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
nacisk na płytę [MPa]
E1  pierwotny moduł
odkształcenia, MPa
E2  wtórny moduł
Moduł odkształcenia bada się
odkształcenia, MPa
metodą obciążeń płytowych.
Średnica płyty wynosi 300 mm.
Zagłębienie płyty [mm]
Moduł odkształcenia - definicja
Moduł odkształcenia jest wyliczany z następującego
wzoru:
E = ¾ (Dðp/Dðs) D
w którym:
żð Dðp  przyrost obciążenia (ciÅ›nienia) [MPa],
żð Dðs  przyrost odksztaÅ‚cenia (osiadania pÅ‚yty) [m],
żð D  Å›rednica pÅ‚yty obciążajÄ…cej [m].
Z pierwszego obciążenia wylicza się pierwotny moduł
odkształcenia (E1) a z drugiego wtórny moduł
odkształcenia (E2).
Wymagane wartości wtórnego modułu
odkształcenia - nasyp
Wymagane wartości wtórnego modułu
odkształcenia - wykop
Orientacyjne wartości wtórnego modułu
odkształcenia
Orientacyjne wartości wtórnego modułu odkształcenia
(E2) osiągane dla gruntów:
żð pospółka  100 ÷ 120 MPa,
żð piasek - 60 ÷ 100 MPa,
żð piasek gliniasty/glina piaszczysta - 30 ÷ 60 MPa,
żð glina - 10 ÷ 30 MPa,
żð grunty organiczne, spoiste pl/mpl - 1 ÷ 10 MPa.
W przypadku gruntów spoistych nośność (EII) zależy w
decydującym stopniu od wilgotności naturalnej i
spoistości (stopnia plastyczności).
Wskaz
nik odkształcenia
Zagęszczenie warstwy ocenia się na podstawie stosunku
wtórnego i pierwotnego modułu odkształcenia.
Io = E2/ E1
gdzie:
żð Io  wskaz
nik odkształcenia, liczba niemianowana,
żð E2  wtórny moduÅ‚ odksztaÅ‚cenia,
żð E1  pierwotny moduÅ‚ odksztaÅ‚cenia.
Wskaz
nik odkształcenia
Kryteria według PN-S-02205  wartość Io nie powinna
być większa od:
qðdla żwirów, pospółek i piasków:
qð2,2 jeżeli wymagana wartość Is Å‚ð 1,0
qð2,5 jeżeli wymagana wartość Is < 1,0
qðdla gruntów spoistych, drobnoziarnistych o równomiernym
uziarnieniu (pyły, gliny, gliny pylaste, iły)  2,0
qðdla gruntów spoistych różnoziarnistych (żwiry gliniaste,
pospółki gliniaste, pyły piaszczyste, piaski gliniaste, gliny
piaszczyste)  3,0
qðnarzutów kamiennych i rumoszy  4,0
Zadanie
Na podstawie wyników z badań terenowych wyznacz
moduł odkształcenia oraz wskaz
nik zagęszczenia górnej
warstwy nasypu wykonanego z piasku. Oceń nośność i
zagęszczenie warstwy (Droga Ekspresowa)
MeI
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
MeII
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
Elementy urzÄ…dzenia:
}ðPÅ‚yta bazowa o masie 15 kg i Å›rednicy 300 mm,
}ðGeofon do pomiaru osiadania pÅ‚yty zintegrowany z
płytą,
}ðUbijak udarowy o masie 10 kg,
}ðProwadnica o masie 5 kg,
}ðAmortyzator: system talerzowy,
}ðUrzÄ…dzenie pomiarowe.
Elementy urzÄ…dzenia:
Przeznaczenie:
}ðDo badania noÅ›noÅ›ci (Evd) zagÄ™szczanych warstw
podłoża gruntowego,
}ðPoczÄ…tki zastosowania w budownictwie kolejowym.
}ðZakres pomiaru od 10 do 125 MPa,
Zalety urzÄ…dzenia:
}ðSzybki pomiar  ok.. 3 min. na punkt pomiarowy,
}ðWynik znany od razu,
}ðMożliwość bezpoÅ›redniej kontroli robót ziemnych,
}ðBrak koniecznoÅ›ci zastosowania przeciwwagi,
}ðPomiar możliwy na nasypach i miejscach
trudnodostępnych,
Zasada pomiaru:
}ð Metodyka badania wykorzystuje zjawisko elastycznych
odkształceń podłoża gruntowego pod wpływem
dynamicznego naprężenia równego 0,1 MPa,
}ð Przemieszczenie (zagÅ‚Ä™bienie pÅ‚yty) mierzone jest jako
powracajÄ…ca fala akustyczna do geofonu,
}ð GÅ‚Ä™bokość oddziaÅ‚ywania pÅ‚yty odpowiada jej okoÅ‚o 1,5 
krotnej średnicy, tzn. 40 do 50 cm,
}ð Dynamiczny moduÅ‚ odksztaÅ‚cenia obliczany jest ze wzoru:
Evd=1,5·r·Ã/ s
gdzie:
r  promień płyty, r=150 mm,
à  naprężenie w podÅ‚ożu pod pÅ‚ytÄ…, Ã=0,1 MPa,
s  średnia amplituda odkształcenia, mm
Korelacja Evd  E2
E2 Evd
[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
}ð Badanie polega na
wprowadzeniu sondy
poprzez nadanie wpędu
młotem o masie 8 kg
opadajÄ…cego swobodnie z
wysokości 575 mm
}ð Parametrem mierzonym jest
wpęd sondy (zagłębienie)
przypadajÄ…ce na jedno
uderzenie bijaka sondy DCP
Dynamic cone penetrometer DCP
}ð Na podstawie badania okreÅ›lić można wartość wskaz
nika
CBR korzystając z następującego wzoru korelacji: