ZAGĘSZCZALNOŚĆ

1. Charakterystyki uziarnienia

2. Parametry opisujące właściwości fizyczne (zagęszczalność - grunty spoiste).

3. Parametry opisujące właściwości fizyczne (zagęszczalność - grunty niespoiste).

4. Wykres uziarnienia (krzywe uziarnienia)

5. Parametry opisujące własności fizyczne.

6. Cechy określające przydatność gruntu jako materiału budowlanego na konstrukcje ziemne.

7 Parametry plastyczności gruntów

8. Konsystencje gruntów spoistych

9. Zagęszczalność gruntów

10. Zasady kontroli nasypów z gruntów spoistych i niespoistych-

11. Metody budowy nasypów na gruntach organicznych-

12. Zasady wykonywania nasypów

13. Nasypy-przygotowanie podłoża

14. Metody budowy nasypów

1. Charakterystyki uziarnienia

Ziarna i cząstki gruntu dzielone są wg wielkości na grupy zwane frakcjami. Wyróżniamy pięć następujących frakcji: kamienista o ziarnach d > 25 mm, żwirowa o ziarnach d = 25 - 2 mm, piaskowa o ziarnach d = 2 - 0,05 mm, pyłowa o cząstkach d = 0,05 - 0,002 mm, iłowa o cząstkach d < 0,002 mm.Uziarnienie gruntu (skład granulometryczny) określa się procentową zawartością poszczególnych frakcji w stosunku do ciężaru całej próbki badanego gruntu.

2. Parametry opisujące właściwości fizyczne (zagęszczalność - grunty spoiste). ρ_ds - max gęstość obj. szkieletu gruntowego, w_opt - wil. opt., I_s=ρ_d/ρ_ds - wskaźnik zagęszczenia.

3. Parametry opisujące właściwości fizyczne (zagęszczalność - grunty niespoiste). e_max=(ρ_s-ρ_dmin)/ρ_dmin - wskaźnik porowatości max., e_min=(ρ_s-ρ_dmax)/ρ_dmax - wskaźnik porowatości min., ρ_d=m_s/V - gęstość obj. szkieletu gruntowego, e=V_p/V_s - wskaźnik porowatości, I_D- stopień zagęszczenia. Rozróżnia się cztery stany gruntów niespoistych: grunt luźny 0 < ID ≤ 0,33; grunt średnio zagęszczony 0,33 < ID ≤ 0,67; grunt zagęszczony 0,67 < ID ≤ 0,8; grunt bardzo zagęszczony ID > 0,8. Maksymalna wartość stopnia zagęszczenia ID = 1,0

Stopień zagęszczenia I_D charakteryzuje stan gruntów niespoistych: Grunt luźny 0 < I_D < 0,33; Grunt średnio zagêszczony 0,33 < I_D < 0,67; Grunt zagęszczony 0,67 < I_D < 0,8; Grunt bardzo zagêszczony I_D > 0,8

e_max- wskaźnik porowatości maksymalnej obliczany dla gęstości objętościowej ń_dmin przy najbardziej luźno usypanym gruncie suchym, e_min - wskaźnik porowatości minimalnej obliczany dla gęstości objętościowej ń_dmin przy możliwie największym zagęszczeniu gruntu suchego przez wibrację (bez zniszczenia ziaren), e - wskaźnik porowatości naturalnej odpowiadający ń_d.

4. Wykres uziarnienia (krzywe uziarnienia) sporządza się po wykonaniu analizy granulometrycznej (metodą sitową lub sitowo-aerometryczną) i obliczeniu procentowych zawartości masy ziaren i cząstek. Z wykresów krzywych uziarnienia można wyznaczyć: procentowe zawartości poszczególnych frakcji (niezbędne do określenia rodzaju gruntu), średnice cząstek d10, d30, d60 (niezbędne do określenia wskaźników uziarnienia gruntu) oznaczające średnice cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10, 30, 60 %. Uziarnienie gruntu charakteryzują dwa wskaźniki: wskaźnik krzywizny uziarnienia: C=d₃₀²/(d₁₀ d₆₀); Grunt jest dobrze uziarniony, jeżeli: C = 1 ÷ 3, a U > 4 dla żwirów lub U > 6 dla piasków.

