Dubinsko mešanje tla (DSM) - Brošura 32-01 RS (Serbia)
Dubinsko mešanje tla (DSM) - Brošura 32-01 RS (Serbia)
Dubinsko mešanje tla (DSM) - Brošura 32-01 RS (Serbia)
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Dubinsko</strong> mešanje <strong>tla</strong> (<strong>DSM</strong>)<br />
Poboljšanje <strong>tla</strong> slabih<br />
karakteristika <strong>DSM</strong> metodom<br />
Brošura <strong>32</strong>-<strong>01</strong> <strong>RS</strong>
Sadržaj<br />
<strong>Dubinsko</strong> mešanje <strong>tla</strong>........... 3<br />
Vlažna metoda...................... 4<br />
Suva metoda......................... 6<br />
Stabilizacija <strong>tla</strong>....................... 7<br />
Keller ogranci........................ 8
<strong>Dubinsko</strong> mešanje <strong>tla</strong><br />
Primeri<br />
Metoda dubinskog mešanja <strong>tla</strong> (<strong>DSM</strong>) koju<br />
je dalje razvio Keller, nastala je u Japanu<br />
i Skandinaviji. Njena primena u jačanju i<br />
zaptivanju slabog i propustljivog <strong>tla</strong> sve<br />
je rasprostranjenija širom sveta. Metoda<br />
omogućava postizanje značajnog poboljšanja<br />
mehaničkih i fizičkih karakteristika postojećeg<br />
<strong>tla</strong>, koje nakon mešanja sa cementom ili<br />
složenim vezivima postaje takozvana mešavina<br />
<strong>tla</strong> (ili cementirano tlo). Stabilizovani zemljani<br />
material koji tako nastaje u principu ima<br />
veću čvrstoću, manju propusnost i manju<br />
sposobnost zbijanja nego prvobitno tlo. Iako<br />
se <strong>DSM</strong> tehnologija zasniva na jednostavnim<br />
principima, potrebno je s jedne strane imati<br />
značajno iskustvo i stručnost u povezanim<br />
fazama planiranja, koje obuhvataju mešanje<br />
<strong>tla</strong> i geotehnički projekat kao i izvođenje. S<br />
druge strane potrebna je i primena specijalnih<br />
mašina i alata za mešanje kako bi se ispunile<br />
specifikacije koje nameću stalna ispitivanja<br />
kvaliteta i procedure za praćenje učinka.<br />
Vlažno i suvo mešanje<br />
U osnovi postoje dve različite metode<br />
mešanja. Postojeće tlo koje treba poboljšati<br />
može se mešati mehanički bilo sa suspenzijom<br />
koja sadrži vezivno sredstvo (vlažna <strong>DSM</strong><br />
metoda) ili sa suvim vezivnim sredstvom<br />
(suva <strong>DSM</strong> metoda). Ubrizgavanje suspenzije<br />
se takođe može primeniti za pospešivanje<br />
mehaničkog mešanja. Vlažna metoda je<br />
adekvatnija za meku glinu, prašinu i finozrni<br />
pesak sa manjim sadržajem vode i za slojevito<br />
tlo uključujući <strong>tla</strong> sa izmešanim slabim i<br />
čvrstim slojevima. Suva metoda je pogodnija<br />
za meka <strong>tla</strong> sa vrlo visokim sadržajem<br />
vlage i stoga pogodna za mešanje sa suvim<br />
vezivnim sredstvima. Stabilizacija organskih<br />
i muljevitih <strong>tla</strong> je takođe moguća, međutim<br />
teža je i iziskuje pažljivo pripremljena<br />
vezivna sredstva i procedure izvođenja.<br />
Prednosti tehnologije<br />
<strong>DSM</strong> tehnologija se zasniva na naprednom<br />
konceptu poboljšanja prirodnog ili<br />
kontaminiranog <strong>tla</strong> kako bi se ispunili usvojeni<br />
projektni zahtevi, pri čemu se eliminišu<br />
problematična iskopavanja i zamene <strong>tla</strong> ili<br />
mnogo skuplje metode dubokog fundiranja.<br />
Široka primena i promenljivi modeli izvođenja<br />
stubova nastalih mešanjem <strong>tla</strong> omogućavaju<br />
postizanje bezbednih i vrlo ekonomičnih<br />
rešenja temeljenja. Primena netoksičnih<br />
vezivnih sredstava kao aditiva za tlo,<br />
uključujući i industrijske nus-produkte, kao<br />
i smanjena količina povratnog materijala u<br />
