ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

VANDENS ŪKIO IR ŽEMĖTVARKOS FAKULTETAS

HIDROTECHNINĖS STATYBOS INŽINERIJOS INSTITUTAS

Edgaras Geivelis

KELIŲ SANKASOS GRUNTŲ STABILIZAVIMO

TYRIMAI

Magistro baigiamasis darbas

Studijų sritis Technologijos mokslai

Studijų kryptis Statybos inžinerija

Studijų šaka Vandens inžinerija

Studijų programa Hidrotechninės statybos inžinerija

Akademija 2015

2

TURINYS

SANTRAUKA 3

SUMMARY4

PAGRINDINĖS SĄVOKOS IR JŲ APIBRĖŽIMAI 5

ĮVADAS 6

1 LITERATŪROS APŽVALGA 7

11 Norminės literatūros apie gruntų stiprinimą apžvalaga7

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais 11

13 Grunto pagerinimas kalkėmis 12

14 Grunto stabilizacija cementu 16

2 DARBO METODIKA 18

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai principai 18

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos 20

23 Grunto stabilizacija ir bandymai su statine plokšte 21

24 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa 27

3 DARBO REZULTATAI 28

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą 28

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo 32

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas 36

331 Prieš grunto stiprinimą 36

332 Gruntas sustiprintas kalkėmis 37

333 Gruntas sustiprintas cementu 38

334 Grunto stiprinimas UPD priedu 39

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais 41

IŠVADOS IR PASIŪLYMAI42

LITERATŪROS SĄRAŠAS 43

PRIEDAI 44

1 PRIEDAS 45

2 PRIEDAS 47

3 PRIEDAS48

3

Geivelis E Kelių sankasos gruntų stabilizavimo tyrimai Aplinkos inžinerijos magistrantūros

baigiamasis darbas vadovas doc dr V Gurskis Aleksandro Stulginskio universitetas

Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakultetas Hidrotechninės statybos inžinerijos institutas ndash

Akademija 2015 ndash 49 p

SANTRAUKA

Darbe aprašoma kelio Nr 136 Vinčai ndash Pilviškiai ndash Vilkaviškis rekonstravimo metu

naudotų sankasos grunto stiprinimo medžiagų poveikis Rekonstruojant kelią buvo platinama

kelio sankasa ir silpnos kelio vietos buvo stiprinamos kalkėmis cementu ir UPD priedu Prieš

stiprinant gruntą buvo atliekami bandymai su statine plokšte siekiant sužinoti grunto

deformacijos modulius Taip nustatyta ar tikrai reikia gruntą stiprinti Sustiprinus gruntą

kalkėmis cementu ir UPD priedu buvo laukiama 7 dienas kad rišamosiomis medžiagomis

papildytas ir sutankintas sankasos gruntas sukietėtų ir būtų galima nustatyti grunto

deformacijos modulius ir jų santykius Taip pat buvo nustatyta grunto ir stiprinimo medžiagos

įtaka stiprinamai sankasai Bandymų rezultatai yra palyginti su jau anksčiau kitų autorių

atliktų tyrimų rezultatais

Pagrindiniai žodžiai grunto stiprinimas kalkės cementas UPD priedas

deformacijos modulių santykiai kelio rekonstrukcija kelio sankasa

4

Geivelis E Road base soil stabilization investigation Final work of master degree

studies in Environmental Engineering scientific supervisor dr assoc prof V

GurskisHydraulic engineering institute Faculty of Water and Land Management

Aleksandras Stulginskis university ndash Akademija 2015 ndash 49 p

SUMMARY

The paper describes the road No 136 Vincai- Pilviskiai - Vilkaviskis reconstruction

using the soil stabilization Reconstruction of existing road was distributed and weak road

locations was reinforced with lime cement and additive UPD Against soil stabilization soil

was tested with a static plate to find out the relationship of soil deformation modules It is

determined whether or not the need to strengthen the soil After strengthening soil with lime

cement and UPD annex was watting 7 days the binders added and compacted subgrade soil

solidify and can be made of relationship of soil deformation modules It was also found soil

and building materials influence is enforced subgrade structures As well as test results are

comparable with already previously made test by other authors

Keywords soil stabilization lime cement UPD annex relationship of soil

deformation modules road reconstruction and subgrade

5

PAGRINDINĖS SĄVOKOS IR JŲ APIBRĖŽIMAI

Dispergatorius ndash gruntą išskaidanti medžiaga į smulkesnes grunto daleles

LST - Lietuvos standartas

Oksidatorius ndash molekulė atomas arba jonas prisijungiantis elektronų

ST ndash statybos taisyklės

UPD - Tai skysta substancija sudaryta iš cheminių junginių mišinio kurio sudėtyje yra

reaktyviųjų elektrolitų mišinyje ištirpintų sulfoninių grupių (jonų mainus gerinanti priemonė)