, wskaźnik różnoziarnistości (uziarnienia gruntu) U=d₆₀/d₁₀. Zależnie od wskaźnika różnoziarnistości grunty dzieli się na

a. równoziarniste, gdy 1 ≤ U ≤ 5 (np. piaski wydmowe, lessy), b. różnoziarniste, gdy 5 ≤ U ≤ 15 (np. gliny holoceńskie), c. bardzo różnoziarniste, gdy U > 15 (np. gliny zwałowe, pospółki).

5. Parametry opisujące własności fizyczne. Cechy fizyczne gruntu można podzielić na podstawowe i od nich pochodne. Do podstawowych cech fizycznych gruntów zalicza się: wilgotność w, gęstość właściwą ρ_s, gęstość objętościową ρ, cechy te oznaczane są na podstawie badań laboratoryjnych. Do pochodnych cech fizycznych gruntu zalicza się: gęstość objętościową szkieletu gruntowego ρ_d, porowatość n i wskaźnik porowatości e, wilgotność całkowitą w_r i stopień wilgotności S_r, stopień zagęszczania I_D i wskaźnik zagęszczania Is, wskaźnik plastyczności I_P stopień plastyczności I_L

6. Cechy określające przydatność gruntu jako materiału budowlanego na konstrukcje ziemne.

1. Cechy wpływające na wymiary i rozwiązania konstrukcyjne budowli ziemnych: wytrzymałość na ścinanie, ściśliwość, przepuszczalność (zdolności filtracyjne). 2. Cechy charakteryzujące podatność gruntu na zagęszczanie: uziarnienie gruntu, wilgotność gruntu, urabialność gruntu.

7 Parametry plastyczności gruntów. Plastycznością nazywa się zdolność gruntu do poddawania się trwałym (nieodwracalnym) odkształceniom przy stałej objętości, bez pęknięć i kruszenia się. Cechę tę wykazują tylko te grunty, które zawierają w swoim składzie cząstki minerałów ilastych. Wskaźnik plastyczności I_P jest to różnica pomiędzy granicą płynności i granicą plastyczności (zakres wilgotności wyznaczony granicami), oznacza ile wody w procentach (w stosunku do masy szkieletu) wchłania dany grunt przy przejściu ze stanu półzwartego w półpłynny ( I_p=w_L-w_p, w_P - granica plastyczności, w_L- granica płynności). Stopień plastyczności I_L jest to stosunek różnicy wilgotności naturalnej danego gruntu i granicy plastyczności do różnicy granicy płynności i granicy plastyczności. Wskaźnik ten określa, jaką konsystencję ma badany

8. Konsystencje gruntów spoistych. a. płynną - grunt zachowuje się jak ciecz i nie ma prawie żadnej wytrzymałości b. plastyczną - odkształca się przy pewnym nacisku, nie ulega przy tym spękaniom i zachowuje nadany mu kształt c. zwartą - odkształca się dopiero przy dużych naciskach, przy czym odkształceniom towarzyszą spękania.

9. Zagęszczalność gruntów. Podatność gruntu na zagęszczanie określona jest w znormalizowanej próbie Proctora. Z badania określa się wilgotność optymalną (w_opt) wbudowywanego gruntu w nasyp, przy której osiąga się maksymalną wartość gęstości objętościowej gruntu (ρ_ds). Próbę Proctora wykonuje się zarówno dla gruntów spoistych jak i niespoistych. Dla gruntów niespoistych, a w szczególności piasków wykonuje się także badania w aparacie widełkowym, z których otrzymuje się graniczne wartości zagęszczenia i maksymalną gęstość objętościową suchej masy (ρ_dmax) oraz minimalną gęstość objętościową suchej masy (ρ_dmin).

10. Zasady kontroli nasypów z gruntów spoistych i niespoistych-Kontrole przeprowadza się: 1)bieżącą-dla każdej warstwy przy budowie nasypu, sprawdza się czy osiągnięto odpowiednie zagęszczenie pod budowę następnej; 2)powykonawczą-przy oddaniu budowy dla odbiorcy oraz gdy potrzeba danych o zagęszczeniu gruntu całej budowli lub jej części, wykrycia słabych miejsc; 3)eksploatacyjną- co 4, 5lat, sprawdza się bezpieczeństwo i trwałość budowli.