poređenju sa jet grouting metodom ili npr.<br />
klasičnim bušenim šipovima omogućavaju<br />
<strong>DSM</strong> metodi da se svrsta među ekološki<br />
podobne tehnologije. Izvođenje u praksi i<br />
kontrola kvaliteta <strong>DSM</strong> radova su u skladu<br />
sa Evropskim standardom EN 14679.<br />
Izrada nepropusne zavese<br />
na brani u Nemačkoj<br />
Obezbeđenje građevinske<br />
jame u Austriji<br />
Ključne prednosti<br />
• ekonomično<br />
• bez vibriranja<br />
• fleksibilnost u primeni<br />
• smanjeno vreme izgradnje<br />
• ekološki podobno<br />
Tipične primene<br />
• Nasipi na mekom tlu<br />
• Podupiranje objekata<br />
fundiranih na temeljnim<br />
trakama, samcima i pločama<br />
• Temeljenje mostova i<br />
turbina na vetar<br />
• Izrada zaštitnih zidova<br />
iskopa primenom armiranih<br />
<strong>DSM</strong> stubova<br />
• Stabilizacija kosina<br />
• Smanjenje mogućnosti<br />
pojave likvefakcije<br />
• Vodonepropusne zavese i barijere<br />
• Stabilizacija i očvršćavanje<br />
okolnog <strong>tla</strong><br />
Zaštita dubokog iskopa u<br />
Poljskoj<br />
<strong>Dubinsko</strong> mešanje za<br />
poboljšanje <strong>tla</strong> u Singapuru<br />
3
Vlažna <strong>DSM</strong> metoda<br />
Mehaničko dubinsko mešanje <strong>tla</strong> vlažnom metodom<br />
Instalacija <strong>DSM</strong> stuba<br />
Kellerova metoda dubinskog mešanja <strong>tla</strong><br />
obuhvata utiskivanje specijalnog alata za<br />
mešanje u tlo. Ovaj alat za mešanje sastoji se<br />
od bušeće šipke, poprečnih greda i bušeće<br />
krune. Bušenje ne izaziva nikakve vibracije i<br />
pri tome se ubrizgava cementna suspenzija<br />
kroz mlaznice koje se nalaze na kraju svrdla.<br />
Kad se dostigne dubina koja je definisana<br />
projektom, započinje faza izgradnje <strong>DSM</strong><br />
stubova. U osnovi prečnik takvih stubova<br />
može varirati između 40 do 240 cm u<br />
zavisnosti od primene. Alat za mešanje<br />
koji se može kretati gore i dole duž stuba<br />
radi poboljšanja homogenosti mešavine <strong>tla</strong>,<br />
omogućava ravnomerno mešanje suspenzije<br />
sa tlom celom dužinom.<br />
Sastav i količina injektirane suspenzije<br />
prilagođava se zahtevanim osobinama<br />
poboljšanog <strong>tla</strong>, uzimajući u obzir zahtevanu<br />
čvrstoću i/ili zaptivnu funkciju. Čvrstoća<br />
se takođe može poboljšati dodavanjem<br />
raznih komponenti u suspenziju, kao što<br />
je npr. bentonit. Otpornost na smicanje<br />
<strong>DSM</strong> elemenata može se uvećati čeličnim<br />
ojačanjem koje se ugrađuje u sveže stubove.<br />
Vlažnu <strong>DSM</strong> metodu moguće je izvesti unutar<br />
cevi. Ova metoda, koja se zove Mešanje <strong>tla</strong><br />
unutar cevi (Tubular Soil Mixing – TSM),<br />
uglavnom se koristi za izvođenje stubova<br />
visokog kvaliteta koji se primenjuju za<br />
kontrolu iskopa.<br />
Kabina za operatera<br />
Ubrizgavanje suspenzije<br />
<strong>DSM</strong> mašina sa trostrukim<br />
alatom za mešanje<br />
Suspenzija<br />
1 2 3<br />
Mlaznice za suspenziju mogu<br />
biti smeštene na glavnoj šipci<br />
ili duž alata za mešanje<br />
4<br />
Suspenzija može da se ubrizgava u toku faze prodiranja i povlačenja,<br />
sa intenzitetom koji zavisi od karakteristika <strong>tla</strong><br />
Proces
Tipični alat za mešanje<br />
koji se koristi pri vlažnoj<br />
<strong>DSM</strong> metodi<br />
Kontrola kvaliteta<br />
Kontrola kvaliteta i procena kvaliteta dobija<br />
se iz podataka registrovanih tokom instalacije<br />
stubova kao i rezultata odgovarajućih<br />
laboratorijskih i terenskih ispitivanja. Svaki<br />
stub ima ima svoj zapisnik o izvođenju koji<br />
sadrži: datum i vreme izvođenja, dužinu<br />
stuba, dužinu prodiranja/povlačenja alata za<br />
mešanje, brzinu mešanja, vrednosti pritiska<br />
i protok pumpane suspenzije, ukupnu<br />
potrošnju suspenzije po stubu. Uzorak<br />
poboljšanog <strong>tla</strong> za testiranje obično se<br />
dobija iz svežih stubova metodom vlažnog<br />
zahvata. Bušenje s jezgrovanjem i ostale<br />
metode terenskog ispitivanja takođe mogu<br />
poslužiti za dobijanje uzoraka i procenu<br />
kontinuiteta, jednoobraznosti i čvrstoće<br />
<strong>DSM</strong> stubova. Izbor odgovarajuće metode<br />
provere zavisi od njene relevantnosti, tačnosti<br />
i primenljivosti u odnosu na svrhu i vrstu<br />
tretiranja <strong>tla</strong> kao i čvrstoće poboljšanog <strong>tla</strong>.<br />
Projekat<br />
Planiranje mešanja <strong>tla</strong> obuhvata procenu i<br />
odabir tehničkih karakteristika poboljšanog<br />
<strong>tla</strong> u specifičnoj vrsti <strong>tla</strong> (projekat mešanja<br />
<strong>tla</strong>) i odabir načina ugradnje i dimenzija<br />
poboljšanog <strong>tla</strong> (geotehnički projekat).<br />
Očekivana čvrstoća na pritisak poboljšanog<br />
<strong>tla</strong> obično se odabere u skladu sa fizičkim<br />
i hemijskim karakteristikama tretiranog <strong>tla</strong><br />
i podzemnih voda, u skladu sa vrstom i<br />
količinom cementa i ostalim bitnim radnim<br />
parametrima, kao što su vodocementni faktor<br />
i primenjeno mešanje. Svrha geotehničkog<br />
projekta je da se odrede finalna tehnika<br />
ugradnje i dimenzije poboljšanog <strong>tla</strong> na<br />
osnovu odgovarajuće analize stabilnosti i<br />
sleganja kako bi se zadovoljili funkcionalni<br />
zahtevi objekta koji se podupire.<br />
Izgled otkopanih <strong>DSM</strong> stubova<br />
Blok Mreža Zid<br />
Primeri izgleda <strong>DSM</strong> stubova<br />
Pojedinačni<br />
stubovi<br />
Prikaz vodonepropusne zavese sa<br />
preklopljenim <strong>DSM</strong> stubovima<br />
Prikaz <strong>DSM</strong> stubova za podupiranje mosta<br />
5
Suva <strong>DSM</strong> metoda<br />
Mehaničko dubinsko mešanje <strong>tla</strong> suvom metodom<br />
Nasuprot vlažnoj metodi, suvo mešanje <strong>tla</strong><br />
moguće je jedino u tlu koje sadrži dovoljno<br />
vlage da omogući hemijsku reakciju vezivnog<br />
sredstva koje se injektira u suvom obliku<br />
sa tlom i podzemnom vodom. Osnovne<br />
prednosti suvog mešanja su postizanje<br />
stabilizacije u dubokim naslagama vrlo slabog<br />
<strong>tla</strong>, uključujući organska <strong>tla</strong>, zatim visoka<br />
produktivnost, mala količina povratnog<br />
materijala i ekonomičnost. Moguća su i<br />
izvođenja na niskim temperaturama.<br />
Tipična oprema za suvu <strong>DSM</strong> metodu<br />
obuhvata stacionarni ili pokretni rezervoar<br />
za vezivno sredstvo i uređaj za injektiranje,<br />
kao i bušeću garnituru specijalno dizajniranu<br />
za ugradnju stubova i opremljenu posebnim<br />
alatom za mešanje. Tipični prečnik stuba je<br />
60 do 80 cm a dubina tretiranja je do 25 m.<br />
Punjenje i mešanje suvog vezivnog sredstva sa<br />
tlom odvija se dok se bušeći pribor povlači,<br />
pri čemu se alat za mešanje okreće u smeru<br />
suprotnom od smera u kom se okretao u fazi<br />
prodiranja. Vezivno sredstvo se transportuje<br />
od rezervoara do mašine kroz creva uz<br />
pomoć komprimovanog vazduha. Količina<br />
vezivnog sredstva se podešava promenom<br />
brzine rotiranja točka za injektiranje.<br />
Vazdušni pritisak i količina vezivnog sredstva<br />
automatski se kontrolišu kako bi se određena<br />
doza vezivnog sredstva dovela do tretirane<br />