Stabilizacija ndash grunto pagerinimas įmaišant cheminių ar kitokių medžiagų

6

Įvadas

Grunto stiprinimas plačiai naudojamas įvairiose statybos šakose Šiame darbe

pateikiama metodika pagal kurią galima sužinoti grunto deformacijos modulių santykius

nestiprintame kelio sankasos grunte ir stiprintame kalkėmis cementu UPD priedu Ši

metodika leidžia tiklsiai ir greitai nustatyti tam tikro kelio sankasos grunto atsparumą

deformacijoms esant nestiprintam gruntui arba apdorotam su stiprinimo medžiagomis Atlikti

tyrimai parodo kad kelių tiesimo technologijos darbų kontrolės metodai tobulėja nes

atsiranda nauji modernūs prietaisai kurie tiksliai ir greitai parodo kokias deformacijas gali

atlaikyti sankasos gruntas aptariamos naujos pažangios technologijos pagal kurias gruntai

yra pagerinami taip kad nereikia naudoti brangių medžiagų įrengiant kelio sankasas

Baigiamajame darbe aprašoma kaip naudojant naujausias technologijas ir naujus priedus

gruntas buvo stiprinamas kalkėmis cementu ir UPD priedu Sankasos grunto deformacijosų

modulių tyrimai buvo atlikti nauju sertifikuotu vokiečių formos Frowagldquo įrenginiu-statine

plokšte su sija ir hidrauliniu siurbliu stiprinant gruntą naujais priedais yra sutaupomas kelių

tiesimo laikas bei brangios statybinės medžiagos

Pagal atliktų tyrimų rezultatus galima nustatyti kelio sankasos stiprinimo medžiagą

kuri padidintų grunto stiprumą deformacijoms ir kitiems veiksniams

bull Temos aktualumas ir naujumas ištirti kokiomis naujomis technologijomis yra

stabilizuojamas natūralus gruntas ir kokią įtaką turi kalkės cementas UPD priedas

juos panaudojant kaip stabilizavimo medžiagas

bull Šio baigiamojo darbo tikslas yra nustatyti grunto stiprinimo kalkėmis cementu

UPD priedu naudą kelio sankasoje

bull Šio baigiamojo darbo uždaviniai

1 Atlikti literatūros apžvalgą apie grunto stiprinimus kalkėmis cementu UPD

priedu

2 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą nesusiprintuose

molinguose smėliniuose gruntuose

3 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą sustiprintuose

molinguose smėlinguose gruntuose naudojant cementą kalkias UPD priedą

4 Nustatyti atliktų bandymo rezultatų patikimumą ir grunto stiprinimo cementu

kalkėmis UPD priedu ekonominį efektyvumą

5 Palyginti bandymo rezultatus su kitų autorių gautais bandymų rezultatais

7

1 LITERATŪROS APŽVALGA

Gruntas tvirtinamas rengiant transporto stovėjimo vietas ir aikšteles laikinus kelius

oro uostų kilimo ir tūpimo takus apsauginių pylimus kelkraščius platinant esamus kelius

Stabilizuotas pagrindas gali būti vieno arba kelių sluoksnių Viršutinio žemės sankasos

sluoksnio stiprumui padidinti gruntai gali būti stabilizuojami hidrauliniais rišikliais

pagerinami atitinkamos granuliometrinės sudėties mineralinėmis medžiagomis arba

pavojingomis petrocheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan

Šias pavojingas medžiagas suriša priedas bdquoroadbandldquo Tai jonų mainus gerinantis rišiklis

teršalus surišantis su gruntu Dėl šio poveikio sumažėja grunto užterštumo koncentracija

susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri yra atspari vandens poveikiui ir

neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį gruntą ar vandens

rezervuarus Šiuo metodu įrengtas pagrindas sudaro pastovią ir vandens bei šalčio poveikiui

atsparią diafragmą apsaugančią nuo viršutinių kelio dangos konstrukcijų trūkimų ir

deformacijų

11 Norminės literatūros apie gruntų stiprinimą apžvalaga

Lietuvos automobilių kelių direkcijos (LAKD) patvirtintose statybos taisyklėse (ST

188710638062004) nurodyta jog Jeigu inžineriniais geologiniais tyrinėjimais nustatyta

kad žemės sankasos įrengimui vartojant esamus gruntus negalima pasiekti reikalaujamų

sutankinimo rodiklio DPr ir (ar) deformacijos modulio EV2 reikšmių taip pat šiuos gruntus

sunku smulkinti paskleisti ir tankinti tai techniniame projekte turi būti nurodyti būdai ir

metodai kad būtų galima įrengti iš esamų gruntų žemės sankasą laikantis šių ST reikalavimų

Remiantis gruntų tyrimų rezultatais bei ekonominiu pagrindimu techniniame projekte gali

būti nurodyta naudoti gruntų pagerinimą ir (ar) stabilizavimą sumaišant gruntus žemės

sankasoje su kalkėmis ir (ar) cementu (toliau ndash hidrauliniais rišikliais) Gruntai gali būti

pagerinami mechaniniu būdu arba cheminiu būdu ty į žemės sankasos gruntus įmaišant

kalkių iki 4 grunto sausosios masės Gruntai gali būti stabilizuojami žemės sankasoje

sumaišant juos su hidrauliniais rišikliaisldquo

Cementu kalkėmis ir jonų mainus gerinančiu UPD priedu stabilizuotam žemės

sankasos arba apatiniam pagrindo sluoksniui įrengti gali būti naudojami šie gruntai

