Wilgotność Gruntu: Definicja, Rodzaje i Pomiar
- Szczegóły
W przypadku wielu inwestycji budowlanych masy gruntowe wymagają odpowiedniego zagęszczenia, czyli ubicia i ustabilizowania.
Obecnie istnieje wiele metod badawczych, dzięki którym można szybko sprawdzić stopień zagęszczenia gruntu, a tym samym zadecydować o realizacji innych prac budowlanych.
Metody Sprawdzania Zagęszczenia Gruntu
W budownictwie wykorzystuje się różne metody pomiaru zagęszczenia masy gruntowej.
Za rozpoznanie warunków gruntowych pod budownictwo odpowiada europejska norma PN-EN 1997 (inaczej Eurokod 7).
Z kolei polska norma BN-77/8931-12 definiuje wskaźniki zagęszczenia gruntu nasypowego.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Klasyfikacja zagęszczenia gruntów niespoistych definiowana przez normę PN-086/B-02480 przedstawia się następująco:
- 0,00-0,33 - grunt luźny
- 0,34-0,67 - grunt średnio zagęszczony
- 0,68-0,80 - grunt dobrze zagęszczony
- 0,81-1,00 - grunt bardzo dobrze zagęszczony
Badanie za pomocą sondy
Jedną z najpopularniejszych metod badania zagęszczania gruntu jest tzw. sondowanie.
W dużym uproszczeniu polega to na pomiarze oporu, jaki stawia końcówka sondy, którą wbija się lub wkręca wgłąb gruntu.
Badanie z użyciem sondy można podzielić na sondowanie dynamiczne i statyczne.
Sondowanie dynamiczne
Końcówka sondy o kształcie stożka lub cylindra wbijana jest w grunt (przy pomocy ciężkiego młota) i na podstawie stawianego oporu, można zmierzyć stopień zagęszczenia gruntu.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Sondowanie dynamiczne to względnie prosta metoda pomiaru zagęszczenia podłoża.
Sondowanie statyczne
Stożek sondy CPT lub CPTU jest powoli wciskany w podłoże gruntowe.
Ten sposób badania gruntu dostarcza bardziej szczegółowe informacje na temat stopnia zagęszczenia ziemi niż sondowanie dynamiczne.
Badanie za pomocą płyty VSS
Stopień zagęszczenia gruntu można badać również przy pomocy specjalnego aparatu VSS.
Jednocześnie tym sposobem można zweryfikować cechy odkształceniowe i wytrzymałościowe podłoża.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
Ogólnie rzecz biorąc, badanie aparatem VSS obejmuje pomiar odkształceń pionowych gruntu pod wpływem nacisku statycznego.
Wykonuje się to w dwóch cyklach, a każdy z nich składa się z dwóch etapów: skokowego dobijania płyty co 0,05 MPa aż do momentu osiągnięcia 350 kPa oraz skokowego odciążąnia płyty co 0,1 MPa.
Badanie aparatem VSS zalicza się do najdokładniejszych badań geotechnicznych warstw gruntowych i możliwości badania podłoża na głębokości nawet 50 cm.
Trzeba jednak uwzględnić fakt, że jest to badanie czasochłonne (ponad 1 godzina) i wymagające pod kątem zaplecza sprzętowego (z uwagi na konieczność zastosowania przeciwwagi, np. w formie minikoparki).
Badanie za pomocą płyty dynamicznej
Jeszcze inną formą badania stopnia zagęszczenia gruntu jest badanie przy pomocy lekkiej płyty dynamicznej.
W skrócie proces ten polega na wielokrotnym opuszczaniu i podnoszeniu obciążnika o masie ok. 10 kg na płytę obciążeniową.
Stopień ugięcia płyty przekształcany jest na sygnał elektryczny i przekazywany do specjalnego miernika elektronicznego.
Zaletą omawianego badania jest jego szybkość i niski poziom skomplikowania.
Podsumowując, jeżeli zależy nam na czasie, to najszybszą metodą badawczą jest zastosowanie lekkiej płyty dynamicznej.
Z kolei najbardziej precyzyjne wyniki dostarczy nam sondowanie gruntu.
Czynniki Wpływające na Jakość Zagęszczenia Gruntu
Aby skutecznie zagęścić grunt do pożądanego poziomu, należy wziąć pod uwagę nie tylko parametry samego podłoża, ale również sprzętu do tego celu wykorzystywanego, czyli zagęszczarki.
Rodzaj i skład gruntu
Nieco inny stopień zagęszczenia można osiągnąć w przypadku gruntów spoistych i niespoistych.
W zależności od rodzaju i składu podłoża, zmienia się również dobór sprzętu do jego zagęszczania.
