Jeśli grunt ma nieodpowiednie parametry mechaniczne – nie będzie w stanie przyjąć obciążeń, które wygeneruje planowana konstrukcja – należy go wzmocnić, czyli przeprowadzić stabilizację. Ten proces umożliwia poprawę wytrzymałości i trwałości gruntów. Jak się go wykonuje?
Bez względu na to, czy planuje się budowę drogi, placu manewrowego, parkingu, budynku wielorodzinnego, czy hali magazynowej, należy zadbać o to, żeby grunt pod konstrukcją miał odpowiednią stabilność i wytrzymałość. Jeśli parametry są niewłaściwe, wykonuje się tak zwaną stabilizację gruntu.
Co to jest stabilizacja drogi?
Stabilizacja gruntu, inaczej stabilizacja drogi lub stabilizacja podłoża to proces technologiczny polegający na poprawie właściwości mechanicznych i trwałości gruntów pod budowę. Do jego przeprowadzenia konieczne jest rozdrobienie i wymieszanie gruntu rodzimego lub nawiezionego z materiałami stabilizującymi tak, aby zachowana została wilgotność optymalna szkieletu gruntowego.
W zależności od potrzeb w tym procesie używa się spoiw albo dodatków chemicznych, które wpływają na nośność gruntu, ograniczają jego przepuszczalność, zwiększają wytrzymałość mechaniczną, a także odporności na działanie wody oraz niskich temperatur.
Dzięki stabilizacji gruntu wzmacnia się słabą glebę, poprawia się jej wytrzymałość, optymalizuje właściwości, przeciwdziała się erozji, redukuje osady, kontroluje się pylenie i ogranicza zdolność gleby do deformacji pod wpływem obciążenia.
Metody stabilizacji gruntu – jak robi się stabilizację drogi?
Stabilizacja podłoża może być wykonana z użyciem różnych metod. Przed rozpoczęciem prac należy przeprowadzić dokładną analizę właściwości gruntu rodzimego i zastanowić się, która z metod i jaki stabilizator będą najodpowiedniejsze w danym przypadku. Trzeba przy tym uwzględnić również wpływ procesu stabilizacji na konstrukcje znajdujące się w pobliżu.
W zależności od rodzaju użytych dodatków wyróżniamy stabilizację:
- mechaniczną – stabilizacja mechaniczna polega na dodaniu kruszyw, które poprawiają strukturę gruntu;
- chemiczną – w stabilizacji chemicznej dodaje się cement, wapno, popioły lotne lub substancje chemiczne, które w połączeniu z wodą tworzą związki wiążące cząsteczki gruntu;
- kombinowaną – stabilizacja łącząca zarówno metodę mechaniczną, jak i chemiczną.
Czasami mówi się również o tym, że istnieje biologiczna stabilizacja terenu, ale ta metoda nie dotyczy gruntów pod budowę drogi. Polega bowiem na nałożeniu szaty wegetatywnej, która zapobiega erozji glebowej, wiatrowej i wodnej.
Poza tym metody stabilizacji gruntu dzieli się również w zależności od miejsca wykonywania mieszanki na:
- in situ – stabilizowanie gruntu odbywa się na miejscu, nie ma konieczności transportowania mieszanki, co wpływa na ostateczną cenę;
- ex situ – proces przeprowadzany jest w węźle stacjonarnym, w specjalnych mieszarkach, dzięki czemu uzyskuje się jednorodny materiał; ten sposób jest droższy, bo wymaga przewiezienia mieszanki.
Czym się stabilizuje grunt pod budowę drogi?
A jakich materiałów używa się do procesu stabilizacji? Najczęściej:
- cementu,
- wapnia,
- żużlu – odpadowego produktu hutniczego,
- popiołów lotnych – produktu spalania węgla zawierającego tlenki glinu.
Czasami sięga się również po substancje chemiczne, m.in. polimery, żywice syntetyczne albo enzymy.
To, jaki materiał zostanie wybrany do danego projektu, zależy od właściwości gruntu, innych warunków środowiskowych, zapotrzebowania inwestora oraz techniki przeprowadzania stabilizacji.
Stabilizacja gruntu cementem
Roboty drogowe, w tym budowa dróg, najczęściej wymagają stabilizacji gruntu cementem. Grunt stabilizowany cementem tworzy bowiem mocną, wytrzymałą bazę pod nowe trasy.
Żeby jednak stabilizacja cementem przyniosła oczekiwany efekt, należy dokładnie obliczyć proporcje i zadbać o równomierne rozłożenie materiału w gruncie. Przyjmuje się, że zawartość cementu w mieszance powinna wahać się od 2 do 10 procent w stosunku do masy gruntu suchego. Jeśli jednak stabilizacja cementowa ma dotyczyć dróg o dużej wytrzymałości, tą zawartość zwiększa się od 8 do 10 procent.
Zaczyn cementowy właściwie wymieszany z gruntem rodzimym wiąże się z frakcją piaskową i pyłową gruntu – w ten sposób powstaje szkielet nośny.
Uwaga – do stabilizacji cementowej zazwyczaj stosuje się cement portlandzki wieloskładnikowy, czyli CEM II ze względu na stosunek ceny do wytrzymałości, ale można użyć również cementu portlandzkiego CEM I, cementu hutniczego CEM III, cementu pucolanowego CEM IV lub cementu wieloskładnikowego CEM V.
Stabilizacja gruntu spoiwem
Czasami przy budowie nowych tras wykorzystuje się również stabilizację spoiwem:
- spoiwem drogowym – spoiwo drogowe to połączenie żużlu i popiołów, które jest tańsze niż cement albo wapno, a pozwala uzyskać właściwości podobne jak przy użyciu droższych materiałów;
- żużlem – żużel to tak zwane spoiwo hydrauliczne (dodatek cementujący), czasami używany jako element produkcji stabilizatorów gruntu;
- popiołami lotnymi – jak wspomniano wcześniej, popioły zawierają tlenki glinu, które wspierają proces stabilizacji gruntu; działają jak wypełniacz i lepiszcze.
Stabilizacja gruntu spoiwem zawsze powinna być poprzedzona dokładną analizą właściwości gleby. Jeśli gleba jest bardzo luźna, lepiej zdecydować się na stabilizację cementem, jeśli zaś ma dość dobre właściwości, można wybrać inne spoiwa.
Jaka jest cena stabilizacji gruntu?
Ile kosztuje stabilizacja gruntów? Cena stabilizacji gruntu zależy od wielu czynników. Najważniejsza jest metoda, rodzaj materiałów, które zostaną użyte i ich ilość oraz wielkość samego projektu.
Szacunkowo można powiedzieć, że ceny za stabilizację gruntów zależą od grubości na jaką ma być stabilizowany grunt i wynoszą około kilkudziesięciu złotych za metr kwadratowy. Nie jest to jednak proces, na którym należy oszczędzać. Jeśli zostanie pominięty lub wykonany nieprawidłowo, istnieje realne ryzyko zniszczenia konstrukcji. Warto go potraktować jako element obowiązkowy wpływający na koszty eksploatacji drogi – obniżający te koszty w przyszłości.