1 silpni gruntai

- molis su organinėmis priemaišomis molingas žvirgždas

- molingas žvyras molingi žvyringi smėliai

8

2 jautrūs šalčiui gruntai

- rišlūs moliai smėlingi ir dulkingi rišlūs moliai

- priemoliai smėlingi ir dulkingi priemoliai

- molingi smėliai smėlingas dulkis dulkis

- moliai smėlingi ir dulkingi moliai

- juostuoti priemoliai

Šie gruntai turi tenkinti šias sąlygas

1 pro 50 mm skersmens sietą praeinantys grūdeliai turi sudaryti 100 grunto

2 grunte turi būti ne mažiau nei 20 grūdelių mažesnių kaip 0074 mm

3 grunte turi būti ne daugiau kaip 5 organinių medžiagų

4 smėlio neturi būti daugiau kaip 40

5 plastiškumo rodiklis gt 5

6 brinkimas gt 1

Jei stabilizuojant gruntą naudojami hidrauliniai rišikliai (cementas ar stipriai

hidrauliškos kalkės) jie turi būti tolygiai mechaniniu būdu paskleidžiami ant esamo sluoksnio

paviršiaus prieš maišymo mechanizmą ir vienodai įmaišomi į sluoksnio mineralines

medžiagas Jei vėjo greitis viršija 8 ms miltelių pavidalo hidrauliniai rišikliai neturi būti

skleidžiami Rišiklio kiekis skleidimo juostose nuolat turi būti tikrinamas ty prieš

skleidžiant rišiklį tam tikru atstumu vienas nuo kito ant paruošto sluoksnio paklojant žinomo

ploto kontrolinius lakštus ir paskleidus rišiklį pasveriant ant jų patekusį rišiklio kiekį

Kaip nurodoma statybos taisyklėse (ST 188710638062004) bdquoStabilizuojamo grunto

sluoksnio storis turi būti ne mažesnis kaip 15 cm Taip pat turi būti tikrinamas rišiklio kiekis

Sluoksnį reikia sutankinti iki rišiklio kietėjimo pradžios

Techniniame projekte nurodoma žemės sankasos viršaus gruntus stabilizuoti

hidrauliniais rišikliais kai inžineriniais geologiniais tyrimais pagrindžiama kad sankasos

viršuje nebus pasiekiama reikalaujama deformacijos modulio Ev2 reikšmė 45 MPa (MNmsup2) ir

ekonomiškai netikslinga gruntus pagerinti mechaniniu būdu arba pakeisti Stabilizuojant

žemės sankasos viršaus gruntus padidinama deformacijos modulio Ev2 reikšmė ir

padidinamas žemės sankasos atsparumas šalčiuildquo

Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui nurodytas LAKD

patvirtintų metodinių nurodymų (MN GPSR 12) 11 lentelėje

9

11 lentelė Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui (MN GPSR 12)

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282

Stambiagrūdžiai

gruntai kurių

didžiausios

dalelės dydis 0 63 mm

le 5

le 60

Geros sanklodos žvyras ŽG

F1

- X X Periodinės sanklodos žvyras ŽP

Blogos sanklodos žvyras ŽB

gt 60

Geros sanklodos smėlis SG

- X X Periodinės sanklodos smėlis SP

Blogos sanklodos smėlis SB

Įvairiagrūdžiai

gruntai

5ndash15 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD

F22)

(X) X X Molingasis žvyras ŽM

gt 60 Dulkingasis smėlis SD

(X) X X Molingasis smėlis SM

15ndash30 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD0

F3

X X X Molingasis žvyras ŽM0

gt 60 Dulkingasis smėlis SD0

X X X Molingasis smėlis SM0

Smulkiagrūdžiai

gruntai gt 30

IP le 4

arba žemiau

A linijos Dulkis

Mažo

plastiškumo le 35 DL

F3

X X X

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 DV X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 DR X - -

IP ge 7 ir Molis Mažo le 35 ML X (X) (X)

10

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282 virš A linijos plastiškumo

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 MV

F2 X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 MR (X) - -

Organinis

gruntas ir

gruntas su

organinėmis

priemaišomis

gt 30 IP ge 7 ir

žemiau A

linijos

Dulkis Organinis ir

su

organinėmis

priemaišomis

35ndash50 OD F3 (X) (X) (X)

Molis gt 50 OM

F2

(X) - -

le 30 Gruntas nuo stambiagrūdžio iki

įvairiagrūdžio su kalkingais

žvyringais dariniais OK - (X) (X)

Stambiagrūdžiai gruntai kurių didžiausios dalelės dydis gt 63 mm (X) (X) (X) Nepastovaus stiprio uolienos nepilnai suirę uolienos (X) (X) (X)

Organiniai gruntai - - - 1)

