ile?

Niekiedy grunt ma słabe parametry mechaniczne i tym samym nie jest w stanie przyjąć obciążeń generowanych przez projektowany budynek. W takiej sytuacji należy go wzmocnić. Istnieją różne metody stabilizacji gruntu. Dowiedz się jakie są sposoby, które wiążąc cząsteczki gruntu przygotowują podłoże pod budowę.

Stabilizacja gruntu in-situ to proces technologiczny, który polega na rozdrobnieniu i wymieszaniu gruntu rodzimego bądź nawiezionego (m.in. podczas wykonywania nasypów lub prac drogowych) z materiałem stabilizującym (cement, wapno lub hydrauliczne spoiwa drogowe HSD) z zachowaniem wilgotności optymalnej szkieletu gruntowego. Stabilizatory do gruntu to recyklery samobieżne bądź doczepne stabilizatory gruntu. Inną metodą stabilizacji jest wykonanie mieszanki grunt-spoiwo w węzłach stacjonarnych. Gotową mieszankę przewozi się na plac budowy, gdzie następuje jej wbudowanie.

Stabilizacja gruntu cementem to proces, który polega na wymieszaniu gruntu z zaczynem cementowym. Ziarna frakcji piaskowej oraz pyłowej zostają związane i tworzą razem z cementem szkielet nośny. Cząstki gruntowe, które nie są związane cementem o frakcji iłowej i pyłowej, są amortyzatorem dla sił zewnętrznych i oddziałują na stabilizację. Najlepsze grunty do stabilizacji cementem to grunty posiadające cechy zbliżone do cech mieszanek optymalnych, a więc takie, w których skład granulometryczny ziaren i cząsteczek gruntu odpowiada poszczególnym proporcjom.

Ilość cementu, który wykorzystuje się do stabilizacji wykonania stabilizacji gruntu, zależy od uziarnienia gruntu, składu, a także wymagań. Cement zwiększa spójność gruntu, a jednocześnie zmniejsza nasiąkliwość oraz plastyczność.

Wyróżnia się pięć podstawowych typów cementu do stabilizacji:

• cement portlandzki (CEM I),
• cement portlandzki wieloskładnikowy (CEM II),
• cement hutniczy (CEM III),
• cement pucolanowy (CEM IV),
• cement wieloskładnikowy (CEM V).

Należy również zapoznać się z klasami cementu, które charakteryzują wytrzymałość zapraw normowych:

• 32,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach: 32,5–52,5 MPa),
• 42,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach: 42,5–62,5 MPa),
• 52,5 (wytrzymałość próbek po 28 dniach: >52,5 MPa).

Cement dodatkowo dzieli się na tempo przyrastania wytrzymałości, a więc: N – z normalną wytrzymałością wczesną oraz R – wysoka wytrzymałość wczesna. Wspomnieć musimy równie o oznaczeniach literowych, które określają rodzaj i ilość dodatku znajdującego się w cemencie: A – 6-20%, B – 21-35%; S – żużel wielkopiecowy, V – popiół lotny krzemionkowy, W – popiół lotny wapienny, D – pył krzemionkowy, P – pucolana naturalna, Q – pucolana wypalana, L – wapień.

Zazwyczaj do stabilizacji stosuje się CEM II, ponieważ ma odpowiednią cenę do otrzymywanych efektów względem wytrzymałości.

Stabilizację z wykorzystaniem wapna przeważnie wykonuje się przy gruntach spoistych i bardzo spoistych (iły). Jeżeli występuje grunt, którego wilgotność znacznie przekracza wartość wilgotności optymalnej, to wykorzystuje się wapno palone. Do gruntów średnio spoistych sprawdzi się wapno sucho gaszone, a do mało spoistych, wapno hydrauliczne. Stabilizacji gruntu cementem nie wykonuje się w gruntach humusowych i torfów.

W kontakcie z wodą, wapno palone spontanicznie hydratyzuje i tworzy wodorotlenek wapnia. Wytwarzane ciepło podczas tej reakcji natychmiast osusza wilgotną glebę. Dodatkowo wapno rozpuszcza cząstki gliny i tworzy cement pucolanowy, łącząc wapń z tlenkami krzemu i glinu obecnymi w gruntach gliniastych. Dodanie określonej ilości wapna do gruntów nadających się do stabilizacji wapnem pozwala polepszyć właściwości gruntu, tzn. poprawić wydajność poddanych obróbce wapnem podbudów. W konsekwencji otrzymuje się mocniejsze, bardziej sztywne oraz stabilne (w zakresie objętości) poddane obróbce wapnem podłoża, dolne warstwy nośne bądź warstwy podstawowe.

Dwie wyżej wymienione metody wykonywania stabilizacji nie są oczywiście jedyną opcją na poprawę właściwości gleby. Oprócz nich warto również przyjrzeć się innym sposobom na wykonanie stabilizacji. Są to przede wszystkim:

• Stabilizacja gruntu żużlem – stosuje się go jako spoiwo hydrauliczne lub jako element produkcji stabilizatorów gruntu.
• Stabilizacja gruntu spoiwem drogowym – łączy ze sobą żużel i popioły. Jest tańszy od cementu i wapna, ale pozwala nadać podobne właściwości.
• Stabilizacja popiołami lotnymi – popioły zawierają m in tlenek glinu i krzemionkę. Jest to jedna z tańszych wersji stabilizatora gleby jednak dość ograniczona.

Do prawidłowego wykonania stabilizacji gruntu koniecznie należy dobrać odpowiedni materiał. W przypadku gleby bardzo luźnej należy postawić na lepszą stabilizację w postaci cementu lub wapna. W przypadku gruntu o lepszych właściwościach własnych można postawić na tańsze rozwiązania stabilizacji spoiwem hydraulicznym.

Niezależnie od typu stabilizacji proces stabilizacji gruntu rozpoczyna się od nawilżenia go do zakładanej wilgotności optymalnej. W kolejnym etapie rozsypuje się materiał stabilizujący (wapno) w określonej ilości. Następnie dochodzi do głównego mieszania na miejscu przy zastosowaniu stabilizatora gruntu. Od momentu rozłożenia spoiwa na gruncie stabilizowanym do ostatecznego zakończenia mieszania oraz zagęszczania czas nie może przekroczyć 3-godzin. Zdarza się, że występują grunty o zbyt wysokiej wilgotności. W takiej sytuacji należy grunt przesuszyć poprzez przesypywanie oraz mieszanie. Po zakończeniu mieszania następuje faza zagęszczenia, a także profilowania gruntu do zakładanych rzędnych wysokościowych. Tak powstałą stabilizację trzeba pielęgnować przez minimum siedem dni.

Stabilizację gleby wykorzystuje się w budownictwie ziemnym do wzmocnienia słabonośnego podłoża gruntowego, wzmocnienia gruntu przy budowie nasypów oraz w budownictwie drogowym do wykonywania dolnych warstw podbudów nawierzchni drogowych. Stabilizację gruntu warto zlecić firmie zajmującej się robotami w ziemi i usługami z zakresu ulepszania podłoża. Usługi rozsypywania oraz mieszania wykonujemy, wykorzystując niezawodne stabilizatory gruntu. Prace ziemne świadczymy na terenie całego kraju.

Odpowiednia stabilizacja gruntu to ważna sprawa. Dlatego tego typu roboty ziemne zlecaj specjalistom. Jeśli szukasz odpowiedniej firmy, zapraszamy do kontaktu.