Geologiczno-in¿ynierska ocena wybranych gruntów
jako pod³o¿a autostrady A2 w rejonie Grodziska Mazowieckiego
i wyniki badañ nad polepszeniem ich w³aœciwoœci
Anna Tekielska
1Engineering geological characteristics of selected soils north of Grodzisk Mazowiecki and their stabilization for Highway A2. Prz. Geol., 56: 253–257.
A b s t r a c t . The soils along a proposed new route of Highway A2 north of Grodzisk Mazowiecki between T³uste and ¯uków consists of three different classes of geological-engineering conditions: good, average and bad. Most of the area is characterized by unfavorable conditions because of high groundwater level. The study area is mainly covered by clays which are prone to emerge a frost heave. The analysis of the mechanical and physical characteris-tics of the soils showed that one of the soils did not meet the standard set for highways. Therefore the optimum soil composite and cementation methods have been employed. The suitability of the method of improving soils has been varified by means of such parameters as, compression strength samples containing from 4–10% of cement and the frost resistance index. The research revealed that samples containing from 4-8 % of cement do not comply with the norms for highways. Despite the correct compression strength criterion for mixtures that contain 10% of cement, low value of frost resistance index limits the possibilities of using this cement-soil mixture in the upper layers of the ground. Based on the unfavorable geological-engineering conditions and results of cementation in the soils it turned out that they are still not useful for the proposed highway project. Keywords: geological engineering conditions, highway, frost heave, soils
Charakterystyka terenu badañ
Teren badañ, obejmuj¹cy oko³o 4,3 km2, znajduje siê 30 km na zachód od Warszawy — w powiecie grodziskim (ryc. 1). Jego morfologia nie jest zró¿nicowana — spadki terenu nie przekraczaj¹ 5%. Ca³y obszar pokrywaj¹ utwory plejstocenu i holocenu — g³ównie gliny zwa³owe, piaski wodnolodowcowe oraz piaski, ¿wiry i mu³ki deluwialne, piaski eoliczne, piaski humusowe i namu³y den dolinnych (Szalewicz, 1988). G³êbokoœæ zalegania zwierciad³a wód gruntowych waha siê od 0 do 4 m, lecz przewa¿nie wynosi od 0,5 do 1 m. Wa¿nym elementem krajobrazu s¹ cieki Mrowna i Rokitnica, a tak¿e liczne sztuczne zbiorniki wód.
Cel badañ
Celem badañ by³a ocena geologiczno-in¿ynierskich w³aœciwoœci pod³o¿a gruntowego autostrady A2 w rejonie Grodziska Mazowieckiego — na odcinku T³uste–¯uków — i zbadanie mo¿liwoœci polepszenia w³aœciwoœci wystê-puj¹cych w tym rejonie gruntów s³abych.
Za³o¿ono, ¿e aby osi¹gn¹æ cel nadrzêdny, nale¿y:
oceniæ warunki geologiczno-in¿ynierskie;
okreœliæ w³aœciwoœci fizyczne i chemiczne badanych gruntów;
oceniæ wysadzinowoœæ gruntów na podstawie badañ
wskaŸnika piaskowego, kapilarnoœci biernej oraz noœnoœci gruntów;
oceniæ przydatnoœæ cementacji do stabilizacji
wybranych gruntów.
Zakres badañ
Ocena warunków geologiczno-in¿ynierskich. Ocenê warunków geologiczno-in¿ynierskich opracowano zgodnie
z zaleceniami zawartymi w Instrukcji sporz¹dzania mapy warunków geologiczno-in¿ynierskich w skali 1 : 10 000 i wiê-kszej dla potrzeb planowania przestrzennego w gminach oraz w Rozporz¹dzeniu Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków tech-nicznych, jakim powinny odpowiadaæ drogi publiczne i ich usytuowanie, uwzglêdniaj¹c równie¿ g³êbokoœæ przemar-zania gruntu. Do oceny warunków geologiczno-in¿ynier-skich zastosowano 3 kryteria:
spadków terenu;
litologii utworów powierzchniowych;
g³êbokoœci wystêpowania zwierciad³a wód
grunto-wych.
Na terenie badañ wydzielono 3 klasy warunków geolo-giczno-in¿ynierskich.
Do klasy I nale¿¹ rejony o dobrych dla budownictwa warunkach geologiczno-in¿ynierskich. Charakteryzuj¹ siê one spadkami terenu mniejszymi od 5%, zwierciad³o wód wystêpuje poni¿ej 2 m p.p.t., a stopieñ zagêszczenia gruntu (ID) jest wiêkszy od 0,33. Tylko 8% terenu badañ mo¿na zaliczyæ do I klasy warunków geologiczno-in¿y-nierskich.
Klasa II to rejony o œrednich dla budownictwa warun-kach geologiczno-in¿ynierskich. Spadki terenu nie prze-kraczaj¹ na nich 5%, zwierciad³o wód zalega na g³êbokoœci od 1 do 2 m p.p.t., stopieñ zagêszczenia gruntu (ID) jest wiêkszy od 0,33, a stopieñ plastycznoœci gruntu (IL) jest mniejszy od 0,25. Na terenie badañ warunki geologicz-no-in¿ynierskie II klasy wystêpuj¹ na powierzchni 17% obszaru.
Klasa III to rejony o z³ych dla budownictwa warunkach geologiczno-in¿ynierskich. Spadki terenu nie przekraczaj¹ 5%, jednak zwierciad³o wód zalega na g³êbokoœci od 0 do 1 m p.p.t., a stopieñ plastycznoœci gruntu (IL) jest wiêkszy od 0,25. Warunki klasy III wystêpuj¹ na powierzchni ponad 75% badanego obszaru.
Makroskopowe i laboratoryjne badania wybranych gruntów. W trakcie prac terenowych ze strefy bezpoœred-1
Pañstwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa; anna.tekielska@pgi.gov.pl
niego wp³ywu pod³o¿a na nawierzchniê pobrano próbki trzech gruntów:
gliny pylastej zwiêz³ej (G1),
piasku drobnego (P1),
piasku œredniego (P2).
Badania makroskopowe, wykonane zgodnie z norm¹ PN-88/B-04481, umo¿liwi³y wydzielenie zespo³ów grun-tów o zbli¿onych cechach oraz wytypowanie próbek do badañ laboratoryjnych. Badania laboratoryjne przeprowa-dzono zgodnie z Instrukcj¹ Badañ Pod³o¿a Gruntowego Budowli Drogowych i Mostowych (1998).
Oznaczenie wskaŸnika noœnoœci zosta³o wykonane zgodnie z norm¹ PN-70/8931-05 Drogi samochodowe. Oznaczenie wskaŸnika noœnoœci gruntu jako pod³o¿a nawierzchni podatnych. Na podstawie obliczeñ sporz¹dzo-no wykresy zale¿sporz¹dzo-noœci wskaŸnika sporz¹dzo-noœsporz¹dzo-noœci od wilgotsporz¹dzo-noœci gruntu w okreœlonych warunkach badania. Umo¿liwi³o to wyznaczenie miarodajnego wskaŸnika noœnoœci (CBR).
