Zastosowanie stabilizacji gruntu – jako środki zabezpieczenia budynku

W zależności od warunków miejscowych, jako środki zabezpieczenia budynków wzniesionych na gruntach o anomalnych cechach mogą być brane pod uwagę następujące:

1.    Zastosowanie stabilizacji samego gruntu, a zwłaszcza wprowadzenie zabiegów umożliwiających utrzymanie określonego reżimu wilgotnościowego w strefie aktywnej gruntu i niedopuszczenie tą drogą do powstania zmian jego objętości.

W odniesieniu do gruntów ilastych zagadnienie to sprowadza się do zabezpieczenia podłoża przed zmianami wilgotności, co zarówno dotyczyć może niedopuszczenia do wysychania gruntu, jak też nadmiernego jego nawodnienia.

Na podstawie obserwacji stwierdzono, że w określonych warunkach zmniejszenie ilości wody w gruncie powodują drzewa, głównie liściaste, rosnące w pobliżu budynku. W związku z tym dla utrzymania właściwej wilgotności, a tym samym i stabilności cech mechanicznych iłów zaleca się usuwać drzewostan liściasty z zagrożonego terenu na odległość równą co najmniej jednej lub półtorej wysokości korony.

Utrzymanie stałych warunków wilgotnościowych w podłożu może być osiągnięte także za pomocą poziomego ekranu o odpowiedniej konstrukcji.

tmpb50b-1Zabezpieczenie określonego stanu wilgotnościowego za pomocą poziomego ekranu
1 — warstwa ziemi roślinnej grub. 30 cm, 2 — żużlobeton grub. 15 cm, 3  — asfalt grub. 2 cm, i — chudy beton grub. 5 cm, 5 — piasek grub. 15 cm, 6 — grunt stabilizowany smołą grub. 15 cm.

Ekran taki zakłada się wokół budynku tuż pod powierzchnią terenu uregulowanego. Może to być warstwa gruntu stabilizowana bitumami, płyta betonowa z izolacją asfaltową i inne l00). Ekran izolujący skutecznie chroni podłoże zarówno przed zmianami wilgotności, jak też działaniem temperatur.

2.    Zastosowanie stabilizacji pośredniej gruntu za pomocą pionowego ekranu wodoszczelnego otaczającego zagrożony obiekt. Ekran taki zapuszczony na odpowiednią głębokość w grunt w postaci ścianki szczelnej ze stalowych, drewnianych lub żelbetowych elementów, albo wykonany w wykopie wypełnionym odpowiednim materiałem uszczelniającym naturalnym lub z domieszkami, obejmuje grunt, na którym spoczywa budynek, powstrzymuje ruchy wody gruntowej i przeciwstawia się deformacjom podłoża.

Sposób ten został skutecznie zastosowany przy zabezpieczeniu budynku Ratusza w Kłodzku. Budynek Ratusza posadowiony jest na osadach lessowych o miąższości około 12 m. Poniżej tej warstwy zalegają warstwy piaszczysto-żwirowe. Próby ratowania budynku przed awarią wskutek ruchów gruntu podejmowane były wielokrotnie, lecz żaden ze sposobów nie ustabilizował podłoża i budynek ulegał coraz niebezpieczniejszym deformacjom. Wobec tego, dla zahamowania procesu niszczenia budynku, zdecydowano otoczyć budynek Ratusza ścianką szczelną, wykonaną ze stalowych kształtowników typu Larsena. Ściankę wbito w odległości ok. 5,0 m od zewnętrznego obrysu murów, przebijając się przez warstwę lessową aż do stałego podłoża i w ten sposób odizolowano grunt pod budynkiem od wpływów wód, a .jednocześnie uniemożliwiono jego przesuwanie na boki przy odkształceniach pod obciążeniem. Jak wykazują obserwacje, zastosowanie szczelnej grodzy całkowicie zlikwidowało osiadanie zapadowe terenu ograniczonego ścianką i ustabilizowało konstrukcję budynku; od kilku lat nie obserwuje się żadnych rys ani deformacji.

W gruntach ilastych podobną rolę może spełnić wykonanie hydroizolacji w wykopie. Odizolowanie fundamentów budowli, zagrożonej deformacją od gruntu rodzimego może zmniejszyć odkształcenia ustroju spowodowane kurczliwością lub pęcznieniem gruntu.

3.    Spetryfikowanie gruntu pod fundamentami, jeśli rodzaj gruntu na to pozwala. Spetryfikowanie może być skutecznie osiągnięte za pomocą zastrzyków chemicznych, cementowych, bitumicznych, elektro-osmotycznych, a także przy pomocy procesów termicznych.

W przypadku gruntów lessowych zlikwidowanie miejscowego zapadania przy jednoczesnym wzmocnieniu gruntu może być osiągnięte za pomocą silikatyzacji. W tym celu do otworu wiertniczego wprowadza się pod ciśnieniem roztwór krzemianu sodowego (szkła wodnego). Przy odpowiedniej filtracji wody gruntowej roztwór ten wchodzi w reakcję chemiczną z gruntem, wiąże go i utwardza, podnosząc tym samym wytrzymałość mechaniczną i stabilność.

Metoda termiczna z kolei polega na tym, że do otworu wiertniczego wtłacza się powietrze nagrzane do temperatury 600—800°C lub różnego rodzaju preparaty chemiczne gazowe, które spala się wewnątrz otworu. Termiczna metoda szczególnie nadaje się do wzmacniania gruntu pod fundamentami.
Należy tu jednak podkreślić, że wybór metody w każdym wypadku zależy od właściwości podłoża i zawsze powinien być ustalony przez specjalistów .

Jeśli chodzi o środki i metody zabezpieczenia budynków lub ich konstrukcji, to mogą być brane pod uwagę następujące zabiegi:

a.    Obniżenie posadowienia budynku poniżej strefy aktywnej gruntu aż do warstwy nośnej stosując: podbudowanie fundamentów, oparcie fundamentów na palach wwierconych lub wciskanych, oparcie fundamentów na studniach lub inne.

b.    Zastosowanie środków konstrukcyjnych w budynku umożliwiających zwiększenie jego sztywności przestrzennej lub pozwalających zmniejszyć jego podatność na odkształcenie.

Dodaj komentarz