F1 ndash nejautrūs šalčiui gruntai F2 ndash mažai ir vidutiniškai jautrūs šalčiui gruntai F3 ndash labai jautrūs šalčiui gruntai 2)

iš F2 klasės grupių gruntų F1 klasei priskiriami gruntai kuriuose dalelių mažesnių už 0063 mm masė neviršija 5

kai CU ge15 arba ndash 15 kai CU le 60

X ndash tinka (X) ndash tinka sąlyginai - ndash

netinka

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

2

TURINYS

SANTRAUKA 3

SUMMARY4

PAGRINDINĖS SĄVOKOS IR JŲ APIBRĖŽIMAI 5

ĮVADAS 6

1 LITERATŪROS APŽVALGA 7

11 Norminės literatūros apie gruntų stiprinimą apžvalaga7

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais 11

13 Grunto pagerinimas kalkėmis 12

14 Grunto stabilizacija cementu 16

2 DARBO METODIKA 18

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai principai 18

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos 20

23 Grunto stabilizacija ir bandymai su statine plokšte 21

24 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa 27

3 DARBO REZULTATAI 28

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą 28

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo 32

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas 36

331 Prieš grunto stiprinimą 36

332 Gruntas sustiprintas kalkėmis 37

333 Gruntas sustiprintas cementu 38

334 Grunto stiprinimas UPD priedu 39

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais 41

IŠVADOS IR PASIŪLYMAI42

LITERATŪROS SĄRAŠAS 43

PRIEDAI 44

1 PRIEDAS 45

2 PRIEDAS 47

3 PRIEDAS48

3

Geivelis E Kelių sankasos gruntų stabilizavimo tyrimai Aplinkos inžinerijos magistrantūros

baigiamasis darbas vadovas doc dr V Gurskis Aleksandro Stulginskio universitetas

Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakultetas Hidrotechninės statybos inžinerijos institutas ndash

Akademija 2015 ndash 49 p

SANTRAUKA

Darbe aprašoma kelio Nr 136 Vinčai ndash Pilviškiai ndash Vilkaviškis rekonstravimo metu

naudotų sankasos grunto stiprinimo medžiagų poveikis Rekonstruojant kelią buvo platinama

kelio sankasa ir silpnos kelio vietos buvo stiprinamos kalkėmis cementu ir UPD priedu Prieš

stiprinant gruntą buvo atliekami bandymai su statine plokšte siekiant sužinoti grunto

deformacijos modulius Taip nustatyta ar tikrai reikia gruntą stiprinti Sustiprinus gruntą

kalkėmis cementu ir UPD priedu buvo laukiama 7 dienas kad rišamosiomis medžiagomis

papildytas ir sutankintas sankasos gruntas sukietėtų ir būtų galima nustatyti grunto

deformacijos modulius ir jų santykius Taip pat buvo nustatyta grunto ir stiprinimo medžiagos

įtaka stiprinamai sankasai Bandymų rezultatai yra palyginti su jau anksčiau kitų autorių

atliktų tyrimų rezultatais

Pagrindiniai žodžiai grunto stiprinimas kalkės cementas UPD priedas

deformacijos modulių santykiai kelio rekonstrukcija kelio sankasa

4

Geivelis E Road base soil stabilization investigation Final work of master degree

studies in Environmental Engineering scientific supervisor dr assoc prof V

GurskisHydraulic engineering institute Faculty of Water and Land Management

Aleksandras Stulginskis university ndash Akademija 2015 ndash 49 p

SUMMARY

The paper describes the road No 136 Vincai- Pilviskiai - Vilkaviskis reconstruction

using the soil stabilization Reconstruction of existing road was distributed and weak road

locations was reinforced with lime cement and additive UPD Against soil stabilization soil

was tested with a static plate to find out the relationship of soil deformation modules It is

determined whether or not the need to strengthen the soil After strengthening soil with lime

cement and UPD annex was watting 7 days the binders added and compacted subgrade soil

solidify and can be made of relationship of soil deformation modules It was also found soil

and building materials influence is enforced subgrade structures As well as test results are

comparable with already previously made test by other authors

Keywords soil stabilization lime cement UPD annex relationship of soil

deformation modules road reconstruction and subgrade

5

PAGRINDINĖS SĄVOKOS IR JŲ APIBRĖŽIMAI

Dispergatorius ndash gruntą išskaidanti medžiaga į smulkesnes grunto daleles

LST - Lietuvos standartas

Oksidatorius ndash molekulė atomas arba jonas prisijungiantis elektronų

ST ndash statybos taisyklės

UPD - Tai skysta substancija sudaryta iš cheminių junginių mišinio kurio sudėtyje yra

reaktyviųjų elektrolitų mišinyje ištirpintų sulfoninių grupių (jonų mainus gerinanti priemonė)

Stabilizacija ndash grunto pagerinimas įmaišant cheminių ar kitokių medžiagų

6

Įvadas

Grunto stiprinimas plačiai naudojamas įvairiose statybos šakose Šiame darbe

pateikiama metodika pagal kurią galima sužinoti grunto deformacijos modulių santykius

nestiprintame kelio sankasos grunte ir stiprintame kalkėmis cementu UPD priedu Ši

metodika leidžia tiklsiai ir greitai nustatyti tam tikro kelio sankasos grunto atsparumą

deformacijoms esant nestiprintam gruntui arba apdorotam su stiprinimo medžiagomis Atlikti

tyrimai parodo kad kelių tiesimo technologijos darbų kontrolės metodai tobulėja nes

atsiranda nauji modernūs prietaisai kurie tiksliai ir greitai parodo kokias deformacijas gali

atlaikyti sankasos gruntas aptariamos naujos pažangios technologijos pagal kurias gruntai

yra pagerinami taip kad nereikia naudoti brangių medžiagų įrengiant kelio sankasas

