🧪 Okiem Inżyniera: Metody i Urządzenia do Kontroli Zagęszczenia Gruntu na Budowie
Wykonanie zagęszczenia to dopiero połowa sukcesu. Prawdziwe wyzwanie, a zarazem dowód na jakość wykonanej pracy, stanowi kontrola zagęszczenia. W budownictwie, zwłaszcza infrastrukturalnym i kubaturowym, nie akceptuje się pracy „na oko”. Wymagany jest twardy dowód w postaci pomiarów, że grunt osiągnął projektowaną nośność i gęstość.
Jakie metody są najczęściej stosowane na placach budowy, aby zweryfikować efekty pracy zagęszczarek i ubijaków?
1. Badania Laboratoryjne: Wyznaczenie Wzorca (Normy)
Zanim ruszą maszyny na placu, musimy wiedzieć, do jakiej wartości dążymy. Do tego celu służy Badanie Proctora.
A. Metoda Proctora (Krzywa Zagęszczenia)
Badanie Proctora to standard laboratoryjny, który określa maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntu (ρd,max) oraz wilgotność optymalną (wopt) dla danego materiału i danej energii zagęszczania.
- Zastosowanie: Materiał pobrany z wykopu lub dostarczony na nasyp jest zagęszczany w cylindrycznej formie laboratoryjnej ze stałą energią (Proctor normalny lub modyfikowany). Wynikiem jest tzw. Krzywa Proctora, która pokazuje, jak zmienia się gęstość gruntu w zależności od jego wilgotności.
- Praktyczne Znaczenie: Wartości ρd,max i wopt stanowią punkt odniesienia (normę). Na ich podstawie określa się Wskaźnik Zagęszczenia (IS), który musi być osiągnięty na budowie (np. IS≥0.98). IS=ρd,maxρd
2. Polowe Badania Nośności (Weryfikacja Osiągniętej Stabilności)
Po wykonaniu zagęszczenia, najczęściej sprawdzamy, jak grunt reaguje na obciążenie.
B. Badanie Płytą VSS (Statyczna Próba Obciążenia Płytą)
Badanie Płytą VSS (z ang. Vertical Settlement Stress) jest najpopularniejszą metodą oceny nośności i odkształcalności podłoża w Polsce i wielu krajach Europy. Mierzy ono faktyczną sztywność warstwy, która jest efektem zagęszczenia.
- Zasada Działania: Na badaną warstwę gruntu (np. podbudowę drogową lub grunt rodzimy) kładzie się sztywną płytę o średnicy 30 cm, która jest stopniowo obciążana (najczęściej za pomocą siłownika hydraulicznego, którego reakcję stanowi ciężki samochód lub koparka).
- Mierzone Parametry: Rejestruje się osiadanie (ugięcie) podłoża w zależności od przyłożonego ciśnienia. Ostatecznym wynikiem jest Moduł Odkształcenia Pierwotnego (E1) oraz Moduł Odkształcenia Wtórnego (E2).
- Wskaźnik Jakości (E2/E1): Iloraz E2/E1 jest wskaźnikiem jakości zagęszczenia. Im jest bliższy 1, tym lepiej i trwalej zagęszczony jest grunt (np. wymagana wartość to często E2/E1≤2.2).
C. Lekka Płyta Dynamiczna (LFG – Light Falling Weight Deflectometer)
Choć statyczna płyta VSS jest dokładna, bywa czasochłonna. W celu szybkiej, bieżącej kontroli jakości zagęszczenia w wąskich wykopach, zasypkach i na małych placach często używa się lekkiej płyty dynamicznej.
- Zasada Działania: Urządzenie generuje uderzenie poprzez swobodny spadek ciężaru na okrągłą płytę (o mniejszej średnicy niż w VSS). Mierzone jest ugięcie gruntu pod wpływem tego dynamicznego obciążenia.
- Mierzone Parametry: Obliczany jest Dynamiczny Moduł Odkształcenia (Evd). Jest on skorelowany z modułami statycznymi.
- Zastosowanie: Idealna do szybkiego sprawdzenia niewielkich powierzchni i warstw o grubości do 50-60 cm, gdzie nie można użyć ciężkiego sprzętu.
3. Badania In-Situ: Mierzenie Gęstości i Wytrzymałości
Te metody mierzą bezpośrednio właściwości zagęszczonej warstwy.
D. Metoda Stożka Piaskowego (Sand Cone Test)
Jest to jedna z najbardziej tradycyjnych metod bezpośredniego pomiaru gęstości gruntu w terenie.
- Zasada Działania: Wykopywany jest niewielki otwór w zagęszczonej warstwie. Pobrany grunt jest ważony i suszony (w celu określenia wilgotności i gęstości szkieletu). Następnie otwór jest wypełniany piaskiem o znanej gęstości.
- Mierzone Parametry: Porównując masę piasku potrzebną do wypełnienia otworu z masą gruntu pobranego, oblicza się rzeczywistą gęstość objętościową szkieletu gruntu (ρd).
- Kluczowy Wskaźnik: Otrzymaną wartość ρd porównuje się z laboratoryjną wartością ρd,max z badania Proctora, aby obliczyć wskaźnik zagęszczenia IS.
E. Sonda Dynamiczna (DPL, DPM, DPH)
Sondowanie dynamiczne to metoda pomiaru wytrzymałości gruntu i pośredniej oceny zagęszczenia.
- Zasada Działania: Pręt zakończony stożkiem jest wbijany w grunt udarami spadającego ciężaru o określonej masie i wysokości zrzutu.
- Mierzone Parametry: Mierzy się liczbę uderzeń (N) potrzebnych do pogrążenia stożka na kolejne 10 cm. Im więcej uderzeń, tym grunt jest twardszy, a więc lepiej zagęszczony i wytrzymalszy.
📈 Technologia Wkracza do Gry: Systemy CMC
Najnowsze walce i zagęszczarki są wyposażone w Systemy Kontroli Zagęszczenia (CMC – Compaction Measurement/Control).
- Zasada Działania: Czujniki montowane na bębnie walca mierzą przyspieszenie i opóźnienie bębna (tzw. moduł sztywności walca). System GPS pozwala na mapowanie w czasie rzeczywistym.
- Korzyści: Operator na bieżąco widzi, które obszary są już optymalnie zagęszczone, a które wymagają dodatkowych przejazdów. To eliminuje nadmierne lub niedostateczne zagęszczanie, oszczędza paliwo i przyspiesza pracę, dostarczając cyfrową dokumentację jakości.
Od prostego stożka piaskowego po zaawansowane systemy GPS – kontrola zagęszczenia jest gwarancją jakości i fundamentem bezpiecznej, trwałej budowli. Nie jest to opcja, lecz niezbędny element każdego poważnego projektu inżynieryjnego.
Najlepsze zagęszczarki dostępne na:
Zagęszczarka Weber CR 7 CR7, król wśród zagęszczarek https://zageszczarki.pro/produkt/zageszczarka-rewersyjna-weber-cr7-hatz-diesel
Dodaj komentarz