Zastosowanie cementacji w celu stabilizacji wybra-nych gruntów. Na podstawie kryteriów oceny przydatno-œci gruntów do budowy dróg, zawartych w Rozporz¹dzeniu Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r., glina pylasta zwiêz³a zosta³a wytypowana do dal-szych badañ, maj¹cych na celu poprawê jej w³aœciwoœci jako pod³o¿a. Do stabilizacji tego gruntu wybrano metodê cementacji, poniewa¿ jest ona przeznaczona dla dróg szyb-kiego ruchu i daje bardzo dobre wyniki. Metoda ta jest sto-sowana do stabilizacji gruntów nieorganicznych —
¿wirów, piasków, py³ów, glin i i³ów o granicy p³ynnoœci (wL) < 60%. Przewa¿nie dobre efekty daje zastosowanie cementogruntu o zawartoœci 4% cementu, a zalecana przez normê maksymalna zawartoœæ cementu do stabilizacji pod³o¿a dróg kategorii KR 6 wynosi 8%. Poniewa¿ badana glina pylasta zwiêz³a nie spe³nia wszystkich wymagañ, jakim powinien odpowiadaæ grunt przeznaczony do stabili-zacji cementem, uznano, ¿e konieczna jest modyfikacja metody poprzez poddanie badaniom równie¿ próbek o zawar-toœci 10% cementu. Poszerzenie zakresu badañ okaza³o siê s³uszne, gdy¿ wyniki badañ próbek zawieraj¹cych 8% cementu nie da³y ostatecznej odpowiedzi na pytanie, jak¹ zawartoœæ cementu nale¿y zastosowaæ, aby uzyskaæ jak naj-lepsze wyniki stabilizacji.
Do sporz¹dzenia mieszanek gruntowych u¿yto cementu portlandzkiego CEM I 32,5 R S. Stabilizacja cementem zosta³a wykonana zgodnie z normami: PN-S-96012 Drogi samochodowe. Podbudowa i ulepszone pod³o¿e z gruntu stabilizowanego cementem; PN-88/B-30000 Cement port-landzki; PN-B-19701 Cement. Cement powszechnego u¿yt-ku. Sk³ad, wymagania i ocena zgodnoœci.
W ocenie przydatnoœci mieszanki cementowo-grunto-wej do wykonania warstwy ulepszonego pod³o¿a wziêto pod uwagê jej wytrzyma³oœæ na œciskanie (oznaczan¹ po 7 i 28 dniach cementacji) oraz wskaŸnik mrozoodpornoœci.
Œciskanie próbek zosta³o przeprowadzone w prasie ZD-10, pierwszej klasy dok³adnoœci, o zakresie 4 T, dok³adnoœci dzia³ki 20 KG i dok³adnoœci odczytu 10 KG. Œciskanie przeprowadzono z prêdkoœci¹ posuwu t³oka 0,2–0,4 mm/s.
¯yrardów W arszawa B³onie B³onie 0 250 500m K£UDZIENKO T£USTE GARBÓW ¯UKÓW ADAMÓW G£OWAKOWO Mrowna Rokitnica CZWARTORZÊD QUATERNARY
HOLOCEN HOLOCENE PLEJSTOCEN PLEISTOCENE
ZLODOWACENIE PÓ£NOCNOPOLSKIE NORTH POLISH GLACIATION
ZLODOWACENIE ŒRODKOWOPOLSKIE MIDDLE POLISH GLACIATION piaski eoliczne w wydmach
eolian sands in dunes
piaski, ¿wiry i mu³ki deluwialne
deluvial sands, gravels and silts
piaski humusowe, namu³y
humic sands and organic silts
przebieg projektowanej autostrady A2
proceeding of planned A2 highway
piaski sto¿ków nap³ywowych
alluvial fan sands
gliny zwa³owe
tills
piaski, ¿wiry wodnolodowcowe
fluvioglacial sands and gravels
i³y, mu³ki i piaski zastoiskowe
ice-dam clays, silts and sands WARSZAWA
20°
50°
Ryc. 1. Lokalizacja i mapa utworów czwartorzêdowych terenu badañ Fig. 1. Locality and a map of Quaternary deposits in the study area
Wytrzyma³oœæ na œciskanie po 7 i 28 dobach cementacji zosta³a wyznaczona zgodnie z norm¹ PN-S-96012 Podbudo-wa i ulepszone pod³o¿e z gruntu stabilizoPodbudo-wanego cemen-tem. Wytrzyma³oœæ gruntu stabilizowanego cementem obli-czono z dok³adnoœci¹ do 0,1 MPa jako œredni¹ arytme-tyczn¹ z 3 wyników. Do obliczania œredniej arytmetycznej odrzucano wynik ni¿szy lub wy¿szy o 30% od tej œredniej i wyznaczano œredni¹ arytmetyczn¹ z pozosta³ych wyników.