Baigiamajame darbe aprašoma kaip naudojant naujausias technologijas ir naujus priedus

gruntas buvo stiprinamas kalkėmis cementu ir UPD priedu Sankasos grunto deformacijosų

modulių tyrimai buvo atlikti nauju sertifikuotu vokiečių formos Frowagldquo įrenginiu-statine

plokšte su sija ir hidrauliniu siurbliu stiprinant gruntą naujais priedais yra sutaupomas kelių

tiesimo laikas bei brangios statybinės medžiagos

Pagal atliktų tyrimų rezultatus galima nustatyti kelio sankasos stiprinimo medžiagą

kuri padidintų grunto stiprumą deformacijoms ir kitiems veiksniams

bull Temos aktualumas ir naujumas ištirti kokiomis naujomis technologijomis yra

stabilizuojamas natūralus gruntas ir kokią įtaką turi kalkės cementas UPD priedas

juos panaudojant kaip stabilizavimo medžiagas

bull Šio baigiamojo darbo tikslas yra nustatyti grunto stiprinimo kalkėmis cementu

UPD priedu naudą kelio sankasoje

bull Šio baigiamojo darbo uždaviniai

1 Atlikti literatūros apžvalgą apie grunto stiprinimus kalkėmis cementu UPD

priedu

2 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą nesusiprintuose

molinguose smėliniuose gruntuose

3 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą sustiprintuose

molinguose smėlinguose gruntuose naudojant cementą kalkias UPD priedą

4 Nustatyti atliktų bandymo rezultatų patikimumą ir grunto stiprinimo cementu

kalkėmis UPD priedu ekonominį efektyvumą

5 Palyginti bandymo rezultatus su kitų autorių gautais bandymų rezultatais

7

1 LITERATŪROS APŽVALGA

Gruntas tvirtinamas rengiant transporto stovėjimo vietas ir aikšteles laikinus kelius

oro uostų kilimo ir tūpimo takus apsauginių pylimus kelkraščius platinant esamus kelius

Stabilizuotas pagrindas gali būti vieno arba kelių sluoksnių Viršutinio žemės sankasos

sluoksnio stiprumui padidinti gruntai gali būti stabilizuojami hidrauliniais rišikliais

pagerinami atitinkamos granuliometrinės sudėties mineralinėmis medžiagomis arba

pavojingomis petrocheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan

Šias pavojingas medžiagas suriša priedas bdquoroadbandldquo Tai jonų mainus gerinantis rišiklis

teršalus surišantis su gruntu Dėl šio poveikio sumažėja grunto užterštumo koncentracija

susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri yra atspari vandens poveikiui ir

neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį gruntą ar vandens

rezervuarus Šiuo metodu įrengtas pagrindas sudaro pastovią ir vandens bei šalčio poveikiui

atsparią diafragmą apsaugančią nuo viršutinių kelio dangos konstrukcijų trūkimų ir

deformacijų

11 Norminės literatūros apie gruntų stiprinimą apžvalaga

Lietuvos automobilių kelių direkcijos (LAKD) patvirtintose statybos taisyklėse (ST

188710638062004) nurodyta jog Jeigu inžineriniais geologiniais tyrinėjimais nustatyta

kad žemės sankasos įrengimui vartojant esamus gruntus negalima pasiekti reikalaujamų

sutankinimo rodiklio DPr ir (ar) deformacijos modulio EV2 reikšmių taip pat šiuos gruntus

sunku smulkinti paskleisti ir tankinti tai techniniame projekte turi būti nurodyti būdai ir

metodai kad būtų galima įrengti iš esamų gruntų žemės sankasą laikantis šių ST reikalavimų

Remiantis gruntų tyrimų rezultatais bei ekonominiu pagrindimu techniniame projekte gali

būti nurodyta naudoti gruntų pagerinimą ir (ar) stabilizavimą sumaišant gruntus žemės

sankasoje su kalkėmis ir (ar) cementu (toliau ndash hidrauliniais rišikliais) Gruntai gali būti

pagerinami mechaniniu būdu arba cheminiu būdu ty į žemės sankasos gruntus įmaišant

kalkių iki 4 grunto sausosios masės Gruntai gali būti stabilizuojami žemės sankasoje

sumaišant juos su hidrauliniais rišikliaisldquo

Cementu kalkėmis ir jonų mainus gerinančiu UPD priedu stabilizuotam žemės

sankasos arba apatiniam pagrindo sluoksniui įrengti gali būti naudojami šie gruntai

1 silpni gruntai

- molis su organinėmis priemaišomis molingas žvirgždas

- molingas žvyras molingi žvyringi smėliai

8

2 jautrūs šalčiui gruntai

- rišlūs moliai smėlingi ir dulkingi rišlūs moliai

- priemoliai smėlingi ir dulkingi priemoliai

- molingi smėliai smėlingas dulkis dulkis

- moliai smėlingi ir dulkingi moliai

- juostuoti priemoliai

Šie gruntai turi tenkinti šias sąlygas

1 pro 50 mm skersmens sietą praeinantys grūdeliai turi sudaryti 100 grunto

2 grunte turi būti ne mažiau nei 20 grūdelių mažesnių kaip 0074 mm

3 grunte turi būti ne daugiau kaip 5 organinių medžiagų

4 smėlio neturi būti daugiau kaip 40

5 plastiškumo rodiklis gt 5

6 brinkimas gt 1

Jei stabilizuojant gruntą naudojami hidrauliniai rišikliai (cementas ar stipriai

hidrauliškos kalkės) jie turi būti tolygiai mechaniniu būdu paskleidžiami ant esamo sluoksnio