W przypadku gruntów o większej spoistości, lepiej zastosować zagęszczarki stopowe, czyli tzw. ubijaki.
Z kolei do podłoży kamienistych i bardziej luźnych, lepiej wykorzystać modele płytowe, czyli zagęszczarki jednokierunkowe lub zagęszczarki dwukierunkowe.
Stopień wilgotności gruntu
Na jakość zagęszczania podłoża ma wpływ również jego wilgotność.
W przypadku prac budowlanych może być mowa nawet o optymalnej wilgotności gruntu, która pozwala na jego zagęszczenie w maksymalnym możliwym stopniu.
Ciężar zagęszczarki
Masa zagęszczarki odgrywa jedną z kluczowych roli w procesie stabilizacji masy gruntowej.
Im cięższy sprzęt wkracza na plac budowy, tym większy stopień zagęszczenia podłoża można uzyskać.
Potężne, kilkuset kilogramowe zagęszczarki rewersyjne, są w stanie zagęścić masę gruntową na głębokości blisko 1 metra.
Częstotliwość wibracji
Nie tylko masa zagęszczarki, ale również i częstotliwość generowanych wibracji to bardzo istotny czynnik podczas zagęszczenia podłoża.
W przypadku ubijaków, stopa uderza w podłoże kilkanaście razy w ciągu sekundy, podczas gdy zagęszczarki płytowe wytwarzają wibracje o częstotliwości ok. 70 Hz.
Określanie Wilgotności Gruntu
Wilgotność gruntu jest definiowana objętościowo.
Kontrola wilgotności jest ważna np. ścian, stropów konstrukcji nośnych, itp.
Zbyt wysoka wilgotność może sprzyjać powstawaniu pleśni, grzybów, itp. oraz prowadzić do problemów ekonomicznych.
Wilgotność gruntu może być określana różnymi metodami pomiarowymi, w zależności od potrzeb.
Wynik pomiaru wilgotności zależy od zawartości wody w materiale.
Metody Pomiaru Wilgotności Gruntu
Istnieją różne metody pomiaru wilgotności gruntu, w tym:
- Mierzenie ubytku masy po wysuszeniu.
- Metody wykorzystujące zmiany rezystancji elektrycznej materiału. Rezystancja zależy prawie liniowo od logarytmu z rezystancji.
- Metody dielektryczne, wykorzystujące fakt, że przenikalność dielektryczna wody jest znacznie wyższa niż innych materiałów (np. przenikalność dielektryczna wody wynosi około 81, a innych materiałów 2...7).
- Metody wykorzystujące pomiar pojemności kondensatora, w którym materiał jest dielektrykiem.
Zagęszczanie Gruntu - Podsumowanie
Zagęszczanie gruntów usuwa wolne przestrzenie, zwiększa gęstość, a więc nośność gruntów i odporność na deformacje.
Zagęszczenie gruntu zmniejsza ryzyko kolein, spękań i nierównomiernych przemieszczeń, dając stabilne podparcie dla warstwy gruntu i konstrukcji.
W nasypach wzmacnia skarpy i pobocza, w zasypkach chroni ściany przed nierównym parciem, a w drogach zapewnia równość oraz trwałość warstw.
Konieczności zagęszczania gruntu nie wolno lekceważyć, a wyjątkiem są nieliczne naturalne żwiry o bardzo wysokiej gęstości.
Dlatego plan zawsze zaczynamy od badania geotechnicznego gruntu i próbnych przejazdów.
Rodzaje Gruntów a Metody Zagęszczania
Wybór metody zależy od rodzaju gruntu:
- Grunty sypkie: Ziarna przemieszczają się pod drganiami. Najlepiej sprawdzają się walce wibracyjne, a także zagęszczania walcami gładkimi w końcowym przejeździe. Kluczem jest wilgoć oraz stała grubość warstwy zagęszczanej.
- Grunty spoiste: Są wrażliwe na wodę i temperaturę. W praktyce używamy walców okołkowanych lub ogumionych. Ważny jest docisk i powolne przejazdy, a mniejsza amplituda drgań.
- Grunty nasypowe: Zwykle zaczynamy od selekcji i recepty uziarnienia. Sprzęt dobieramy do składu: gdy materiał jest bliżej piasków, działają walce wibracyjne; gdy bliżej glin - lepsze będą kołki.
Wskaźniki Zagęszczenia
Niezależnie od typu gruntu kontrolujemy stopień zagęszczenia i wskaźnik zagęszczenia.
Wynik powinien być zgodny z projektem, a różnice w polu pomiarów - niewielkie.
tags: #wilgotność #gruntu #definicja #rodzaje #pomiar
