Dołącz do czytelników
Brak wyników

Otwarty dostęp , Nowoczesne rozwiązania

19 września 2019

NR 12 (Sierpień 2019)

Podbudowy pod posadzki przemysłowe

0 109

Posadzki przemysłowe są projektowane i wykonywane tak, aby spełnić wiele specjalnych i indywidualnych wymagań stawianych przez inwestorów, a te dotyczą zarówno nośności, użytkowalności jak i warunków wizualnych tego elementu obiektu. W niniejszym artykule podpowiem, jak prawidłowo przygotować podłoże gruntowe i podbudowę pod posadzki przemysłowe.

Konstrukcja posadzek musi spełniać szereg wymagań, a warstwa wierzchnia być odporna na wiele czynników – czy to obciążeń mechanicznych, czy to fizycznych, a co najważniejsze pracować bez niekontrolowanych deformacji płyty (w tym nierównomiernego osiadania prowadzącego do spękań). Usterki tychże płyt betonowych mogą mieć wiele przyczyn od projektowych po wykonawcze, lecz są też powody niezależne od wykonawcy posadzki, mające swoje źródło w nieprawidłowo przygotowanym podłożu gruntowym lub podbudowie. 

Podłoże gruntowe

Przez podłoże gruntowe rozumiemy grunt rodzimy lub nasypowy, który znajduje się bezpośrednio pod warstwą nośną podłogi przemysłowej, zalegający pod obiektem nie głębiej niż głębokość przemarzania oraz nie niżej niż do warstwy, w której naprężenia pionowe (pochodzące od maksymalnych obciążeń użytkowych danego obiektu/płyty betonowej) nie przekraczają wartości 0,02 MPa. Inaczej mówiąc jest to warstwa pomiędzy spodem podbudowy, a głębokością, na której uwzględnia się naprężenia spowodowane obciążeniami przekazywanymi z posadzki. Podłoże gruntowe powinno zostać przebadane oraz zakwalifikowane do użytkowania, wzmocnienia lub konieczności wymiany gruntu. Ta warstwa powinna spełniać kilka podstawowych założeń mających wpływ na finalne wykonanie i jakość posadzki przemysłowej:

  • podłoże gruntowe powinno zapewniać równomierne osiadanie na całej powierzchni podłogi – w innym przypadku płyta może pękać ze względu na np. lokalnie zwiększone osiadanie podłoża (parametr ten jest szczególnie ważny w przypadku projektowania posadzki na palach – gdzie zwiększone osiadanie jednego z pali względem pozostałych może spowodować liczne spękania płyty, która straci na nim oparcie);
  • powinno posiadać pożądaną projektowo nośność – mimo wykonania „pancernej” posadzki – bez odpowiedniej nośności podłoża płyta nie będzie posiadała pożądanej nośności, gdyż nie będzie miała możliwości przekazać dalej wywieranych na nią obciążeń i naprężeń;
  • podłoże powinno także cechować się dobrą zagęszczalnością, pozwalającą uzyskać na nim oczekiwane wyniki;
  • szczególnie dla płyt zewnętrznych ważny jest także aspekt mrozoodporności, wodoprzepuszczalności oraz niewysadzinowości gruntów – brak tych wszystkich cech dyskwalifikuje podłoża pod nawierzchnie betonowe, gdyż uległyby zniszczeniu już w pierwszym roku użytkowania (czy to z powodu niskich temperatur zewnętrznych czy dużej ilości opadów).

Jeżeli grunty rodzime okazują się niewystarczające – nienośne – należy je wzmocnić. Stosowanych jest kilka podstawowych i powszechnych sposobów: 

  • stabilizacja hydrauliczna;
  • stabilizacja mechaniczna;
  • doziarnienie;
  • wymiana gruntu.

Podstawowym dokumentem sporządzanym w trakcie oceny przydatności podłoża gruntowego jest dokumentacji geologiczno-inżynierska, która zawiera szczegółową analizę warunków: geologicznych, hydrologicznych, hydrogeologicznych oraz geotechnicznych na terenie objętym inwestycją. Szczególnie ważne jest poprawne zinterpretowanie i przygotowanie dokumentacji na obszarach, na których stwierdzono wyrobiska pogórnicze czy potencjalne osuwiska oraz na terenach o dużej zmienności warunków wodnych. Poprawnie przygotowana dokumentacja geotechniczna powinna obejmować: uwarstwienie podłoża, stan i ro-
dzaj gruntów występujących w badanym podłożu, warunki wodne, czyli poziom wód gruntowych, powierzchniowych oraz zmienności wahań ich poziomów a także prędkości i kierunki przepływów tych wód, właściwości fizykomechaniczne opisywanych gruntów oraz ich zmienność, kategorie gruntów oraz ich urabial-
ności oraz warunki posadowienia istniejących konstrukcji – jeżeli występują. 
Dla obiektów przemysłowych dokumentacja dotycząca gruntów powinna zostać rozbudowana także o dodatkowe elementy takie jak:

  • sondowanie gruntu;
  • ustalenie wahań zwierciadła wody gruntowej poprzez przeprowadzenie analizy piezometrycznej;
  • wykonanie siatki odwiertów, które pozwolą na ścisłe określenie miejscowych warunków gruntowych;
  • określenie nośności podłoża rodzimego (w celu sprawdzenia jego przydatności jako warstwa pod posadzkę betonową).

Nośność podłoża można zbadać na kilka sposobów:

  • poprzez sondowanie – które możemy podzielić na kilka grup:
  • sondowanie ręczne – badanie, które polega na wciskaniu sondy (stalowy pręt wyposażony w zegar pomiarowy pokazujący odczyty nośności gruntu) w podłoże gruntowe ze stałą prędkością, z równoczesnym odczytywaniem pomiarów z zegara. Badanie to nie jest zalecane dla gruntów gruboziarnistych (a także kamiennych i skalistych) oraz mocno wysuszonych;
  • sondowanie dynamiczne – badanie, polegające na wyznaczeniu liczby uderzeń potrzebnych do zagłębienia trzpienia stożkowego na kolejne 10 cm grubości warstwy;
  • aparatem Proctora – badanie polegające na umieszczeniu w cylindrze aparatu wcześniej przygotowanych próbek gruntu (wysuszonego, oczyszczonego i rozdrobnionego), a następnie ich ubijaniu. Próbki gruntu układane są w trzech lub pięciu warstwach, a w każdym z kolejnych cyków ubijania do próbek dodawana jest woda. Każdy kolejny cykl kończy się na wyznaczeniu stopnia zagęszczenia oraz wilgotności badanego gruntu. Całe badanie trwa aż do czasu, gdy masa ubijanego gruntu w próbce zacznie się zmniejszać. Wynikiem badania jest informacja, przy jakiej wilgotności badanego gruntu możemy uzyskać jego najwyższą zagęszczalność;
  • oznaczenie modułu odkształcenia podłoża płytą sztywną – badanie polegające na pomiarze osiadania (odkształceń pionowych) danej warstwy zależne od statycznego nacisku wywieranego przez stalową okrągłą płytę (średnica 300 mm). Badanie to przeprowadza się w dwóch cyklach – cykl pierwszy pozwala na wyznaczenie pierwotnego modułu odkształcenia (Ev1) , natomiast w cyklu drugim uzyskujemy wtórny moduł odkształcenia (Ev2).
  • badanie zagęszczenia podłoża lekką płytą dynamiczną – polowa metoda określenia parametrów Ev1 oraz Ev2, służy do przeprowadzenia badań gruntów niespoistych. Oznaczanie parametrów wykonywane jest poprzez pomiar przemieszczeń w środku płyty wywołanych przez ciężar spadający na płytę pomiarową.

Podbudowa bezpośrednia

Kolejną warstwą w układzie podłogi jest podbudowa – finalna przed faktyczną żelbetową płytą posadzki. Jej rodzaj i grubość są dokładnie związane z występującym podłożem i od niego uzależnione. Przy projektowaniu podbudowy bierze się pod uwagę zarówno warunki gruntowe jak i obciążenia mające być przekazywane z posadzki betonowej. Grubości tej warstwy wahają się zwykle w przedziale od 10 cm (dla podbudowy z chudego betonu) do 40 cm (dla podbudowy stabilizowanej cementem), choć mogą być i większe – szczególnie w rejonach, gdzie spotykamy bardzo trudne warunki gruntowe (np. tereny pogórnicze). 
Główne rodzaje podbudowy stosowane pod posadzki przemysłowe:

  • zagęszczone mieszanki żwirowo-piaszczyste;
  • kliniec lub tłuczeń;
  • kruszywo stabilizowane hydraulicznie (żwir, mieszanka piaszczysto-żwirowa, kliniec lub tłuczeń);
  • warstwa z tzw. „chudego” betonu (najczęściej C8/10 lub C12/5).

Głównie spotka się podbudowę wykonaną przy zastosowaniu stabilizacji gruntu spoiwami hydraulicznymi, która polega na:

  • wagowym dozowaniu czynnika stabilizującego (np. spoiwa hydraulicznego takiego jak cement czy wapno);
  • doprowadzeniu do wilgotności optymalnej podłoża gruntowego;
  • bezpośrednim wymieszaniu mieszarką cementu z gruntem na podłożu (wiele wytwórni betonu towarowego posiada w swojej ofercie gotowe mieszanki przeznaczone do wykonania podbudowy w postaci stabilizacji gruntu cementem – pozwala to zaoszczędzić czas i pracę  wykonawcy);
  • zagęszczeniu ułożonej mieszanki cementowo-gruntowej;
  • wyprofilowaniu podłoża i wypoziomowaniu go dla projektowanej wysokości;
  • pielęgnacji wykonanej podbudowy w okresie jej dojrzewania.

Najważniejszym zadaniem podbudowy jest przenoszenie obciążeń z posadzki na podłoże gruntowe w sposób nienaruszający konstrukcji płyty przemysłowej. 

Stabilizacja gruntów

Jest metodą trwałego wzmocnienia i utrwalenia gruntu mającego służyć jako podbudowa. Istnieje kilka podstawowych metod:

  • stabilizacja mechaniczna – proces, w którym uzupełnia się brakujące frakcje w występującym kruszywie (głównie w przypadku gruntów gruboziarnistych o nieciągłym uziarnieniu), w tym celu stosowane są głównie: kruszywa naturalne (w tym żwir i piase...

Artykuł jest dostępny dla zalogowanych użytkowników w ramach Otwartego Dostępu.

Załóż konto lub zaloguj się.
Czeka na Ciebie pakiet inspirujących materiałów pokazowych.
Załóż konto Zaloguj się

Przypisy