paviršiaus prieš maišymo mechanizmą ir vienodai įmaišomi į sluoksnio mineralines

medžiagas Jei vėjo greitis viršija 8 ms miltelių pavidalo hidrauliniai rišikliai neturi būti

skleidžiami Rišiklio kiekis skleidimo juostose nuolat turi būti tikrinamas ty prieš

skleidžiant rišiklį tam tikru atstumu vienas nuo kito ant paruošto sluoksnio paklojant žinomo

ploto kontrolinius lakštus ir paskleidus rišiklį pasveriant ant jų patekusį rišiklio kiekį

Kaip nurodoma statybos taisyklėse (ST 188710638062004) bdquoStabilizuojamo grunto

sluoksnio storis turi būti ne mažesnis kaip 15 cm Taip pat turi būti tikrinamas rišiklio kiekis

Sluoksnį reikia sutankinti iki rišiklio kietėjimo pradžios

Techniniame projekte nurodoma žemės sankasos viršaus gruntus stabilizuoti

hidrauliniais rišikliais kai inžineriniais geologiniais tyrimais pagrindžiama kad sankasos

viršuje nebus pasiekiama reikalaujama deformacijos modulio Ev2 reikšmė 45 MPa (MNmsup2) ir

ekonomiškai netikslinga gruntus pagerinti mechaniniu būdu arba pakeisti Stabilizuojant

žemės sankasos viršaus gruntus padidinama deformacijos modulio Ev2 reikšmė ir

padidinamas žemės sankasos atsparumas šalčiuildquo

Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui nurodytas LAKD

patvirtintų metodinių nurodymų (MN GPSR 12) 11 lentelėje

9

11 lentelė Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui (MN GPSR 12)

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282

Stambiagrūdžiai

gruntai kurių

didžiausios

dalelės dydis 0 63 mm

le 5

le 60

Geros sanklodos žvyras ŽG

F1

- X X Periodinės sanklodos žvyras ŽP

Blogos sanklodos žvyras ŽB

gt 60

Geros sanklodos smėlis SG

- X X Periodinės sanklodos smėlis SP

Blogos sanklodos smėlis SB

Įvairiagrūdžiai

gruntai

5ndash15 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD

F22)

(X) X X Molingasis žvyras ŽM

gt 60 Dulkingasis smėlis SD

(X) X X Molingasis smėlis SM

15ndash30 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD0

F3

X X X Molingasis žvyras ŽM0

gt 60 Dulkingasis smėlis SD0

X X X Molingasis smėlis SM0

Smulkiagrūdžiai

gruntai gt 30

IP le 4

arba žemiau

A linijos Dulkis

Mažo

plastiškumo le 35 DL

F3

X X X

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 DV X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 DR X - -

IP ge 7 ir Molis Mažo le 35 ML X (X) (X)

10

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282 virš A linijos plastiškumo

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 MV

F2 X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 MR (X) - -

Organinis

gruntas ir

gruntas su

organinėmis

priemaišomis

gt 30 IP ge 7 ir

žemiau A

linijos

Dulkis Organinis ir

su

organinėmis

priemaišomis

35ndash50 OD F3 (X) (X) (X)

Molis gt 50 OM

F2

(X) - -

le 30 Gruntas nuo stambiagrūdžio iki

įvairiagrūdžio su kalkingais

žvyringais dariniais OK - (X) (X)

Stambiagrūdžiai gruntai kurių didžiausios dalelės dydis gt 63 mm (X) (X) (X) Nepastovaus stiprio uolienos nepilnai suirę uolienos (X) (X) (X)

Organiniai gruntai - - - 1)

F1 ndash nejautrūs šalčiui gruntai F2 ndash mažai ir vidutiniškai jautrūs šalčiui gruntai F3 ndash labai jautrūs šalčiui gruntai 2)

iš F2 klasės grupių gruntų F1 klasei priskiriami gruntai kuriuose dalelių mažesnių už 0063 mm masė neviršija 5

kai CU ge15 arba ndash 15 kai CU le 60

X ndash tinka (X) ndash tinka sąlyginai - ndash

netinka

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

3

Geivelis E Kelių sankasos gruntų stabilizavimo tyrimai Aplinkos inžinerijos magistrantūros

baigiamasis darbas vadovas doc dr V Gurskis Aleksandro Stulginskio universitetas

Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakultetas Hidrotechninės statybos inžinerijos institutas ndash

Akademija 2015 ndash 49 p

SANTRAUKA

Darbe aprašoma kelio Nr 136 Vinčai ndash Pilviškiai ndash Vilkaviškis rekonstravimo metu

naudotų sankasos grunto stiprinimo medžiagų poveikis Rekonstruojant kelią buvo platinama

kelio sankasa ir silpnos kelio vietos buvo stiprinamos kalkėmis cementu ir UPD priedu Prieš

stiprinant gruntą buvo atliekami bandymai su statine plokšte siekiant sužinoti grunto

deformacijos modulius Taip nustatyta ar tikrai reikia gruntą stiprinti Sustiprinus gruntą

kalkėmis cementu ir UPD priedu buvo laukiama 7 dienas kad rišamosiomis medžiagomis

papildytas ir sutankintas sankasos gruntas sukietėtų ir būtų galima nustatyti grunto

deformacijos modulius ir jų santykius Taip pat buvo nustatyta grunto ir stiprinimo medžiagos

