Atunci când la construcția drumurilor se întâlnește un teren slab sau variabil, se adoptă de obicei o anumită formă de stabilizare, ca alternativă la excavare și înlocuirea pamanturilor slabe.
În unele cazuri, stabilizarea fundatiilor se referă la îmbunătățirea proprietăților fizice ale terenului de fundare care sunt modificate prin adăugarea unei componente de stabilizare: de obicei var, ciment sau alt agent chimic, combinat și amestecat in situ.
Stabilizarea terenului poate descrie, de asemenea, procesul prin care un strat de pamant mai rezistent - de obicei un agregat compactat - este amplasat peste pamantul slab pentru a distribui incarcarea pe fundatie și pentru a crește capacitatea portantă, adesea cu includerea unui material geosintetic la nivelul de sus al fundatiei. Rezistența unui strat de agregat și capacitatea sa de dispersie a sarcinii pot fi îmbunătățite prin stabilizarea mecanică a agregatului, folosind o geogrilă adecvată. În acest caz, proprietățile terenului de fundare rămân neschimbate dar stratul de agregat stabilizat mecanic asigură protecție și crește capacitatea portanta.
În acest ghid, vom analiza formele uzuale de stabilizare a fundatiei în construcția drumurilor: Citiți mai departe pentru a afla mai multe despre:
Stabilizare cu var
Această tehnologie este cunoscută de majoritatea inginerilor constructori din întreaga lume. În mod interesant, în conformitate cu Manualul de proiectare al Regatului Unit pentru drumuri și poduri, DMRB HA74/07, amestecarea varului într-o fundatie de pamant în Marea Britanie este numită „modificare” nu „stabilizare”, deși termenul „stabilizare cu var” este frecvent utilizat.
Varul este obținut în mod obișnuit din cretă sau calcar, ambele fiind compuse din carbonat de calciu - CaCO2. Procesul de ardere a carbonatului de calciu în cuptoarele de var generează var nestins - CaO (denumit adesea var sau var ars). Acest proces are costuri foarte mari de energie și CO2 pentru producție. Terenurile argiloase sunt îmbunătățite prin adăugarea de var nestins, reducând conținutul de umiditate si oferind o mai buna lucrabilitate. Varul se adaugă in situ și se amestecă folosind echipamente specializate. Rezistenta amestecului va continua să crească până la un an după construcție dar cea mai mare parte a ameliorării este de așteptat să aibă loc în 72 de ore. Varul nu este potrivit pentru stabilizarea pamanturilor necoezive sau pentru argile care conțin niveluri ridicate de sulfat. Tratarea cu var este considerată o soluție temporară de mulți ingineri. Clasificarea de laborator, reactivitatea terenului și o conceptie adecvata a amestecului sunt esențiale pentru a asigura cea mai bună soluție specifică locului. Praful de var de la amestecarea in situ poate afecta proprietățile adiacente și poate fi o problemă pe durata instalării.
Proces de stabilizare cu var
(Foto: www.civilengineersforum.com)
Cimentul Portland este amestecat cu pamantul in situ, la o adâncime predefinită (de obicei, până la 300 mm). Cimentul se combină chimic cu particulele de pamant formand un material mai rezistent: pur și simplu leagă particulele împreună.
Acest lucru se poate realiza doar cu adăugare de apă pentru activarea cimentului, adăugând astfel încă o etapă procesului de instalare la fața locului. Metoda nu este potrivită pentru pamanturile coezive și cele cu mai mult de 2% conținut organic, cu toate acestea, cu ajutorul altor lianți, unele probleme cu aceste pamanturi dificile pot fi depășite. Conținutul de apă trebuie controlat îndeaproape pentru a obține proprietățile necesare. La fel ca varul nestins, costurile de producere a energiei și CO2 pentru cimentul Portland sunt ridicate, deoarece, din nou, procesul de producție presupune extragerea în carieră, concasarea calcarului și utilizarea cuptoarelor în care trebuie să aibă loc calcinarea la 1500°C pentru a produce clincher - ingredientul principal al amestecului de ciment.
Atât la lucrarile de drumuri temporare cât și în cele permanente , deformarea poate duce la fisurarea terenului stabilizat cu ciment. Prin urmare, deformațiile trebuie limitate pentru a evita cedarile care necesită întreținere. Mulți ingineri cu experiență vor recunoaște că această soluție necesită întreținere la drumuri temporare. În unele țări se presupune că îmbunătățirea chimică a pamantului este temporară și ca rezistența pamantului se va deteriora in timp, întrebarea este cât de repede? Ca și în cazul varului, norii de praf de ciment care apar pe durata amestecării in situ pot fi o problemă care afectează proprietățile adiacente și părțile locale interesate.
Proces de stabilizare chimica
(Photo credit: www.civilengineersforum.com)
Mai puțin utilizați sunt aditivii sintetici, polimeri sau biopolimeri. Aceștia sunt adesea agenți patentati, cu studii independente limitate de verificare a performanței. Ele sunt de obicei mai potrivite pentru pamanturile granulare cu conținut marunt ridicat. Deși, în unele cazuri, acestea pot oferi o soluție mai ecologică decât varul sau cimentul, ele adesea reprezinta alternative cu costuri mai mari.
Când un agregat este compactat pe o geogrilă adecvată, particulele de agregat se inclesteaza in geogrila. Particulele de agregat sunt confinate în aperturile geogrilei, cu condiția ca geogrila să aibă o rigiditate adecvată în plan la alungire redusă, combinată cu noduri rigide integrate și un profil înalt al nervurilor. Această confinare restricționează mișcarea și rotația particulelor de agregate în contact cu geogrila. Particulele de agregate imediat de deasupra și dedesubtul stratului confinat se interconectează cu particulele complet confinate și apoi sunt, de asemenea, confinate. Astfel, se formează o zonă de confinare în jurul stratului armat cu geogrilă. Acest strat stabilizat mecanic are rezistență și rigiditate mai mare în comparație cu agregatul nestabilizat.
Proprietățile straturilor stabilizate mecanic pentru o gamă largă de tipuri de agregate și geogrile Tensar au fost determinate prin teste ample. Parametrii de proiectare au fost definiți și aceștia au fost validați prin teste de încărcare la scară naturală și teste de trafic.
Această tehnologie poate fi utilizată pe pamanturi extrem de slabe, cu o instalare adecvata. Spre deosebire de tehnologiile de stabilizare chimică, această soluție nu necesită utilaje speciale sau personal instruit de șantier. Rezistența sporită a straturilor stabilizate mecanic permite straturi mai subțiri de agregate in cazul terenurilor slabe, reducând costul materialelor importate și emisiile de dioxid de carbon asociate.
De mai bine de 30 de ani, soluțiile inovatoare Tensar de stabilizare a pamântului s-au dovedit ideale pentru multe tipuri de proiecte de construcție și îmbunătățire a fundatiilor, inclusiv drumuri asfaltate și neasfaltate, parcări, aerodromuri, imbracaminti rutiere supuse traficului greu (cum ar fi porturile pentru containere) și platforme de lucru.