Trench Mixing - Wgłębne mieszanie gruntu

1. Wstęp

Wgłębne mieszanie in situ gruntu na mokro jest metodą dobrze znaną i często stosowaną w naszym kraju, dominują tutaj dwie technologie DSM oraz CDMM ( Continuous Deep Mixing Method).

W związku z dużymi inwestycjami związanymi z infrastrukturą hydrotechniczną min. wykonywanie przesłon przeciwfiltracyjnych na obiektach liniowych – wałach przeciwpowodziowych coraz częściej stosuje się metodę CDMM - Continuous Deep Mixing Method.

Metoda CDMM szeroko stosowana w Europie zachodniej głównie w Holandii oraz Belgii, posiada znaczną przewagę nad DSM w dwóch kluczowych aspektach wykonywania przesłon przeciwfiltracyjnych:

• zapewnia w 100% pewność ciągłości wykonywanej przesłony, poprzez wyeliminowanie, typowych dla innych metod połączeń technologicznych (w przypadku kolumn DSM takie połączenie powtarza się co ok. 50 cm)
• ogranicza zużycie materiału (zawiesiny cementowej lub cementowo-bentonitowej), przez eliminację zbędnych nie wpływających, na dodatkową szczelność, nadwyżek szerokości kolumny, wynikających z kołowego obrysu mieszadła. W przypadku CDMM powstaje ścianka o dokładnie zaprojektowanej szerokości.    

Metoda ta znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach budownictwa m.in. przy wykonywaniu przesłon przeciwfiltracyjnych na:

• obiektach budownictwa wodnego,
• zabezpieczenia wysypisk śmieci oraz
• odcięcia od napływającej wody głębokich wykopów,  

dla tego typu realizacji wykorzystuje się zawiesinę cementowo – bentonitową, zapewniającą wysokie parametry przeciwfiltracyjne.

Metodę TRENCH MIXING z powodzeniem wykorzystać można, również w budownictwie kubaturowym i drogownictwie poprzez:

• wykonanie wzmocnień pod nasypami drogowymi, autostradowymi oraz kolejowymi,
• posadowienie obiektów budownictwa inżynieryjnych oraz obiektów handlowych i przemysłowych na rusztach fundamentowych.

Przy tego rodzaju realizacjach wykorzystuje się zawiesinę cementową zapewniającą wysokie parametry wytrzymałościowe. A znaczącą przewagę nad technologiami wykorzystującymi palownice jest to, że urządzenie robocze jest na stałe umieszczone poniżej gruntu. Otwiera to możliwości realizacji wzmocnienia gruntu na bardzo niestabilnych nasypach, gdzie palownica z wysoko umieszczonym środkiem ciężkości mogłaby naruszyć strukturę gruntu oraz w przestrzeniach, gdzie wysokość maszyny ograniczona jest do 3m, wykonać można np. ciągłą przesłonę lub wzmocnienie pod wiaduktami, suwnicami  lub liniami energetycznymi.  

Technologia TRENCH MIXING oparta jest na koncepcji poprawienia właściwości gruntu, w tym głównie zmniejszenie współczynnika filtracji oraz wytrzymałości gruntów zalegających w podłożu przez ich wymieszanie z materiałami wiążącymi, które reagują z gruntem i wodą gruntową. Do wzmacniania gruntów używa się przede wszystkim różnych cementów, a do uszczelniania cementu z odpowiednimi dodatkami, jak np. bentonit, mączka skalna.

Zastosowanie tej technologii jest bardzo korzystne w gruntach słabonośnych zarówno spoistych jak i niespoistych, szczególnie tam, gdzie występują grunty pylaste i piaszczyste.

2. Opis technologii

Poszczególne etapy wykorzystania TRENCH MIXING przedstawiają się następująco:

1. Ustawienie maszyny w osi przesłony  
2. Rozpoczęcie urabiania gruntu –  odbywa się poprzez wprowadzenie w podłoże miecza o specjalnej konstrukcji, z obracającym się łańcuchem z nożami urabiającymi.  Noże zmieniają strukturę gruntu oraz mieszają go z wprowadzoną zawiesiną, np. zaczynem cementowym lub cementowo - bentonitowym. 
3. W czasie gdy grunt miesza się z zawiesiną  urządzenie z odpowiednio dobraną prędkością przemieszcza się, zapewniając ciągłość wykonywanej przesłony.
4. Cykl pracy odbywa się bez wstrząsów i wibracji.

Trencher wraz z  mieczem do wykonywania wgłębnego mieszania gruntu	Widok na miecz wraz z zębami.

Kontrola jakości robót w czasie ich wykonywania polega na bieżącym monitoringu parametrów produkcyjnych, takich jak: głębokość przesłony, przebieg procesu mieszania (liczba cykli na 1mb przejazdu) , prędkość obrotowa łańcucha, prędkość przejazdu maszyny, ilość pompowanego zaczynu cementowego.

Po wykonaniu przesłony, możemy uzyskać wydruk w postaci metryki ze wszystkimi potrzebnymi parametrami.

Obecnie wykonujemy przesłony przeciwfiltracyjne na głębokość do 13m, docelowo przygotowujemy się technologicznie do zrobienia przesłon o głębokości do 17m.

3. Zalety metody CDMM

• Technologia CDMM jest przyjazna dla środowiska ze względu na stosowanie nieszkodliwych materiałów oraz wyróżnia się bardzo małymi ilościami wynoszonego urobku.
• Metoda ta jest również bezwibracyjna i praktycznie wolna od hałasu, co daje możliwość prowadzenia prac w bezpośrednim sąsiedztwie istniejących obiektów budowlanych.
• W zależności od stosowanego wypełnienia cementowego lub cementowo – bentonitowego uzyskać można różne cechy gruntobetonu, - małej filtracji lub wysokiej wytrzymałości.