Wyniki badañ
Warunki geologiczno-in¿ynierskie. Oceniaj¹c wystê -puj¹ce na obszarze badañ warunki
geologiczno-in¿ynier-skie stwierdzono, ¿e ponad 75% obszaru nale¿y zaliczyæ do III klasy, czyli obszarów o warunkach z³ych dla budow-nictwa.
Ocena wybranych w³aœciwoœci badanych gruntów. Wyniki badañ laboratoryjnych (tab. 1) dowiod³y, ¿e pokry-waj¹ca wiêkszoœæ badanego obszaru glina pylasta zwiêz³a jest gruntem podatnym na dzia³anie wody, o bardzo ma³ej zawartoœci frakcji piaskowej i stosunkowo du¿ej zawar-toœci frakcji i³owej. Uzyskane w toku badañ granice konsy-stencji tego gruntu mia³y wysokie wartoœci — wy¿sze od wartoœci typowych dla glin. Badany grunt charakteryzuje siê du¿ym skurczem liniowym, co oznacza, ¿e w warunkach
Tab. 1. W³aœciwoœci fizyczne i chemiczne badanych gruntów Table 1. Chemical-physical properties of the soils studied
Parametr
Parameter
Glina pylasta zwiêz³a (G1)
Silty loam soil
Piasek drobny (P1)
Fine sand
Piasek œredni (P2)
Medium sand Stan gruntu
State of soil twardoplastycznyhardplastic Stopieñ zagêszczenia Density index ID[–] – œrednio zagêszczony medium-compacted (ID= 0,65) zagêszczony compacted (ID= 0,68) Barwa gruntu,
Soil color brownish-greybr¹zowoszara yellow¿ó³ta light brownish-greyjasnobr¹zowoszara Wilgotnoœæ
Water content wilgotnywet suchydry wilgotnywet
Zawartoœæ frakcji i³owej [%]
Clay fraction content 25,2 – –
Zawartoœæ frakcji py³owej [%]
Silt fraction content 68,1 0,77 0,55
ZawartoϾ frakcji piaskowej [%]
Sand fraction content 6,7 99,23 91,64
Zawartoœæ frakcji ¿wirowej [%]
Gravel fraction content – – 7,81
Gêstoœæ w³aœciwa szkieletu gruntowego
Density of solid particlesñs[Mg/m3] 2,71 2,66 2,67
Gêstoœæ objêtoœciowa gruntu Density of soilñ [Mg/m3
] 1,92 1,77 1,65
Gêstoœæ objêtoœciowa szkieletu gruntowego Density of dry soilñd[Mg/m3
] 1,53 1,66 1,54
Maksymalna gêstoœæ objêtoœciowa szkieletu gruntowego Maximum index densityñds[Mg/m
3
] 1,53 1,79 1,86
WilgotnoϾ naturalna
Natural water content wn[%] 24,95 6,54 7,00
ZawartoϾ substancji organicznej
Content of organic substances [%] 3,38 – 0,48
Granica plastycznoœci Plastic limit wp[%] 24,34 – –
Granica skurczalnoœci Shrinkage limit ws[%] 13,60 – –
Granica p³ynnoœci Liquid limit wL[%] 53,71 – –
WskaŸnik plastycznoœci Plasticity index Ip[%] 29,37 – –
Stopieñ plastycznoœci Liquidity index IL[%] 0,02 – –
Skurcz liniowy Linear shrinkage Ls[%] 11,62 – –
Powierzchnia w³aœciwa Specific surface area St[m2
/g] 145,81 – –
Zawartoœæ wêglanów Content of carbonates [%] 13,67 – –
pH, Soil pH [–] 6,8 – –
WilgotnoϾ optymalna Optimum water content wopt[%] 26,60 11,90 11,50
Kapilarnoœæ bierna Passive capillarity Hkb[–] > 1,0 0,5 0,2
WskaŸnik piaskowy Sand index WP [%] – 56,20 46,03
przesuszenia glina ta znacznie zmienia sw¹ objêtoœæ, a zatem mo¿e niekorzystnie wp³ywaæ na wszelkie posadowione na niej obiekty budowlane. Du¿a zawartoœæ frakcji i³owej od-zwierciedla siê w znacznej kapilarnoœci biernej tego gruntu (> 1). Bardzo ma³y udzia³ frakcji piaskowej jest przyczyn¹ niskiej wartoœci wskaŸnika
piaskowe-go (tab. 1). Jest to grunt z³y ze wzglêdu na przydatnoœæ do budowy dróg (Dec, 1984).