11. Metody budowy nasypów na gruntach organicznych. 1)metoda obciążenia do nośności (*wykonanie korpusu nasypu z gruntu lekkiego np.:z torfu, *wykonanie nasypu o kształcie dostosowanym do warunków nośności podłoża) 2)wymiana gruntu w podłożu (częściowe lub całkowite usunięcie z podłoża gruntu słabego i zastąpienie go gruntem nośnym, *przeciążenie podłoża, *wybuchy) 3)wzmacnianie podłoża (*budowa etapowa z przerwami umożliwiającymi konsolidację, dodatkowe zastosowanie drenażu, *ułożenie na styku podłoża z nasypem warstwy geowłókniny=> równomierny rozkład naprężeń)

12. Zasady wykonywania nasypów. a) powinny być wykonywane warstwami o stałej grubości, b) dobre odwodnienie powierzchniowe od wód opadowych, wtedy gdy zostanie zapewnione nachylenie warstwy do 10% w kierunku podłużnym i 5% w poprzecznym do osi nasypu, c) wyższa warstwa może być układana dopiero po zagęszczeniu poprzedniej, d) grubość warstw (w zależności od rodzaju gruntu i maszyn zagęszczających) określa się na podst. próbnego zagęszczania, e) kształt nasypu powinien uwzgl. poprawki na osiadanie podłoża korpusu, f) grunty w nasypie powinny być rozmieszczone zgodnie z projektem. Wykonywanie nasypów z różnych gruntów gdy projekt o tym nie mówi dopuszczalne tylko w 3 i 4 klasie. Warunki: 1) grunty mniej przepuszczalne w środkowej części nasypu, bardziej przepuszczalne bliżej skarpy, 2) grunty nie powinny tworzyć soczewek ani warstw ułatwiających filtrację lub poślizg, 3) grunty sąsiadujące ze sobą powinny być tak urozmaicone, aby w skutek filtracji nie powstawały rozmycia czy kawerny

13. Nasypy-przygotowanie podłoża1) usunięcie darniny i ziemi roślinnej oraz usunięcie i wymiana gruntów słabych(torfy, muły organiczne); 2) zagęszczenie wierzchniej warstwy nasypu aby spełniała wymagania nasypu, następnie powierzchniowe spulchnianie 5-10cm w celu związania z nasypem; 3) gdy podłoże jest na zboczu o nachyleniu >1:5 wykonuje sie stopnie o szerokości 1-3m, nachylonych jak zbocze, wykonanie nie jest konieczne przy zboczach piaszczystych; 4) gdy w zboczu są grunty wysadzinowe(podatne na przemarzanie) i nie są pokryte warstwą zabezpieczająca należy je usunąć do gł. przemarzania

14. Metody budowy nasypówA) metoda warstwowa- wykonujemy ją wzdłuż linii nasypu, układając poziome warstwy o jednakowej grubości w zależności od zastosowanego gruntu. Grubość warstw dla gruntów sypkich 0,3-1m, dla spoistych 0,15-0,3 m. Zagęszczamy je sprzętem zagęszczającym; B) metoda czołowa- tworzenie nasypu poprzez nasypywanie pochyłych warstw gruntu do góry. Nasyp wykonuje się do przodu w kierunku osi podłużnej nasypu. Metodę tą stosujemy do nasypów krótkich. Jej wadą jest nierównomierne zagęszczenie, długie osiadanie co może być przyczyną deformacji; C) metoda boczna- polega na bocznym usypywaniu gruntu, stosujemy ją w przypadku poszerzenia nasypów lub budowy nasypów na zboczu; D) metoda hydromechaniczna- polega na wykorzystaniu energii strumienia do odspojenia gruntu, przeniesienia urobku i wybudowania nasypu, do tego służą hydromonitory(wodomiotacze)

Granica plastyczności w=w_p

Granica skurczu

w=w_p + 0,25 I_p

w=w+

0,5

Granica płynności

w_S

w

w

płynny

miękko plastyczny

plastyczny

twardo plastyczny

pół

zwarty

zwarty

płynna

plastyczny

I_P=w_L-w_p

Wskaźnik plastyczności

Konsystencja

Stan gruntu

Wilgotność, %

I_p < 1%

1% < I_p

1% < I_p < 10%

10% < I_p < 20%

20% < I_p < 30%

30% < I_p

Niespoisty

Spoisty

mało spoisty

średnio spoisty

zwęziło spoisty

bardzo spoisty

Wskaźn plasto

Rodzaj gruntów

---