Kontrola nośności podłoża gruntowego

i warstw z kruszywa

mgr inż. Dawid Ryś
[e-mail]

Badanie płytą statyczną VSS

Nośność podłoża gruntowego

Moduł odkształcenia wg PN-S-02205

Moduł odkształcenia bada się

metodą obciążeń płytowych.

Średnica płyty wynosi 300 mm.

nacisk na płytę [MPa]

Za

gł

ębieni

e

pł

yty

[mm]

E

1

– pierwotny moduł

odkształcenia, MPa
E

2

– wtórny moduł

odkształcenia, MPa

Moduł odkształcenia jest wyliczany z następującego

wzoru:

E = ¾ (



p/



s) D

w którym:





p – przyrost obciążenia (ciśnienia) [MPa],





s – przyrost odkształcenia (osiadania płyty) [m],



D – średnica płyty obciążającej [m].

Z pierwszego obciążenia wylicza się pierwotny moduł

odkształcenia (E

1

) a z drugiego wtórny moduł

odkształcenia (E

2

).

Moduł odkształcenia - definicja

Wymagane wartości wtórnego modułu

odkształcenia - nasyp

Wymagane wartości wtórnego modułu

odkształcenia - wykop

Orientacyjne wartości wtórnego modułu odkształcenia

(E

2

) osiągane dla gruntów:



pospółka – 100 ÷ 120 MPa,



piasek - 60 ÷ 100 MPa,



piasek gliniasty/glina piaszczysta - 30 ÷ 60 MPa,



glina - 10 ÷ 30 MPa,



grunty organiczne, spoiste pl/mpl - 1 ÷ 10 MPa.

W przypadku gruntów spoistych nośność (E

II

) zależy w

decydującym stopniu od wilgotności naturalnej i
spoistości (stopnia plastyczności).

Orientacyjne wartości wtórnego modułu

odkształcenia

Zagęszczenie warstwy ocenia się na podstawie stosunku

wtórnego i pierwotnego modułu odkształcenia.

I

o

= E

2

/ E

1

gdzie:



I

o

– wskaźnik odkształcenia, liczba niemianowana,



E

2

– wtórny moduł odkształcenia,



E

1

– pierwotny moduł odkształcenia.

Wskaźnik odkształcenia

Kryteria według PN-S-02205 – wartość I

o

nie powinna

być większa od:



dla żwirów, pospółek i piasków:



2,2 jeżeli wymagana wartość Is



1,0



2,5 jeżeli wymagana wartość Is < 1,0



dla gruntów spoistych, drobnoziarnistych o równomiernym

uziarnieniu (pyły, gliny, gliny pylaste, iły) – 2,0



dla gruntów spoistych różnoziarnistych (żwiry gliniaste,

pospółki gliniaste, pyły piaszczyste, piaski gliniaste, gliny

piaszczyste) – 3,0



narzutów kamiennych i rumoszy – 4,0

Wskaźnik odkształcenia

Zadanie

Na podstawie wyników z badań terenowych wyznacz
moduł odkształcenia oraz wskaźnik zagęszczenia górnej
warstwy nasypu wykonanego z piasku.

Oceń nośność i

zagęszczenie warstwy (Droga Ekspresowa)

Me

I

Obciążenie

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

Osiadanie

0,00

0,39

0,80

1,12

1,56

1,90

Odprężanie

1,04

1,54

1,77

1,90

Me

II

Obciążenie

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

Osiadanie

1,04

1,35

1,53

1,68

1,85

2,05

Dynamiczny moduł odkształcenia

- płyta dynamiczna ZFG 2000



Płyta bazowa o masie 15 kg i średnicy 300 mm,



Geofon do pomiaru osiadania płyty zintegrowany z
płytą,



Ubijak udarowy o masie 10 kg,



Prowadnica o masie 5 kg,



Amortyzator: system talerzowy,



Urządzenie pomiarowe.

Elementy urządzenia:

Elementy urządzenia:



Do badania nośności (E

vd

)

zagęszczanych warstw

podłoża gruntowego,



Początki zastosowania w budownictwie kolejowym.



Zakres pomiaru od 10 do 125 MPa,

Przeznaczenie:



Szybki pomiar – ok.. 3 min. na punkt pomiarowy,



Wynik znany od razu,



Możliwość bezpośredniej kontroli robót ziemnych,



Brak konieczności zastosowania przeciwwagi,



Pomiar możliwy na nasypach i miejscach
trudnodostępnych,

Zalety urządzenia:



Metodyka badania wykorzystuje zjawisko elastycznych

odkształceń podłoża gruntowego pod wpływem

dynamicznego naprężenia równego 0,1 MPa,



Przemieszczenie (zagłębienie płyty) mierzone jest jako

powracająca fala akustyczna do geofonu,



Głębokość oddziaływania płyty odpowiada jej około 1,5 –

krotnej średnicy, tzn. 40 do 50 cm,



Dynamiczny moduł odkształcenia obliczany jest ze wzoru:

Evd=1,5·r·σ/ s

gdzie:
r – promień płyty, r=150 mm,
σ – naprężenie w podłożu pod płytą, σ=0,1 MPa,
s – średnia amplituda odkształcenia, mm

Zasada pomiaru:

Korelacja E

vd

– E

2

E

2

E

vd

[MPa]

[MPa]

120

60

100

50

80

40

45

25

30

20

Badanie CBR „insitu” - sonda DCP

- Dynamic cone penetrometer DCP

Dynamic cone penetrometer DCP



Badanie polega na

wprowadzeniu sondy

poprzez nadanie wpędu

młotem o masie 8 kg

opadającego swobodnie z

wysokości 575 mm



Parametrem mierzonym jest

wpęd sondy (zagłębienie)

przypadające na jedno

uderzenie bijaka sondy DCP

Dynamic cone penetrometer DCP



Na podstawie badania określić można wartość wskaźnika

CBR korzystając z następującego wzoru korelacji: