Stabilizacja gruntów spoiwami hydraulicznymi

Spoiwa hydrauliczne są przeznaczone do ulepszania podłoży drogowych: warstwy mrozochronnej, warstwy odcinającej, warstwy wzmacniającej. W procesie stabilizacji wykorzystuje się różne spoiwa hydrauliczne min. cement, wapno, popioły lotne, żużle, spoiwa drogowe, spoiwa złożone do ulepszania i wzmacniania gruntów.

Specyfikację i Wymagania właściwości mieszanek cementowych i wapiennych regulują polskie normy:

  • PN-S-96011:1998 – Drogi samochodowe – Stabilizacja gruntów wapnem do celów drogowych,
  • PN-S-96012:1998 – Drogi samochodowe – Podbudowa i ulepszone podłoże z gruntu stabilizowanego cementem.

Właściwości mieszanek hydraulicznych regulują także poniższe normy europejskie:

  • PN-EN 14227-1:2013-10 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 1: Mieszanki związane cementem,
  • PN-EN 14227-2:2013-10 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 2: Mieszanki żużlowe,
  • PN-EN 14227-3:2013-10 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 3: Mieszanki związane popiołami lotnymi,
  • PN-EN 14227-4:2013-10 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 4: Popioły lotne do mieszanek związanych spoiwem hydraulicznym,
  • PN-EN 14227-5:2013-10 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 5: Mieszanki związane spoiwem drogowym,
  • PN-EN 14227-15:2015-12 – Mieszanki związane spoiwem hydraulicznym – Specyfikacje – Część 15: Grunty stabilizowane hydraulicznie.

Składy poszczególnych mieszanek powinny być dobierane odpowiednio do rodzaju stabilizowanych gruntów i zakładanych własności po procesie stabilizacji. Dawkowanie spoiw powinno być określane w recepcie laboratoryjnej.

Osuszanie gruntów

Osuszanie gruntów możemy wykonać przy wykorzystaniu wapna lub popiołów lotnych.

Stabilizowanie gruntu przy wykorzystaniu wapna palonego pozwala znacznie osuszyć grunt oraz zwiększyć jego nośność. Wapno palone reaguje ze znajdującą się gruncie wodą, wydzielają się duże ilości ciepła, które wpływają na proces osuszania gruntów. Do ulepszania i stabilizowania przewilgoconych gruntów powinno stosować się wyłącznie wapno wysoko reaktywne o czasie gaszenia poniżej 3 min.

Wykorzystując wapno wysoko reaktywne jesteśmy w stanie uzyskać maksymalny efekt osuszania przewilgoconego gruntu oraz doprowadzić wilgotność gruntu do wartości optymalnej. Zgodnie z polską normą PN-EN 459-1, wapno palone przeznaczone do stosowania w inżynierii lądowej, oznacza się jako wapno budowlane EN 459-1 CL 90-Q.

Do osuszania gruntów można wykorzystywać także mieszanki popiołowo-wapienno-cementowe, których wodożądność przekracza 50%.

Stabilizacja gruntu cementem

Celem stabilizacji gruntu jest uzyskanie możliwie najwyższych parametrów wytrzymałościowych podłoża. Proces stabilizacji gruntu na miejscu polega na wymieszaniu rodzimego gruntu lub kruszywa bezpośrednio na budowie z laboratoryjnie dobraną ilością spoiwa hydraulicznego i wodą. Proces stabilizacji gruntu na miejscu pozwala uzyskać podbudowę pomocniczą lub zasadniczą oraz ulepszone podłoże.

W procesie stabilizacji używa się różne spoiwa hydrauliczne – cement, wapno, popioły lub gotowe mieszanki na bazie głównie cementu, wapna i popiołów. Stabilizację wykonuje się także z wykorzystaniem środków jonowymiennych. Stabilizacja gruntu cementem na miejscu polega na rozłożeniu odpowiedniej dawki cementu przy odpowiedniej wilgotności gruntu i dokładnym wymieszaniu na odpowiednią głębokość. Następnie następuje zagęszczenie gruntu, ewentualne profilowanie, po czym uzyskujemy warstwę odporną na ścieranie.

Materiały wykorzystywane do stabilizacji cementem muszą spełniać warunki zawarte w normie PN-S-96012:1997 – Drogi samochodowe – Podbudowa i ulepszone podłoże z gruntu stabilizowanego cementem, gdzie zawarte są. wytyczne odnośnie wymagań technicznych dotyczących użytych materiałów. Norma określa także własności gotowej mieszanki cementowo-gruntowej oraz podbudowy, która z tej mieszanki powstanie. Ponadto norma określa parametry techniczne podłoża z gruntu stabilizowanego cementem, warunki techniczne takiego podłoża, zalecenia odnośnie pielęgnacji podłoża.