39
Hale Przemysłowe 2018
Niepoprawne wykonanie lub zaprojektowanie warstwy transmisyjnej
niesie ryzyko:
• przebicia warstwy transmisyjnej przez kolumny (szczególnie te o nie-
wielkim przekroju poprzecznym),
• uszkodzenia warstw zbrojenia geosyntetycznego,
• niedostatecznej sztywności warstwy transmisyjnej, powodującej brak
równomiernej sztywności mierzonej na powierzchni warstwy,
• zerwania zbrojenia geosyntetycznego,
• zbyt dużego odkształcenia pionowego i poprzecznego warstwy
transmisyjnej w wyniku za małej sztywności początkowej zbrojenia
geosyntetycznego.
Aby zapewnić jednorodne warunki podparcia fundamentu lub posadzki,
warstwy transmisyjne muszą mieć dużą sztywność. Wartości tej ostat-
niej, mierzone zarówno nad elementami wzmacniającym podłoże (np.
kolumną betonową), jak i pomiędzy nimi, powinny być zbliżone. Efektyw-
ność działania w głównej mierze zależy od stosunku grubości warstwy do
rozstawu osiowego elementów wzmacniających podłoże oraz od sztyw-
ności poprzecznej warstwy. Im grubsza i sztywniejsza, tym jest bardziej
skuteczna. Warstwy transmisyjne można projektować w postaci warstwy
gruntu stabilizowanego cementem, ułożonej na głowicach kolumn, lub
stabilizowanego wraz z głowicami kolumn kamiennych bądź żwirowych
lub jako konstrukcję z gruntu zbrojonego geosyntetykami (np. georusz-
tami oraz geosiatkami, geokomórkami bądź geotkaninami), tzw. geo-
materac z kruszywem dobranym do zastosowanego typu zbrojenia. Naj-
większą sztywność warstwy transmisyjnej uzyskuje się przy użyciu gruntu
stabilizowanego cementem lub geomateraca ze zbrojeniem geosyn-
tetycznym, np. georusztem o działaniu trójkierunkowym, o sztywnych
węzłach i dużej sztywności początkowej (geosiatki ekstrudowane).
x x x
Analiza obliczeniowa
Kolumny kamienne lub żwirowe zwiększają nośność i sztywność pod-
łoża. Podczas ich formowania następuje zagęszczenie podłoża rodzi-
mego oraz jego częściowa wymiana poprzez wprowadzenie dodatko-
wego materiału. W przypadku kolumn kamiennych wykonywanych
metodą wymiany dynamicznej stosuje się materiał grubookruchowy,
o dopuszczalnej wielkości ziaren ok. 120 mm. Przy żwirowych, tworzo-
nych przez wibrowymianę lub wibroflotację, używa się materiału zde-
cydowanie drobniejszego o dopuszczalnej wielkości ziaren 32 mm.
Projektując kolumny z kruszywa, należy rozważyć:
• stan graniczny nośności – jego niespełnienie oznacza utratę statecz-
ności kolumn,
• drugi stan graniczny, wymagający równocześnie nieprzekroczenia:
dopuszczalnego osiadania (graniczny stan przemieszczenia), granicz-
nego stanu odkształcenia kątowego, wynikającego z nierównomierno-
ści osiadania (według Eurokodu 7 wartość ta wynosi 1/500).
Nośność kolumny oraz postać jej zniszczenia zależy od smukłości
(rys. 2). Kolumny smukłe (np. żwirowe), których podstawa oparta jest
rys A. Danikiewicz
Rys. 3. Schemat konstrukcji komórki jednostkowej dla obliczeń metodą Priebego:
a) siatki i średnice równoważne, b) przekrój osiowy komórki
rys. M. Gryczmański
Rys. 2. Mechanizmy utraty stateczności układu kolumna-grunt: a) kolumna smukła –
spęcznienie kolumny; b) kolumna krępa – stan graniczny w otoczeniu głowicy (źródło:
M. Gryczmański, Metody analizy nośności i osiadania podłoża wzmocnionego kolum-
nami kamiennymi)
Tab. 2. Ogólne wytyczne doboru metody wzmocnienia gruntu
Opis warunków gruntowych
Zalecany sposób wzmocnienia
Nasypy antropogeniczne z gruntów
niespoistych grubookruchowych
wszelkie metody zagęszczania przy użyciu
wibracji lub udarów (bez wprowadzania
dodatkowego materiału)
Luźne grunty niespoiste rodzime
Nasypy antropogeniczne z gruntów
niespoistych drobnoziarnistych i spoistych,
zalegające naprzemiennie
kolumny kamienne i żwirowe
Grunty rodzime spoiste i niespoiste zalegające
naprzemiennie
Słabonośne grunty spoiste i niespoiste
(z wyjątkiem gruntów organicznych)
wszelkiego rodzaju kolumny betonowe,
cementowo-gruntowe (np. jet-grouting, DSM)
Grunty organiczne
kolumny betonowe, kamienne i żwirowe
(w tym w osłonie geotekstylnej)
rys. T. Blejarski
Rys. 1b. Schemat budowy warstw transmisyjnych z konstrukcji z gruntu
stabilizowanego cementem
geotkanina
warstwa gruntu stabilizowanego cementem ułożona na głowicach kolumn
kolumny wzmacniające w podłożu rodzimym
konstrukcja (posadzka lub fundament)
beton podkładowy
warstwa kruszywa
