Opis
Wzmacnianie podłoża gruntowego kolumnami sztywnymi pozwala na szybkie i ekonomiczne posadowienie obiektów infrastrukturalnych oraz kubaturowych. Korzyściom ze stosowania kolumn towarzyszą jednak specyficzne wymagania, dotyczące badań gruntu, zaawansowanego projektowania wzmocnień, doboru metod i materiałów oraz kontroli wykonawstwa. Niniejsza publikacja, spełniająca rolę krajowych wytycznych, umożliwia poznanie podstaw teoretycznych i schematów pracy wzmocnienia podłoża, a także zasad oraz dobrej praktyki projektowania i wykonywania robót. Przeznaczona jest dla jednostek projektujących, wykonujących i nadzorujących budowle, specjalistycznych wykonawców robót wzmacniania podłoża gruntowego, a także dla administracji drogowej i kolejowej oraz innych inwestorów. Skorzystają z niej także studenci kierunków budowlanych. Książka powstała z inicjatywy Instytutu Badawczego Dróg i Mostów oraz firm geotechnicznych Keller Polska i Menard. Wytyczne uzyskały pozytywne rekomendacje Polskiego Komitetu Geotechniki oraz Polskiego Zrzeszenia Wykonawców Fundamentów Specjalnych. Spis treściPodstawowe oznaczenia 11 Podstawowe skróty 15 Przedmowa 17 1. Ogólne zasady wzmacniania podłoża kolumnami sztywnymi 21 1.1. Metoda wzmacniania 21 1.2. Mechanizm i podstawowe schematy wzmocnienia podłoża 24 1.3. Podłoża wymagające wzmocnienia 27 1.4. Cele wzmacniania podłoża gruntowego 27 1.5. Zakres stosowania kolumn sztywnych 28 1.6. Rodzaje kolumn objętych opracowaniem 29 1.7. Ograniczenia w stosowaniu kolumn 31 2. Badania podłoża gruntowego w celu jego wzmocnienia 32 2.1. Normowe dokumentacje 32 2.2. Normowe określenia wartości parametrów geotechnicznych 35 2.3. Identyfikacja słabego podłoża 37 2.4. Rozpoznanie wstępne podłoża 38 2.5. Rozpoznanie podłoża do projektu wzmocnienia 40 2.6. Rozpoznanie uzupełniające podłoża 43 2.7. Określanie parametrów odkształcalności słabych gruntów 43 2.8. Wybór modelu konstytutywnego gruntu i jego parametry 45 3. Projektowanie 51 3.1. Podstawy projektowania geotechnicznego 51 3.1.1. Wymagania ogólne 51 3.1.2. Model geotechniczny 53 3.1.3. Klasy konsekwencji 53 3.1.4. Klasy złożoności geotechnicznej 55 3.1.5. Kategorie geotechniczne 56 3.1.6. Stany graniczne i ich sprawdzenie 57 3.1.7. Projektowe okresy użytkowania konstrukcji 59 3.1.8. Zrównoważony rozwój 60 3.2. Stany graniczne nośności (ULS) 62 3.2.1. Identyfikacja 62 3.2.2. Sprawdzenie z wykorzystaniem współczynników częściowych 63 3.2.3. Wartości współczynników częściowych ?F, ?E i ?M 64 3.2.4. Przyporządkowanie sposobów sprawdzenia i współczynniki częściowe 66 3.2.5. Praktyczne stosowanie podejść obliczeniowych MFA i EFA 72 3.2.6. Praktyczne stosowanie podejścia obliczeniowego RFA 73 3.2.7. Sprawdzenie stanów ULS z wykorzystaniem modeli numerycznych 74 3.3. Stany graniczne użytkowalności (SLS) 77 3.3.1. Identyfikacja i sprawdzenie 77 3.3.2. Kryteria użytkowalności 78 3.4. Geometria wzmocnienia podłoża kolumnami 80 3.4.1. Nasypy 80 3.4.2. Płyty, fundamenty, posadzki i nawierzchnie 82 3.4.3. Wartości obliczeniowe właściwości geometrycznych 83 3.5. Kolumny sztywne 84 3.5.1. Dobór kolumn 84 3.5.2. Projektowanie 86 3.5.3. Materiały 88 3.6. Warstwa transmisyjna 90 3.7. Zbrojenie dolne 93 3.8. Strefy przejściowe 96 3.9. Platforma robocza 98 4. Wykonawstwo 104 4.1. Platforma robocza 104 4.2. Kolumny 107 4.2.1. Technologie wykonywania 107 4.2.2. Sprzęt 119 4.2.3. Przygotowanie materiałów 121 4.2.4. Możliwe uszkodzenia kolumn i środki zaradcze 121 4.2.5. Przygotowanie głowic 131 4.3. Czapki 136 4.4. Warstwa transmisyjna 137 4.5. Układanie zbrojenia dolnego 139 4.5.1. Poziom ułożenia pierwszej warstwy zbrojenia 139 4.5.2. Zbrojenie geosyntetykami 141 4.5.3. Zbrojenie siatkami stalowymi 146 4.5.4. Zbrojenie prętami kompozytowymi 148 4.6. Inne prace budowlane 148 5. Kontrola robót 154 5.1. Platforma robocza 154 5.1.1. Przygotowanie 154 5.1.2. Grubość 155 5.1.3. Materiały 155 5.1.4. Parametry 155 5.1.5. Geosyntetyki i ich ułożenie 156 5.1.6. Próbny przejazd 157 5.2. Sprawdzenie sprzętu i materiału kolumn przed rozpoczęciem robót 157 5.2.1. Kontrola sprzętu 157 5.2.2. Kontrola materiałów 158 5.3. Kontrolowanie wykonywania kolumn 158 5.3.1. Zakres kontroli 158 5.3.2. Kolumny przemieszczeniowe formowane w gruncie 160 5.3.3. Kolumny prefabrykowane 160 5.3.4. Kolumny DSM 160 5.3.5. Kolumny iniekcyjne 167 5.3.6. Obserwacje kolumn wykonanych i platformy roboczej 167 5.3.7. Badania wytrzymałości materiału kolumn 169 5.3.8. Kontrola granic wzmocnienia podłoża 170 5.4. Kontrola powykonawcza kolumn 171 5.4.1. Parametry geometryczne kolumn 171 5.4.2. Kolumny uformowane w podłożu 172 5.4.3. Próbne obciążenia kolumn 174 5.4.4. Próbne obciążenie grupy kolumn 178 5.5. Kontrola warstwy transmisyjnej i zbrojenia dolnego 179 5.6. Monitorowanie 181 Załącznik – Pomoce projektowe 182 Z1. Wstęp 182 Z2. Obciążenia użytkowe od ruchu pojazdów 182 Z2.1. Pojazdy drogowe 182 Z2.2. Tabor kolejowy 187 Z3. Wybrane kryteria projektowe dla nasypów 189 Z3.1. Przemieszczenia dopuszczalne 189 Z3.1.1.