Stopień zagęszczenia gruntu ID traktowany jest jako identyfikator stanu fizycznego gruntów niespoistych w stanie naturalnym. Wskaźnik zagęszczenia gruntu Is określany jest w przypadku badania sztucznie zagęszczanych gruntów (n. zasypki kabli, fundamentów, nasypy itp.)
Stopień zagęszczenia gruntów niespoistych ID jest to stosunek zagęszczenia występującego w stanie naturalnym do największego możliwego zagęszczenia danego gruntu.
Stopień zagęszczenia ID charakteryzuje stan gruntów niespoistych.
Rozróżnia się cztery stany gruntów niespoistych wg PN - 86/B 02480:
grunt luźny 0 < ID ≤ 0,33
grunt średnio zagęszczony 0,33 < ID ≤ 0,67
grunt zagęszczony 0,67 < ID ≤ 0,8
grunt bardzo zagęszczony ID > 0,8
Maksymalna wartość stopnia zagęszczenia ID = 1,0 br
Wg PN – EN ISO 14688 rozróżnia się pięć stanów gruntów niespoistych:
Nazwa | Stopień zagęszczenia ID [%] |
---|---|
Bardzo luźne | 0 do 15 |
Luźne | 15 do 35 |
Średnio zagęszczone | 35 do 65 |
Zagęszczone | 65 do 85 |
Bardzo zagęszczone | 85 do 100 |
Określenie stopnia zagęszczenia gruntu jest istotne, ponieważ dzięki niej uzyskujemy informację na temat zagęszczenia gruntu na którym chcemy posadowić obiekt.
Niewłaściwe zagęszczenie gruntu może prowadzić do późniejszego osiadania budowli, lokalnych zniszczeń oraz zmniejszenia nośności gruntu, co może zagrażać bezpieczeństwu konstrukcji.
Istnieje kilka metod laboratoryjnych oraz polowych do oceny zagęszczenia gruntu. Metoda jest uzależniona od tego na jaką głębokość chcemy zbadać zagęszczenie, od 0 do 0,3 m możemy zastosować płytę dynamiczną, cylinderek lub objętościomierz wodny, od 0,3 do 0,7 m najczęściej jeżeli jest to zasypka np. fundamentów, rur itp. stosuje się także badania jak wcześniej tylko, że przyjmuje się dwie warstwy po 30-35 cm. Od 0,7m w głąb stosuje się sondę dynamiczną.
Do najczęściej stosowanych metod laboratoryjnych zalicza się badania wskaźnika zagęszczenia gruntu przy pomocy cylindra stalowego lub objętościomierzem wodnym do każdego z tych badań dla pobranego gruntu należy wykonać badanie maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego i wilgotności optymalnej.
Badania geotechniczne związane z zagęszczeniem gruntu to między innymi analiza składu ziarnowego (ustalenie wskaźnika różnoziarnistości gruntu, które daje nam informację o zagęszczalności ), badanie maksymalnej gęstości objętościowej i wilgotności optymalnej (w celu uzyskania punktu odniesienia dla badań wskaźnika zagęszczenia cylindrem stalowym lub objętościomierzem wodnym), w terenie wykonuje się badanie płyta dynamiczną, cylindrem stalowym lub objętościomierzem wodnym oraz sondą dynamiczną.
Metoda badania zagęszczenia gruntu płyta dynamiczna pozwala szybko ocenić jego nośność i zagęszczenie, ale jest ograniczona tylko do gruntów niespoistych oraz pokazuje nam nośność i zagęszczenie gruntu tylko do głębokości ok. 40 cm.
W przypadku gruntów budowlanych, kluczowymi parametrami wpływającymi na stopień zagęszczenia są wilgotność i rodzaj gruntu.
Dla gruntu spoistego, wilgotność odgrywa istotną rolę w procesie zagęszczania, ponieważ zbyt duża wilgotność gruntu spoistego może doprowadzić do jego uplastycznienia się (utraty nośności) podczas zagęszczania.
Wilgotność gruntów niespoistych ma istotny wpływ na stopień zagęszczenia, ponieważ może zmieniać strukturę ziarnową i zdolność do zagęszczania.
Wskaźnik zagęszczenia gruntu nośnego określa się na podstawie gęstości objętościowej, wilgotności oraz składu ziarnowego danego gruntu.
Geotechnika wykorzystuje pomiary geotechniczne związane z zagęszczaniem gruntu do oceny stabilności budowli, poprawności wykonania nasypów, zasypek np. kanalizacji oraz do planowania odpowiednich działań związanych z poprawą zagęszczenia.
Sondowanie pozwala na ocenę stopnia zagęszczenia gruntu na różnych głębokościach, gdyż wynik sondowania podawany jest na 10 cm wpędu sondy dzięki czemu jesteśmy w stanie stwierdzić w którym momencie grunt zaczyna tracić parametr zagęszczenia który np. założył projektant.
Parametr wskaźnika zagęszczenia gruntu jest wykorzystywany do oceny nośności gruntu, projektowania fundamentów oraz do monitorowania stopnia zagęszczenia w trakcie realizacji obiektów budowlanych.
W budownictwie stosuje się różne metody poprawy zagęszczenia gruntu, takie jak ubijanie, wibrowanie, czy iniekcję gruntu.
W inżynierii geotechnicznej kluczowe wskaźniki oceny stopnia zagęszczenia to maksymalne zagęszczenie, parametr wilgotności oraz wpływ szkieletu gruntowego na gęstość i nośność gruntu.
Maksymalne zagęszczenie gruntu definiuje się jako maksymalną gęstość osiągalną przy danym stopniu zagęszczenia, a mierzy się je za pomocą testów laboratoryjnych.
Szkielet gruntowy, czyli struktura ziarnowa gruntu, ma bezpośredni wpływ na jego gęstość oraz nośność, ponieważ determinuje sposób zabitego powietrza i interakcje między ziarnami.
Parametr wilgotności gruntów ma kluczowe znaczenie w procesie zagęszczania, ponieważ decyduje o plastyczności i zdolności do zmiany struktury gruntu podczas zagęszczania.
Michał Mitrut