Bior¹c pod uwagê wartoœæ wskaŸ-nika piaskowego, kapilarnoœci biernej oraz wskaŸnika noœnoœci stwierdzono, ¿e piasek drobny i piasek œredni s¹ grun-tami niewysadzinowymi, a glina pyla-sta zwiêz³a jest gruntem wysadzino-wym. Na podstawie wartoœci wskaŸ-nika piaskowego oceniono, ¿e wystê-puj¹cy na terenie badañ piasek œredni nale¿y do grupy gruntów prawie zaw-sze dobrych do budowy dróg (o WP nale¿¹cym do przedzia³u 35–54), a pia-sek drobny zaklasyfikowano do grupy gruntów bardzo dobrych do budowy dróg (o WP w przedziale 55–99; Dec, 1984).
Spoœród badanych gruntów piasek œredni charakteryzuje siê najwiêksz¹ wartoœci¹ miarodajnego wskaŸnika noœnoœci (CBR), natomiast gruntem najs³abszym jest glina pylasta zwiêz³a (ryc. 2). Uzyskane w trakcie badañ
laboratoryjnych wartoœci wskaŸni-ków noœnoœci s¹ porównywalne do wartoœci, które s¹ podawane dla tego rodzaju gruntów przez Wi³una (2001) — Klasyfikacja gruntów i ich przydat-noœæ do budowy dróg i lotnisk.
Wytrzyma³oœæ na œciskanie po 7 dniach nasycania wod¹. Wyniki badañ wytrzyma³oœci na œciskanie próbek cementogruntów po 7 dniach nas¹czania wod¹ dowodz¹, ¿e udzia³ cementu w próbkach wyraŸnie wp³ywa na ich wytrzyma³oœæ (ryc. 3). Wytrzy-ma³oœæ próbek zawieraj¹cych 4% cementu by³a 3- lub nawet 4-krotnie mniejsza od wytrzyma³oœci próbek zawieraj¹cych 6, 8 i 10% cementu. Najwiêksz¹ wytrzyma³oœæ mia³y prób-ki zawieraj¹ce 10% cementu. Odnoto-wano anomalne obni¿enie wytrzyma-³oœci próbek o zawartoœci 8% cementu w stosunku do wytrzyma³oœci próbek o zawartoœci 6% cementu.
