ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ΕΔΑΦΩΝ - ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΕΠΙΧΩΜΑΤΩΝ. Ν. Σαμπατακάκης Καθηγητής Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας Παν/μιο Πατρών

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ΕΔΑΦΩΝ - ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΕΠΙΧΩΜΑΤΩΝ

2 φυσικά γεωλογικά υλικά (γεωλογικοί σχηματισμοί εδάφη & βράχοι) Υλικά κατασκευής τεχνικών έργων 1. γεώδη υλικά (κυρίως εδαφικά) για την κατασκευή επιχωμάτων 2. αδρανή υλικά (οδοποιία σκυρόδεμα ασφαλτικά αντιολισθηρά οδοστρώματα κονιάματα κ.λπ.) 3. γεωσυνθετικά υλικά (γεωϋφάσματα γεωπλέγματα) 4. δομικά υλικά

3 γεώδη υλικά για την κατασκευή επιχωμάτων εδαφικά υλικά κυρίως κοκκώδη Με τον όρο συμπύκνωση (compaction) των εδαφών εννοείται η αύξηση της πυκνότητάς τους με την εφαρμογή μηχανικής ενέργειας. Δηλ. γίνεται με τον τρόπο αυτό διευθέτηση των κόκκων του εδαφικού υλικού σε όσο το δυνατόν πυκνότερη διάταξη, με τη βοήθεια του νερού πού δρα σαν «λιπαντικό». Μέσα επίτευξης της συμπύκνωσης (δηλ. της εφαρμογής της μηχανικής ενέργειας) αποτελούν στην πράξη οι οδοστρωτήρες και ο υπόλοιπος εξοπλισμός οδοποιίας, ενώ είναι δυνατή και η δυναμική συμπύκνωση. Μείωση των παραμορφώσεων (καθιζήσεων) Αύξηση της διατμητικής αντοχής Αύξηση της φέρουσας ικανότητας Μείωση της διαπερατότητας και έλεγχος των φαινομένων διόγκωσης και συρρίκνωσης

4 Παράγοντες που επιδρούν στη συμπύκνωση του εδάφους 1) Φυσικές ιδιότητες του εδάφους περιεκτικότητα σε νερό (υγρασία) κοκκομετρική διαβάθμιση παρουσία οργανικών ουσιών 2) Ενέργεια συμπύκνωσης «καλή» συμπύκνωση σημαίνει ότι το έδαφος αποκτά «καλή» πυκνότητα

5 καμπύλη συμπύκνωσης εδάφους (ενέργεια συμπύκνωσης σταθερή) ξηρές πυκνότητες όταν μετά τη συμπύκνωση το έδαφος είναι κορεσμένο συνήθως 5% - 10% κενά με αέρα η μέγιστη ξηρή πυκνότητα στο έδαφος (δηλ. η καλύτερη συμπύκνωση) επιτυγχάνεται σε συγκεκριμένη υγρασία του εδάφους (βέλτιστη υγρασία) η εργαστηριακή προσέγγιση της καμπύλης συμπύκνωσης αποτελεί τη

6 έντυπο δοκιμής συμπύκνωσης κατά Proctor

7 επίδραση της ενέργειας συμπύκνωσης στην καμπύλη συμπύκνωσης αύξηση της ενέργειας συμπύκνωσης συνεπάγεται «καλύτερη συμπύκνωση» του συγκεκριμένου εδάφους

8 επίδραση της κοκκομετρικής διαβάθμισης του εδάφους στην καμπύλη συμπύκνωσης αύξηση του ποσοστού σε λεπτόκκοκα συνεπάγεται «χειρότερη» συμπύκνωση του εδάφους

9

10 κατά USCS κροκάλες: mm

11 «πραγματικές» - επιτόπου (στο εργοτάξιο) συνθήκες συμπύκνωσης εδαφών Βασικές απαιτήσεις: 1) συμπύκνωση κατά στρώσεις (πόσο πάχος??) 2) επίτευξη «βέλτιστης υγρασίας» 3) επίτευξη βέλτιστης ενέργειας συμπύκνωσης (χρήση κατάλληλων μηχανημάτων οδοποιίας π.χ. οδοστρωτήρα) η «ταύτιση» εργαστηριακής προσέγγισης και επιτόπου συνθηκών συμπύκνωσης, οριοθετούνται με τον καθορισμό του «βαθμού συμπύκνωσης»

12 διακύμανση υγρασίας εδάφους κατά την κατασκευή

13 Βασικές απαιτήσεις κατά τη συμπύκνωση στο εργοτάξιο Πάχος εδαφικής στρώσης για συμπύκνωση: Εξαρτάται από το διαθέσιμο εξοπλισμό Κυμαίνεται από μέτρα όσο πιο δύσκολη συμπύκνωση παρουσιάζει ένα γεωϋλικό τόσο μειώνεται το πάχος της «προς συμπύκνωση» στρώσης Υγρασία εδαφικής στρώσης που συμπυκνώνεται: Περίπου ίση με τη «βέλτιστη υγρασία» Μικρότερη : δεν γίνεται καλή συμπύκνωση Μεγαλύτερη: προκαλεί «ζύμωση» του εδάφους και μείωση της φέρουσας ικανότητάς του Ενέργεια συμπύκνωσης (μηχανήματα συμπύκνωσης) Είδος εδάφους που πρέπει να συμπυκνωθεί: Αμμοχάλικα :δονητικοί ή ελαστικοφόροι οδοστρωτήρες

14 ποιοτικός έλεγχος συμπύκνωσης επιχωμάτων 1η μέθοδος κώνου και άμμου

15 2η μετρητές συμπύκνωσης (compactometer) όσο πιο συμπαγές είναι το έδαφος τόσο. δίνει μεγαλύτερη «αναπήδηση σε κρούση»

16 ελάχιστες απαιτήσεις για τη χρήση Βραχωδών υλικών στην κατασκευή ΕΠΙΧΩΜΑΤΩΝ κοκκομετρική διαβάθμιση μέγιστη διάσταση υλικού < 2/3 πάχους συμπυκνωμένης στρώσης διερχόμενο (κατά βάρος) από κόσκινο 1 < 30% και διερχόμενο Νο 200 < 10% μορφή κόκκων ακατάλληλη μορφή κόκκων < 30%