Maszyny i urządzenia dla: geotechniki, hydrotechniki i głębokiego fundamentowania

Wibroflotacja jako metoda wzmacniania gruntu

28 lutego, 2020

Wibroflotacja jest techniką, którą coraz chętniej wykorzystuje się w budownictwie. Dzięki niej budowanie stało się prostsze, bezpieczniejsze i mniej czasochłonne. Co kryje się pod tym tajemniczym pojęciem, jakie maszyny są wykorzystywane przy użyciu tej metody i dlaczego jest to bardzo dobry sposobem na wzmocnienie gruntu? Na te pytania odpowiadamy w poniższym artykule.

Co to jest wibroflotacja?

Wibroflotacja to nowoczesna metoda stabilizacji podłoża polegająca na wzmocnieniu gruntu poprzez jego wibracyjne zagęszczanie. Może być użyta do stabilizacji gruntów niespoistych z ewentualnymi domieszkami frakcji pyłowej lub iłowej oraz gruntów organicznych. Dzięki wzmocnieniu metodą wibracyjnego zagęszczania zwiększamy siłę nośną miękkich i luźnych gruntów oraz redukujemy ryzyko osiadania, co umożliwia bezpieczną realizację inwestycji budowlanych.  Możemy wyróżnić dwa rodzaje wibroflotacji – wibroflotację z podawaniem górnym, w którym materiał wprowadzany jest od góry w lej powstały w wyniku pracy wibratora oraz wibroflotację z podawaniem dolnym, z użyciem kosza zasypowego z rurą i mechanizmem podającym.

Jaki sprzęt wykorzystywany jest do metody wibroflotacji?

Jak już wspomnieliśmy, technologia wibroflotacji jest stosowana do wzmacniania niespoistego gruntu. Prace wykonywane są przy użyciu specjalistycznego wibratora budowlanego zwanego wibroflotem. Dystrybutorem wysokiej jakości maszyn do wibroflotacji renomowanej marki Ozkanlar jest firma KDM. Oferta obejmuje szeroką gamę wibroflotów, począwszy od najmniejszych o wadze 1400 kg i sile odśrodkowej 200 kN, aż po ciężkie, ważące 2200 kg maszyny o mocy 131 kW i sile odśrodkowej 448 kN. Specjaliści z KDM chętnie udzielą szczegółowych informacji dotyczących poszczególnych rodzajów wibroflotów.

Jak przebiega wibroflotacja?

Wibrator zagłębia się w podłoże pod własnym ciężarem z pomocą płuczki wodnej lub  sprężonego powietrza, rozpychając grunt, a następnie jest podnoszony ruchem posuwisto-zwrotnym ze stopniowym podciąganiem urządzenia do góry. Efektem jest zmiana układu ziaren, lepsze ich zagęszczenie i zmniejszenie objętości porów. W miejscu działania wibroflota powstaje lej, który uzupełniany jest materiałem wypełniającym. Następnie proces się powtarza, aż do uzyskania wymaganej gęstości. W zależności od rodzaju wibratora, jego wagi, mocy i częstotliwości, wykonane wzmocnienie ma średnicę między 0,8-2 m od każdego punktu pracy. Głębokość zagęszczania wynosi zazwyczaj kilka metrów, jednak w razie konieczności może być to nawet 30 metrów. Do takich prac wymagany jest odpowiedni sprzęt.

Proces kompresji jest na bieżąco monitorowany przez operatora. Wskaźniki systemu kontroli stale monitorują ciśnienie oleju, ilość podawanego materiału, wartość kompresji oraz głębokość i średnicę kolumny. Skuteczność zagęszczania wibroflotem można również ocenić na podstawie ciśnienia roboczego oleju hydraulicznego w układzie zasilania wibroflota.

Wibroflotacja, a wibrowymiana

Metodą podobną do wibroflotacji i korzystającą z tego samego sprzętu jest wibrowymiana. Polega ona na formowaniu kolumn żwirowych w podłożu. Po umieszczeniu wibratora na żądanej głębokości stopniowo podnosi się urządzenie, dozując kruszywo do powstałego otworu. W wyniku kompresji żwiru metodą wibracji powstaje kolumna. Żwir, z którego powstają kolumny ma większą przepuszczalność niż grunt rodzimy, co umożliwia szybszy odpływ wody. W przypadku bardzo słabych gruntów, do uformowania kolumn można użyć tzw. suchego betonu, czyli mieszanki kruszywa i cementu. Kolumny żwirowe mogą przejmować obciążenia do 300 kN. Dla kolumn cementowych wartości te wynoszą nawet 500–700 kN. Metoda wibrowymiany doskonale sprawdza się do zagęszczania podłoża z miękkich glin i iłów, a także z gruntów organicznych, takich jak torfy czy namuły.

Dlaczego wibroflotacja jest dobrą metodą wzmacniania gruntu?

Metoda wibroflotacji jest jedną z najbardziej ekonomicznych i najskuteczniejszych metod stabilizacji gruntów, a w szczególności głęboko zalegających gruntów niespoistych. Jako jedna z niewielu technologii wzmacniania podłoża może być stosowana dla warstw o znacznej miąższości na głębokości nawet kilkudziesięciu metrów. Wibroflotacja poprawia parametry geotechniczne gruntu, redukuje osiadanie całkowite i minimalizuje osiadanie różnicowe, dzięki czemu posadowienie obiektu budowlanego jest bezpieczniejsze.