We wszystkich próbkach powsta³y spêkania pod³u¿ne równoleg³e do kierunku si³y œciskaj¹cej. Próbki zawieraj¹ce 6 i 10% cementu wykazywa³y wiêksz¹ stabilnoœæ struktury w trakcie badania wytrzyma³oœci ni¿ próbki o zawartoœci 4 i 8% cementu, które uleg³y rozpadowi. W próbkach
zawie-CBRm = 2,3 Wm = 29,25 CBRm = 9,5 Wm = 13,0 CBRm = 11,4 Wm = 14,3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 5 10 15 20 25 30 35 w [%] CBR [%]
w = 14,30% –wilgotnoœæ miarodajna gruntuauthoritative water content CBR = 11,4% –miarodajny wskaŸnik noœnoœciauthoritative California Bearing Ratio
w = 13,00% –wilgotnoœæ miarodajna gruntu authoritative water content CBR = 9,5% –miarodajny wskaŸnik noœnoœci
authoritative California Bearing Ratio
w = 29,25% –wilgotnoœæ miarodajna gruntuauthoritative water content CBR = 2,3% –miarodajny wskaŸnik noœnoœciauthoritative California Bearing Ratio
G1 P1 P2
miarodajny wskaŸnik noœnoœci:
authoritative CBR Ratio:
Ryc. 2. Miarodajne wskaŸniki noœnoœci badanych gruntów: G1 — glina pylasta zwiêz³a, P1 — piasek drobny, P2 — piasek œredni
Fig. 2. Calculation of authoritative CBR Ratio: G1 — silty loam soil, P1 — fine sand, P2 — medium sand 0,06 1,0 1,3 1,1 0,3 2,1 1,2 1,2 0,9 0,33 0,17 0,29 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7
normowy wskaŸnik mrozoodpornoœci admissible frost resistance index wytrzyma³oœæ na œciskanie Rc7 uzyskana w trakcie badañ obtained compression strength after 7 days
wytrzyma³oœæ na œciskanie Rc28 uzyskana w trakcie badañ obtained compression strength after 28 days
wskaŸnik mrozoodpornoœci uzyskany w trakcie badañ obtained frost resistance index
dolna normowa wartoœæ graniczna wytrzyma³oœci na œciskanie po 7 dniach standard lower limit of compression strength after 7 days
górna normowa wartoœæ graniczna wytrzyma³oœci na œciskanie po 28 dniach standard upper limit of compression strength after 28 days
dolna normowa wartoœæ graniczna wytrzyma³oœci na œciskanie po 28 dniach standard lower limit of compression strength after 28 days
zawartoœæ cementu (%) content of cement (%) wytr zyma³o œæ na œciskanie [MPa] wskaŸnik mrozoodpornoœci [MPa] compression strength [MPa] frost resistance index [MPa]
górna normowa wartoœæ graniczna wytrzyma³oœci na œciskanie po 7 dniach standard upper limit of compression strength after 7 days
®
Ryc. 3. Wytrzyma³oœæ na œciskanie i wska-Ÿnik mrozoodpornoœci badanych gruntów Fig. 3. Results of compression strength and frost resistance index in the soils studied
raj¹cych 4% cementu liczba spêkañ by³a zdecydowanie wiêksza ni¿ w pozosta³ych próbkach; obserwowano w nich równie¿ najwiêksze deformacje. Najmniejsze naruszenie struktury nast¹pi³o w próbkach o zawartoœci 6 i 10% cementu. Liczba spêkañ by³a du¿o mniejsza ni¿ w pozo-sta³ych próbkach. Trudno wyt³umaczyæ obni¿enie wytrzy-ma³oœci na œciskanie próbek o zawartoœci 8% cementu. Byæ mo¿e w gruncie wykorzystanym do wykonania mieszanki 8% by³a obecna materia organiczna, która znacznie obni¿a wytrzyma³oœæ cementogruntów. Mo¿liwe jest równie¿, ¿e du¿a zawartoœæ cz¹stek i³owych sprawi³a trudnoœci w roz-drobnieniu gruntu i nie zosta³ on dobrze wymieszany z cementem. Niezwi¹zane z cementem cz¹stki gruntu mog³y pêcznieæ, przez co zmniejszy³y spójnoœæ i wytrzyma³oœæ materia³u i spowodowa³y rozsadzenie cementogruntu. Zgodnie z norm¹ PN-S-96012 za przydatne do budowy dróg uznaje siê grunty, których wytrzyma³oœæ na œciskanie po 7 dniach nasycania wod¹ zawiera siê w granicach od 1,0 do 1,6 MPa. Tylko wytrzyma³oœæ próbki zawieraj¹cej 4% cementu nie mieœci³a siê w tym zakresie. Pozosta³e próbki spe³nia³y wymagania normy pod wzglêdem wytrzyma³oœci (ryc. 3).
Wytrzyma³oœæ na œciskanie po 28 dniach nasycania wod¹. Po 28 dniach twardnienia zró¿nicowanie wytrzy -ma³oœci 4, 6, 8 i 10% próbek cementogruntów by³o mniej-sze ni¿ po 7 dniach. WyraŸnie zaznaczy³a siê przewaga wytrzyma³oœci na œciskanie próbki o zawartoœci 10% ce-mentu (ryc. 3). We wszystkich próbkach powsta³y spêkania pod³u¿ne. Obserwowano blokowy rozpad wzd³u¿ dzia³aj¹cej si³y nacisku. Próbki zawieraj¹ce 10% cementu odznacza³y siê najwiêksz¹ liczb¹ spêkañ, œwiadcz¹c¹ o wiêkszej wytrzy-ma³oœci próbek i bardziej kruchym rozpadzie. Spêkania ukoœne zaobserwowano w czêœci wewnêtrznej próbek, natomiast spêkania poprzeczne nie nast¹pi³y. Zgodnie z norm¹ PN-S-96012 za przydatne do budowy dróg uznaje siê cementogrunty, których wytrzyma³oœæ na œciskanie po 28 dniach nas¹czania wod¹ wynosi od 1,5 do 2,5 MPa. Tyl-ko wytrzyma³oœæ próbek z domieszk¹ 10% cementu mieœci³a siê w tym zakresie. Pozosta³e próbki mieszanek grunto-wo-cementowych nie spe³nia³y wymagañ normy (ryc. 3).
WskaŸnik mrozoodpornoœci. Badanie wskaŸnika mro-zoodpornoœci poprzedzono 14 cyklami zamra¿ania i odmra-¿ania. Struktura próbek uleg³a znacznemu os³abieniu ju¿ po 7 cyklach. Wp³yw zmian temperatury najwyraŸniej zazna-czy³ siê w próbkach zawieraj¹cych 4% cementu. Ich struk-tura uleg³a os³abieniu i nast¹pi³ du¿y ubytek masy. Próbki 10% pozosta³y niezmienione. Podobnie do próbek o zawar-toœci 10% cementu wygl¹da³y próbki 6%. Ubytek ich masy by³ niewielki. Próbki o zawartoœci 8% cementu ujawnia³y wiêksze os³abienie struktury ni¿ próbki 6%.
Wytrzyma³oœæ na œciskanie po 14 cyklach zamra¿ania i odmra¿ania by³a bardzo zró¿nicowana w zale¿noœci od zawartoœci cementu. Wytrzyma³oœæ próbek 10% by³a 12,5 razy wiêksza od wytrzyma³oœci próbek 4%. Próbki ulega³y zniszczeniu wzd³u¿ kierunku si³y niszcz¹cej, rozpadaj¹c siê na pojedyncze bloki. Najwiêkszy wskaŸnik mrozood-pornoœci mia³y próbki zawieraj¹ce 6% cementu (0,33), nie-wiele mniejszy próbki 10% (0,29). Zgodnie z norm¹ PN-S-96012 wskaŸnik mrozoodpornoœci gruntów przydat-nych do budowy dróg kategorii ruchu KR 6 powinien byæ wiêkszy od 0,6. ¯aden z badanych cementogruntów nie
odpowiada³ wymaganiom normy. Najwiêkszy wskaŸnik mrozoodpornoœci mia³ grunt o zawartoœci 6% cementu (0,33), lecz by³ on o po³owê mniejszy od wymaganego.
Wnioski koñcowe
Wiêksza czêœæ obszaru charakteryzuje siê niekorzystnymi dla budownictwa warunkami geologiczno-in¿ynierskimi.
G³ównym czynnikiem obni¿aj¹cym warunki
geolo-giczno-in¿ynierskie jest p³ytkie wystêpowanie zwierciad³a wód gruntowych.
Wystêpuj¹cy na terenie badañ piasek drobny i piasek œredni mo¿e byæ u¿yty do wykonania dolnych warstw nasypów poni¿ej strefy przemarzania, dolnych warstw nasypów w strefie przemarzania oraz w wykopach do stre-fy przemarzania.
