Zhutňování
Copyright©2001
Co je zhutňování? Jednoduchý způsob zlepšení vlastností zeminy, kdy se pomocí působením vnější hutnící síly zemina stlačuje („lisuje“)
Hutnící síly
+ voda =
SIVA
Copyright©2001
SIVA
Zatřídění zemin podle zhutnitelnosti
Copyright©2001
Technologické kroky
SIVA
Copyright©2001
Hmotnost vysušené zeminy (ρd)
Křivka zhutnění Zrna zeminy hustě napěchovaná - Dobrá pevnost a tuhost - Malá propustnost
ρd, max
Optimální vlhkost
SIVA
Vlhkost
Copyright©2001
Křivka zhutnění Vliv dodání vody do zeminy na relativní zastoupení fází
Hmotnost vysušené zeminy (ρd)
Hmotnost vysušené zeminy (ρd)
Vzduch Voda Zrna Je obtížné vytlačit všechen vzduch
Nízké číslo pórovitosti a vysoká objemová hmotnost vysušené zeminy při optímální vlhkosti SIVA
Vlhkost
Copyright©2001
Hmotnost vysušené zeminy (ρd)
Křivka 100% saturace Křivka 100% nasycení zeminy
ρd Sr<1
Gsρw = 1 + wG s
Sr>1 (není možné) Všechny body hutnění musí ležet nalevo od křivky 100% nasycení zeminy Vlhkost
SIVA
Copyright©2001
Hmotnost vysušené zeminy (ρd)
Vliv hutnících účinků Vliv zvětšování hutnících účinků vede k:
E2 (>E1)
Snížení optimální vlhkosti Větší objemové hmotnosti vysušené zeminy
E1
Vlhkost SIVA
Copyright©2001
Větší rozptýlení částic
Hmotnost vysušené zeminy (ρd)
Zhutňování a jílové částice Vyšší obsah vody či větší hutnící účinek vede k většímu rozptýlení částic
Větší rozptýlení částic
Vlhkost SIVA
Copyright©2001
Hmotnost vysušené zeminy (ρd)
Křivka optimálního zhutnění Křivky zhutnění pro různé hutnící síly
Křivka optimálního zhutnění Vlhkost SIVA
Copyright©2001
Laboratorní zkouška hutnění - pro získání křivky zhutnění a určení optimální vlhkosti a maximální objemové hmotnosti suché zeminy rd se požívají Proctorovy zkoušky (dle AASHO): Modifikovaná Standardní Proctorova zk.: Proctorova zk.:
SIVA
Copyright©2001
Standardní Proctorova zkouška 3 vrstvy 25 úderů na vrstvu 2.7 kg pěch 300 mm pád
SIVA
Copyright©2001
Modifikovaná Proctorova zkouška 5 vrstev 25 úderů na vrstvu 4.9 kg pěch 450 mm pád
SIVA
Copyright©2001
SIVA
Copyright©2001
Kontrola zhutnění Předpis hutnění
ρd
Porovnání w
ρd,field = ? wfield = ?
Hutněná zemina
SIVA
Copyright©2001
Kontrola zhutnění - Systémové zkoušky v pravidelných intervalech kdy se kontroluje zhutnění norem (předpisů). Např. 1 zkouška na 1000 m3 zhutněné zeminy
SIVA
• minimální ρd • vlhkost
Copyright©2001
Metody kontroly zhutnění Zkouška rukou odběrem neporušených vzorků s následnou laboratorní kontrolou objemové hmotnosti a vlhkosti u hrubozrných zemin jamkovou metodou stanovením objemové hmotnosti membránovým objemoměrem radiometrické sondy statickou penetrací
SIVA
Copyright©2001
Zkouška rukou Rychlá metoda určující vlhkost zeminy. V hrsti zmáčkneme zeminu a ruku otevřeme. Suchá zemina nedrží zformovaný tvar a rozpadá se na prach a na prstech zanechá prachové stopy. Pokud se zemina rozdrobí, je také suchá. Pokud se zemina tvaruje podle sevření a při upuštění se odlomí jen malá část na malé kousky má správnou vlhkost pro hutnění. Pkud je zemina plastická a zanechává stopy vlhkosti na prstech a při upuštění se neodlomí jediný kousek zeminy, je zemina pro hutnění moc vlhká.
SIVA
Copyright©2001
Jamková metoda Do zkoušené zeminy je vyhloubena malá jamka (cca 15 x15 cm). Odebraná zemina je zvážena v přirozeném a vysušeném stavu a je určena vlhkost zeminy. Objem jamky je určen určen vyplněním Specifická hmotnost odebrané zeminy je dělena objemem písku potřebného pro vyplnění jamky. Tím určíme objemovou hmotnost zhutněné zeminy a můžeme ji porovnat s předpsanou podle zkošky Proctor.
SIVA
Copyright©2001
Membránový objemoměr Obdobná zkouška jamkové metodě, pro určení objemu se požívá voda v gumové membráně.
