Miarami zagęszczenia gruntów używanymi w Polsce najczęściej są:

  • stopień zagęszczenia ID  traktowany jako identyfikator stanu fizycznego nie­spoistych gruntów nienaruszonych,
  • wskaźnik zagęszczenia Is sztucznie zagęszczanych gruntów spoistych i nie­spoistych.

Zagęszczenie gruntu należy ustalać na podstawie wskaźnika zagęszczenia Is, obliczanego ze wzoru:

w którym:
                ρd -   gęstość objętościowa szkieletu gruntu w nasypie,
                ρds - maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntu zagęszczonego oznaczonej Proctorem normalnym wg PN-B-04481:1988

Nowoczesne metody budowy korpusów ziemnych ( nasypów drogowych, zapór ziemnych itp.) polegają na odpowiednim wbudowaniu gruntów i ich zagęszczeniu w celu  maksymalnego wykorzystania wytrzymałości gruntów z zapewnieniem całkowitej stateczności wykonywanych budowli w najbardziej niekorzystnych warunkach ich pracy. W przypadku nasypów drogowych chodzi nie tylko o zapewnienie stateczności korpusu, lecz i nośności gruntu pod nawierzchnią drogową lub kolejową. W przypadku zapór ziemnych stateczność korpusu zapory i jego elementów decyduje o bezpieczeństwie obiektu w warunkach napełnienia zbiornika wodą i jego opróżniania. Podczas mechanicznego zagęszczania gruntu, np. przy budowie nasypu lub makroniwelacji grunt ulega zagęszczeniu. Jakość (stopień) zagęszczenia mierzy się w stosunku do naj­większego, możliwego do uzyskania. Grunt należy zagęszczać niezwłocznie po wbudowaniu. Wymaganą wilgotność zagęszczanego materiału, procedurę zagęszczania i grubość warstw należy określić doświadczalnie podczas próbnego zagęszczania stosowanym sprzętem. Warstwy gruntu należy zagęszczać pasami od krawędzi ku osi nasypu. Kolejną warstwę gruntu można układać po stwierdzeniu uzyskania wymaganych parametrów już  ułożonej warstwy. Uzyskanie przez grunty w budowli ziemnej wymaganych cech nośności sprawdza się przez badania wskaźnika zagęszczenia oraz wtórnego modułu odkształcenia.
Oceny zagęszczenia dokonuje się na podstawie wskaźnika zagęszczenia Is.  Alternatywnie zagęszczenie gruntu, zwłaszcza zawierającego kamienie, z wyjątkiem gruntów o wskaźniku plastyczności Ip  ≥1,0 i wilgotności znacznie mniejszej od optymalnej, można oceniać na podstawie wartości wskaźnika odkształcenia Io .
Dla gruntów nieulepszanych spoiwami, w nasypach i  wykopach wymagane wskaźniki zagęszczenia Is  należy przyjmować w zależności od kategorii przewidywanego ruchu i od poziomu zalegania warstw wg rysunków 1 i 2.
Zagęszczenie gruntu na ocenianym odcinku uznaje się za zgodne z wymaganiami, jeżeli spełniony jest jeden z warunków:
         a) w przypadku liczby pomiarów wartości  Is mniejszej od 10 wszystkie wyniki są nie mniejsze od wartości wymaganej,
        b) w przypadku liczby pomiarów co najmniej 10 wartość średnia wskaźnika zagęszczenia Is jest nie mniejsza od wartości wymaganej, a współczynnik                 zmienności zs wskaźnika zagęszczenia Is  nie przekracza 2,5 %,
         c) w przypadku liczby pomiarów co najmniej 10, gdy współczynnik zmienności  wskaźnika  zagęszczenia zs okaże się większy od 2,5 %  wartość średnia wskaźnika zagęszczenia Is, jest większa od wymaganej  co najmniej o 60% odchylenia standardowego ss.
Tyle norma!


 Rys.1.   Wartości wymagane w nasypach: wskaźnika zagęszczenia Is, i wtórnego modułu odkształcenia  E2   [MPa].  [1]

 

Jako zastępcze kryterium oceny wymaganego zagęszczenia gruntów, dla których trudne jest pomierzenie wskaźnika odkształcenia przyjmuje się wartość wskaźnika odkształcenia Io wg załącznika B normy,  równego stosunkowi modułów odkształcenia wtórnego E2 do pierwotnego E1.
Wskaźnik odkształcenia Io  nie powinien być większy niż:
a) dla żwirów, pospółek, piasków

  •     2,2 przy wymaganej wartości Is = 1,0
  •     2,5 przy wymaganej wartości Is < 1,0  ,

b) dla gruntów drobnoziarnistych o równomiernym uziarnieniu (pyłów, glin. glin pylastych, glin zwięzłych, iłów) - 2,0,
c) dla gruntów różnoziarnistych (żwirów gliniastych, pospółek gliniastych, pyłów piaszczystych, piasków gliniastych, glin piaszczystych, glin piaszczystych zwięzłych) - 3,0,
d) dla narzutów kamiennych, rumoszy - 4,0
e) dla gruntów antropogenicznych - na podstawie badań poligonowych.

Dla gruntów ulepszanych spoiwami wymagane jest uzyskanie wskaźnika zagęszczenia Is = 1,0 w warstwie ulepszonego podłoża nawierzchni oraz Is = 0,97 w strefie obliczeniowej głębokości przemarzania. Jako zastępcze sprawdzenie można stosować pomiar wskaźnika odkształcenia którego wartość pomierzona bezpośrednio po zagęszczeniu, nie powinna być większa od 2,2. Na skarpach powierzchniowa warstwa gruntu grubości do 20 cm powinna mieć wskaźnik zagęszczenia Is = 0,95.|
Z zagęszczania gruntu na skarpach można zrezygnować pod warunkiem układania warstw nasypu z poszerzeniem o co najmniej 50 cm a następnie zebrania tego nadkładu. Całościowej oceny cech nośności  warstwy gruntu dokonuje się na podstawie pomiaru wtórnego modułu odkształcenia E2, za pomocą obciążenia statycznego płytą o średnicy min. 300 mm. Wymagane minimalne wartości  wtórnego modułu odkształcenia E2, należy przyjmować wg rysunków 1 i 2.


Rys.2.  Wartości wymagane w podłożu wykopów: wskaźnika zagęszczenia Is, i wtórnego modułu odkształcenia   E2  [MPa]. [1]

 

 

Literatura:

  1. PN-S-02205:1998   Drogi samochodowe. Roboty ziemne. Wymagania i badania ,