Pokrywaj¹ca prawie ca³y obszar badañ glina pylasta zwiêz³a jest gruntem wysadzinowym. Chocia¿ sporz¹dzo-ny z niej 10%-cementogrunt spe³nia wymagania normy pod wzglêdem wytrzyma³oœci na œciskanie, to jednak niska wartoœæ wskaŸnika mrozoodpornoœci ogranicza mo¿liwo-œci zastosowania takiej mieszanki cementowo-gruntowej w górnych warstwach pod³o¿a. Poniewa¿ cementacja gliny nie da³a zadowalaj¹cych wyników stabilizacji tego gruntu, na odcinku drogi, który przebiega przez obszar pokryty badan¹ glin¹ pylast¹ zwiêz³¹, a tym bardziej na odcinku p³ytkiego wystêpowania zwierciad³a wód gruntowych, zaleca siê wymianê gruntu.
Literatura
BA¯YÑSKI J., DR¥GOWSKI A., FRANKOWSKI Z. & KACZYÑSKI R. 1999 — Instrukcja sporz¹dzania mapy warunków geologiczno-in¿y-nierskich w skali 1:10 000 i wiêkszej dla potrzeb planowania prze-strzennego w gminach. Min. Œrod., Pañstw. Inst. Geol.
DEC T. 1984 — Mechanika gruntów. Wzmacnianie gruntów w budow-nictwie wojskowym. Skrypt Wyd. Wojskowej Akademii Technicznej, Warszawa.
GRABOWSKA-OLSZEWSKA B. & SIERGIEJEW E. 1977 — Grun-toznawstwo. Wyd. Geol.
FALKIEWICZ A. 1962 — W³aœciwoœci fizyczno-mechaniczne glin zwa³owych œrodkowego Mazowsza. Biul. Geol., 2: 95–107.
Instrukcja Badañ Pod³o¿a Gruntowego Budowli Drogowych i
Mosto-wych, cz. 1, 1998. Inst. Bad. Dróg i Mostów, Warszawa.
Polska Norma PN-70/8931-05 — Drogi samochodowe. Oznaczenie
wskaŸnika noœnoœci gruntu jako pod³o¿a nawierzchni podatnych.
Polska Norma PN-88/B-04481 — Grunty budowlane. Badania próbek
gruntów.
Polska Norma PN-88/B-30000 — Cement portlandzki.
Polska Norma PN-B-19701 — Cement. Cement powszechnego
u¿yt-ku. Sk³ad, wymagania i ocena zgodnoœci, 1997.
Polska Norma PN-S-96012 — Drogi samochodowe. Podbudowa i
ulepszone pod³o¿e z gruntu stabilizowanego cementem, 1997.
Polska Norma PN-S-02205 — Drogi samochodowe. Roboty ziemne.
Wymagania i badania, 1998.
Rozporz¹dzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2
marca 1999 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpo-wiadaæ drogi publiczne i ich usytuowanie. Dz. U. Nr 43, poz. 430, dz. V, roz. 2, za³. 4.
STRYZER A. 2005 — Geologiczno-in¿ynierska ocena gruntów w rejo-nie planowanej autostrady na pó³noc od Grodziska Mazowieckiego z uwzglêdnieniem polepszania ich w³aœciwoœci. Arch. Wydz. Geol. UW. SZALEWICZ H. 1988 — Objaœnienia do szczegó³owej mapy geologicz-nej Polski w skali 1 : 50 000, ark. Grodzisk Mazowiecki. Wyd. Geol. WI£UN Z. 2001 — Zarys geotechniki. Wyd. Komunikacji i £¹cznoœci, Warszawa.
Wytyczne wzmacniania pod³o¿a gruntowego w budownictwie
drogo-wym — 2002. Inst. Badaw. Dróg i Mostów, Warszawa. Praca wp³ynê³a do redakcji 18.08.2006 r.