SIVA
Copyright©2001
Statická penetrace
SIVA
Copyright©2001
Radiometrická sonda Radiometrická sonda je rychlá a přesná metoda. Je založena na vyzařováníiszotopu Cesia 137 do zemin (z povrchu či ze sondy). Izotop je zdrojem gamma záření, které se odráží zpět do čidla v přístroji. Hutná zemina absorbuje více izotopu než kyprá a tak je měření přesné. Přístroj také vyhodnocuje vlhkost zeminy..
SIVA
Copyright©2001
Stanovení únosnosti zemin pomocí CBR (Kalifornský poměr únosnosti)
Poměr únosnosti zemin CBR se definuje jako poměr síly, kterou je třeba vyvodit k zatlačení penetračního válce do zeminy danou rychlostí (1,27 mm.min-1) ku síle, kterou je třeba vyvodit k zatlačení téhož válce do normovaného materiálu. Vyjadřuje se v procentech CBR SIVA
Copyright©2001
Využití výsledk zkoušky CBR stanovení modulu pružnosti podloží při návrhu a posouzení netuhé vozovky i provozního zpevnění laboratorní testování směsí mechanicky zpevněného kameniva pro zřizování podkladových a krytových vrstev vozovky zlepšování soudržných zemin v podloží vozovek chemickými pojivy SIVA
Copyright©2001
Zhutňování zemin
SIVA
Copyright©2001
Stroje pro hutnění
SIVA
Copyright©2001
vibrační válce ručně vedené s řídícím ojem, převážně pro hutnění asfaltů a podkladů
SIVA
Copyright©2001
Vibrační válec tahačový Standardní provedení pro hutnění s hladkým válcem , provozní hmotnost 7000 kg
SIVA
Copyright©2001
vibrační válce ježkové válce s vysokým hutnícím výkonem, ježkové běhouny jsou vhodné pro hutnění jílových zemin, hlinitých zemin a směsných zemin
SIVA
Copyright©2001
vibrační desky obousměrné s posuvem vpřed a vzad, převážně pro hutnění silné zámkové dlažby a větších vrstev zemin s jednostranným posuvem nejsou vhodné pro zeminy
SIVA
Copyright©2001
vibrační pěchy úzké stroje určené do výkopů s vysokým hutnícím efektem, váží 65 – 85 kg
SIVA
Copyright©2001
Dusadla Hutní až do hloubky 2 – 3 m
SIVA
Copyright©2001
Kompaktor
SIVA
Copyright©2001
Metody zhutnění Dynamické Vibrační
SIVA
Copyright©2001
Vibrační – hrubozrnné zeminy Zhutňování postupuje zdola nahoru směrem k povrchu. Zhutňovaná zemina má tvar válce o průměru až 5m. Nárůst zhutnění, zvýšení ulehlosti zeminy, se projevuje stoupajícím odběrem elektrického proudu motoru vibrátoru. Kolem vibrátoru se tvoří trychtýřovitá prohlubeň, která se zahrne dovezeným (A) nebo místním (B) materiálem. K tomu je zapotřebí až 10 % objemu zhutňované zeminy. Po ukončení zhutňování se upraví terén a dodatečně se povrchově zhutní vibračním zařízením.
SIVA
Copyright©2001
Hloubkové vibrační zhutňování Hloubkový vibrátor válcovitého tvaru je zhruba 3 až 5 m dlouhý a cca 2 t těžký. Podstatnou součástí je elektricky poháněný excentr, který jej uvádí do kmitání v horizontálním směru. Aby se dostal do potřebné hloubky, nastaví se prodlužovacími trubkami. Je nesen jeřábem, rypadlem nebo obzvlášť k tomu vyvinutým nosičem (např. pásovým). Kmitající vibrátor se spustí do plánované hloubky, kde se má základová půda zlepšit. Pak od spodu nahoru podle zvolené metody buď proběhne zhutnění zeminy
SIVA
Copyright©2001
Vibroflotace Vhodný pro písky a štěky Používán v několika variantách: vibro–compaction vibační zhutňování štěrkové pilíře Vibrační záměna zeminy Vibrátor Délka = 2 – 3 m Průměr = 0.3 – 0.5 m MHmotnost = 2 t
SIVA
Copyright©2001
Dynamické zhutňování Při této metodě je zemina zhutněna několika sériemi pečlivě navržených úderů břemenem 15 - 25 t, volným pádem z výšky 20 - 30 m. Okamžité výsledky jsou dosaženy redukcí sedání v relaci 3 - 6 %, snížení objemu zeminy a zlepšení E - modulu násobkem 4 až 6. Hloubka zlepšení dosahuje 10 - 12 m. Lze použít pro většinu typů základových půd.
SIVA
Copyright©2001
Účinky dynamického zhutňování
SIVA
Copyright©2001
Princip dynamického hutnění
SIVA