įtaka stiprinamai sankasai Bandymų rezultatai yra palyginti su jau anksčiau kitų autorių

atliktų tyrimų rezultatais

Pagrindiniai žodžiai grunto stiprinimas kalkės cementas UPD priedas

deformacijos modulių santykiai kelio rekonstrukcija kelio sankasa

4

Geivelis E Road base soil stabilization investigation Final work of master degree

studies in Environmental Engineering scientific supervisor dr assoc prof V

GurskisHydraulic engineering institute Faculty of Water and Land Management

Aleksandras Stulginskis university ndash Akademija 2015 ndash 49 p

SUMMARY

The paper describes the road No 136 Vincai- Pilviskiai - Vilkaviskis reconstruction

using the soil stabilization Reconstruction of existing road was distributed and weak road

locations was reinforced with lime cement and additive UPD Against soil stabilization soil

was tested with a static plate to find out the relationship of soil deformation modules It is

determined whether or not the need to strengthen the soil After strengthening soil with lime

cement and UPD annex was watting 7 days the binders added and compacted subgrade soil

solidify and can be made of relationship of soil deformation modules It was also found soil

and building materials influence is enforced subgrade structures As well as test results are

comparable with already previously made test by other authors

Keywords soil stabilization lime cement UPD annex relationship of soil

deformation modules road reconstruction and subgrade

5

PAGRINDINĖS SĄVOKOS IR JŲ APIBRĖŽIMAI

Dispergatorius ndash gruntą išskaidanti medžiaga į smulkesnes grunto daleles

LST - Lietuvos standartas

Oksidatorius ndash molekulė atomas arba jonas prisijungiantis elektronų

ST ndash statybos taisyklės

UPD - Tai skysta substancija sudaryta iš cheminių junginių mišinio kurio sudėtyje yra

reaktyviųjų elektrolitų mišinyje ištirpintų sulfoninių grupių (jonų mainus gerinanti priemonė)

Stabilizacija ndash grunto pagerinimas įmaišant cheminių ar kitokių medžiagų

6

Įvadas

Grunto stiprinimas plačiai naudojamas įvairiose statybos šakose Šiame darbe

pateikiama metodika pagal kurią galima sužinoti grunto deformacijos modulių santykius

nestiprintame kelio sankasos grunte ir stiprintame kalkėmis cementu UPD priedu Ši

metodika leidžia tiklsiai ir greitai nustatyti tam tikro kelio sankasos grunto atsparumą

deformacijoms esant nestiprintam gruntui arba apdorotam su stiprinimo medžiagomis Atlikti

tyrimai parodo kad kelių tiesimo technologijos darbų kontrolės metodai tobulėja nes

atsiranda nauji modernūs prietaisai kurie tiksliai ir greitai parodo kokias deformacijas gali

atlaikyti sankasos gruntas aptariamos naujos pažangios technologijos pagal kurias gruntai

yra pagerinami taip kad nereikia naudoti brangių medžiagų įrengiant kelio sankasas

Baigiamajame darbe aprašoma kaip naudojant naujausias technologijas ir naujus priedus

gruntas buvo stiprinamas kalkėmis cementu ir UPD priedu Sankasos grunto deformacijosų

modulių tyrimai buvo atlikti nauju sertifikuotu vokiečių formos Frowagldquo įrenginiu-statine

plokšte su sija ir hidrauliniu siurbliu stiprinant gruntą naujais priedais yra sutaupomas kelių

tiesimo laikas bei brangios statybinės medžiagos

Pagal atliktų tyrimų rezultatus galima nustatyti kelio sankasos stiprinimo medžiagą

kuri padidintų grunto stiprumą deformacijoms ir kitiems veiksniams

bull Temos aktualumas ir naujumas ištirti kokiomis naujomis technologijomis yra

stabilizuojamas natūralus gruntas ir kokią įtaką turi kalkės cementas UPD priedas

juos panaudojant kaip stabilizavimo medžiagas

bull Šio baigiamojo darbo tikslas yra nustatyti grunto stiprinimo kalkėmis cementu

UPD priedu naudą kelio sankasoje

bull Šio baigiamojo darbo uždaviniai

1 Atlikti literatūros apžvalgą apie grunto stiprinimus kalkėmis cementu UPD

priedu

2 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą nesusiprintuose

molinguose smėliniuose gruntuose

3 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą sustiprintuose

molinguose smėlinguose gruntuose naudojant cementą kalkias UPD priedą

4 Nustatyti atliktų bandymo rezultatų patikimumą ir grunto stiprinimo cementu

kalkėmis UPD priedu ekonominį efektyvumą

5 Palyginti bandymo rezultatus su kitų autorių gautais bandymų rezultatais

7

1 LITERATŪROS APŽVALGA

Gruntas tvirtinamas rengiant transporto stovėjimo vietas ir aikšteles laikinus kelius

oro uostų kilimo ir tūpimo takus apsauginių pylimus kelkraščius platinant esamus kelius

