Jak wykonuje się wzmocnienia gruntu?

Coraz szybszy rozwój gospodarczy sprawia, że miasta są coraz gęściej zabudowane, a inwestorzy nie mają już takiej swobody w wyborze lokalizacji na swoją inwestycję. Często zmusza nas to do budowania na gruntach, które wcześniej nie były zabudowane ze względu na złe warunki gruntowe. Może się również zdarzyć, że z powodu osłabienia gruntów zabudowanych, wybudowana wiele lat temu budowla zaczyna osiadać lub powstają na niej spękania.

geotechniczne wzmacnianie gruntu

Kiedy wzmacniany jest grunt?

Grunt jest wzmacniany w przypadku kiedy istnieje zagrożenie niespełnienia któregoś z stanów granicznych (nośności i użytkowalności). Oznacza to gdy przekroczone są dopuszczalne naprężenia w gruncie lub osiadania obiektu są zbyt duże pomimo zachowania nośności gruntu.  W przypadku kiedy na planowanym terenie inwestycji znajdują się nasypy niebudowlane, torfy lub inne grunty nienośne oraz gdy przewidziane obciążenia na grunt są tak duże, że nie jest możliwe posadowienie bezpośrednie.

Metody wzmocnień geotechnicznych gruntu

Istnieje wiele metod wzmocnień podłoża, jednak podjęcie decyzji o wyborze jednej z nich musi każdorazowo być poprzedzone dokładnymi badaniami gruntu. Oto najczęściej stosowane metody:

  • Pale wiercone. Metoda ta polega na wykonaniu betonowych pali w gruncie za pomocą świdra. Pale te przenoszą obciążenia na niższy poziom oraz zapobiegają osiadaniu terenu. Dodatkowo wkręcający się świder może dogęszczać grunt wokół pala co wpływa pozytywnie na nośność pala. Na przestrzeni lat powstało wiele technologii pali wierconych, w rurze osłonowej lub bez, z przemieszczeniem urobku (FDP, CMC), lub z wydobyciem urobku na powierzchnię (CMC).
  • Pale prefabrykowane. Podobnie jak w wyżej wymienionej metodzie pale prefabrykowane mają na celu głównie przeniesienie obciążeń na niższy poziom oraz ograniczenie osiadań. Różnicą jest sposób wykonania. W tym przypadku pale nie są wykonane za pomocą świdra, lecz są wbijane w grunt za pomocą palownicy. Fakt ten sprawia że grunt wokół jest bardziej dogęszczony dzięki czemu pal zyskuje większą nośność.
  • Iniekcja strumieniowa. Ta metoda polega na niszczeniu struktury gruntu zaczynem tłoczonym pod bardzo wysokim ciśnieniem. W wyniku tego, cechy gruntu zostają polepszone, a powstały kompozyt zyskuje wytrzymałość w granicach od 2 do 20MPa. Czasem zamiast zaczynu cementowego tłoczony jest iniekt bitumiczny lub z syntetycznych żywic.
  • Mikrowybuchy. Metoda ta ma na celu głównie zagęszczenie gruntu. W tym przypadku niezbędną do wzmocnienia podłoża energię uwalniają eksplozje odpowiednio rozmieszczonych niewielkich ładunków wybuchowych, które wytwarzając ciśnienie niszczą strukturę gruntów słabych.
  • Ubijanie. Metoda stosowana gruntach niespoistych, na których posadawia się  stosunkowo lekkie budowle. Do ubijania gruntu służą odpowiednio skonstruowane maszyny, zwane „babami”.

Inne sposoby geotechnicznego wzmacniania gruntu to: metoda wymiany dynamicznej, metoda konsolidacji dynamicznej, wibroflotacja, wibrowymiana, zagęszczanie impulsowe, konsolidacja próżniowa, mikropale, kotwygwoździe gruntowe i różnego rodzaju kolumny; cała lista tych metod obejmuje jeszcze dużo pozycji, a wymienienie i opisanie wszystkich przekraczałoby ramy niniejszego artykułu.