zone <strong>tla</strong>. Po pravilu plastične gline i prašine<br />
očvršćuju se krečom ili mešavinom cementa<br />
i kreča, dok se za organska <strong>tla</strong> koriste<br />
mešavine koje sadrže pepeo iz visokih peći.<br />
Kellerova mašina (LCM,<br />
Švedska) za suvo mešanje <strong>tla</strong><br />
Ubrizgavanje suvog vezivnog<br />
sredstva iz alata za mešanje<br />
Keller pokretna oprema tip 1<strong>01</strong>0<br />
za suvo mešanje <strong>tla</strong><br />
Mašine i oprema<br />
prilikom izvođenja<br />
Vezivno sredstvo<br />
1 2 3<br />
4<br />
Proces<br />
6
Izbor alata za suvo mešanje<br />
u različitim vrstama <strong>tla</strong><br />
Kontrola kvaliteta<br />
Slično kao i za <strong>DSM</strong> stubove izrađene<br />
vlažnom metodom, metode za procene<br />
kvaliteta i praćenje učinka sprovode se<br />
kako za vreme tako i nakon završetka<br />
radova. Svaki stub ima svoj zapisnik kog<br />
ispisuje automatski uređaj za beleženje.<br />
Nakon završetka radova vrše se kontrolni<br />
testovi u skladu sa pretpostavkama<br />
usvojenim projektom. Standardni testovi<br />
uključuju uglavnom probne testove, koji<br />
su izvodljivi kod stubova projektovanih za<br />
manje sile i uključuju modifikovane CPT<br />
testove (Modified Cone Penetration Tests)<br />
i PORT testove (Pull Out Resistance Tests)<br />
kako bi se izbegao problem skretanja<br />
konusa kod dugih stubova. Takođe, ako je<br />
potrebno, moguće je izvesti laboratorijske<br />
testove na uzorcima uzetim iz stubova.<br />
Beleženje izvođenja<br />
Dubina<br />
Test otpornosti<br />
na čupanje<br />
(PORT)<br />
Modifikovani<br />
CPT test<br />
(MCPT)<br />
Jačina smicanja<br />
<strong>DSM</strong> terenski testovi za kontrolu kvaliteta<br />
Plitko mešanje za stabilizaciju <strong>tla</strong><br />
Plitko suvo mešanje nudi ekonomično rešenje<br />
za radove na poboljšanju ili sanaciji <strong>tla</strong> kada<br />
se radi o značajnim količinama vrlo slabog<br />
<strong>tla</strong> ili kontaminiranog površinskog <strong>tla</strong> sa<br />
velikim sadržajem vode, kao što su naslage<br />
prekopanog <strong>tla</strong>, vlažna organska <strong>tla</strong> ili otpadno<br />
blato. U ovoj metodi koriste se specijalni alati<br />
za mešanje, koji se u najvećem broju slučajeva<br />
fiksiraju za ruku bagera. Mešanje se odvija<br />
vertikalno ili horizontalno, uz pomoć alata za<br />
mešanje koji liči na propeler sa mlaznicom za<br />
vezivno sredstvo u centru. Vezivno sredstvo<br />
se ubrizgava iz odvojene jedinice koja sadrži<br />
spremnik za vezivno sredstvo pod pritiskom,<br />
kompresor, isušivač vazduha i jedinicu za<br />
kontrolu količine ubrizgavanja.<br />
Stabilizacija se izvodi u fazama, prema<br />
operativnim mogućnostima bušeće garniture,<br />
koja u principu obuhvata područje od 8 do<br />
10 m 2 i dubinu do oko 4 m. Kada se primeni<br />
odgovarajuća količina vezivnog sredstva,<br />
mešanje se nastavlja da bi se obezbedile<br />
optimalne karakteristike ovako nastale<br />
mešavine.<br />
Primeri alata za mešanje<br />
za stabilizaciju <strong>tla</strong><br />
slabo tlo<br />
poboljšano tlo<br />
slabo tlo<br />
poboljšano tlo<br />
7
Keller Group plc<br />
Ground Engineering Contractors<br />
www.keller.co.uk<br />
Keller Geotechnik d.o.o.<br />
Knez Mihailova 22<br />
11000 Beograd<br />
Srbija<br />
Tel +381 11 3039104<br />
Faks +381 11 3039105<br />
office.beograd@ keller-geotehnika.rs<br />
www.keller-geotehnika.rs<br />
www.KellerHolding.com<br />
Your Gateway to the Keller Companies worldwide<br />
Kompanija Keller Group plc<br />
<strong>01</strong>13 · <strong>32</strong>-<strong>01</strong><strong>RS</strong>
Change language