Stabilizuotas pagrindas gali būti vieno arba kelių sluoksnių Viršutinio žemės sankasos

sluoksnio stiprumui padidinti gruntai gali būti stabilizuojami hidrauliniais rišikliais

pagerinami atitinkamos granuliometrinės sudėties mineralinėmis medžiagomis arba

pavojingomis petrocheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan

Šias pavojingas medžiagas suriša priedas bdquoroadbandldquo Tai jonų mainus gerinantis rišiklis

teršalus surišantis su gruntu Dėl šio poveikio sumažėja grunto užterštumo koncentracija

susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri yra atspari vandens poveikiui ir

neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį gruntą ar vandens

rezervuarus Šiuo metodu įrengtas pagrindas sudaro pastovią ir vandens bei šalčio poveikiui

atsparią diafragmą apsaugančią nuo viršutinių kelio dangos konstrukcijų trūkimų ir

deformacijų

11 Norminės literatūros apie gruntų stiprinimą apžvalaga

Lietuvos automobilių kelių direkcijos (LAKD) patvirtintose statybos taisyklėse (ST

188710638062004) nurodyta jog Jeigu inžineriniais geologiniais tyrinėjimais nustatyta

kad žemės sankasos įrengimui vartojant esamus gruntus negalima pasiekti reikalaujamų

sutankinimo rodiklio DPr ir (ar) deformacijos modulio EV2 reikšmių taip pat šiuos gruntus

sunku smulkinti paskleisti ir tankinti tai techniniame projekte turi būti nurodyti būdai ir

metodai kad būtų galima įrengti iš esamų gruntų žemės sankasą laikantis šių ST reikalavimų

Remiantis gruntų tyrimų rezultatais bei ekonominiu pagrindimu techniniame projekte gali

būti nurodyta naudoti gruntų pagerinimą ir (ar) stabilizavimą sumaišant gruntus žemės

sankasoje su kalkėmis ir (ar) cementu (toliau ndash hidrauliniais rišikliais) Gruntai gali būti

pagerinami mechaniniu būdu arba cheminiu būdu ty į žemės sankasos gruntus įmaišant

kalkių iki 4 grunto sausosios masės Gruntai gali būti stabilizuojami žemės sankasoje

sumaišant juos su hidrauliniais rišikliaisldquo

Cementu kalkėmis ir jonų mainus gerinančiu UPD priedu stabilizuotam žemės

sankasos arba apatiniam pagrindo sluoksniui įrengti gali būti naudojami šie gruntai

1 silpni gruntai

- molis su organinėmis priemaišomis molingas žvirgždas

- molingas žvyras molingi žvyringi smėliai

8

2 jautrūs šalčiui gruntai

- rišlūs moliai smėlingi ir dulkingi rišlūs moliai

- priemoliai smėlingi ir dulkingi priemoliai

- molingi smėliai smėlingas dulkis dulkis

- moliai smėlingi ir dulkingi moliai

- juostuoti priemoliai

Šie gruntai turi tenkinti šias sąlygas

1 pro 50 mm skersmens sietą praeinantys grūdeliai turi sudaryti 100 grunto

2 grunte turi būti ne mažiau nei 20 grūdelių mažesnių kaip 0074 mm

3 grunte turi būti ne daugiau kaip 5 organinių medžiagų

4 smėlio neturi būti daugiau kaip 40

5 plastiškumo rodiklis gt 5

6 brinkimas gt 1

Jei stabilizuojant gruntą naudojami hidrauliniai rišikliai (cementas ar stipriai

hidrauliškos kalkės) jie turi būti tolygiai mechaniniu būdu paskleidžiami ant esamo sluoksnio

paviršiaus prieš maišymo mechanizmą ir vienodai įmaišomi į sluoksnio mineralines

medžiagas Jei vėjo greitis viršija 8 ms miltelių pavidalo hidrauliniai rišikliai neturi būti

skleidžiami Rišiklio kiekis skleidimo juostose nuolat turi būti tikrinamas ty prieš

skleidžiant rišiklį tam tikru atstumu vienas nuo kito ant paruošto sluoksnio paklojant žinomo

ploto kontrolinius lakštus ir paskleidus rišiklį pasveriant ant jų patekusį rišiklio kiekį

Kaip nurodoma statybos taisyklėse (ST 188710638062004) bdquoStabilizuojamo grunto

sluoksnio storis turi būti ne mažesnis kaip 15 cm Taip pat turi būti tikrinamas rišiklio kiekis

Sluoksnį reikia sutankinti iki rišiklio kietėjimo pradžios

Techniniame projekte nurodoma žemės sankasos viršaus gruntus stabilizuoti

hidrauliniais rišikliais kai inžineriniais geologiniais tyrimais pagrindžiama kad sankasos

viršuje nebus pasiekiama reikalaujama deformacijos modulio Ev2 reikšmė 45 MPa (MNmsup2) ir

ekonomiškai netikslinga gruntus pagerinti mechaniniu būdu arba pakeisti Stabilizuojant

žemės sankasos viršaus gruntus padidinama deformacijos modulio Ev2 reikšmė ir

padidinamas žemės sankasos atsparumas šalčiuildquo

Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui nurodytas LAKD

patvirtintų metodinių nurodymų (MN GPSR 12) 11 lentelėje

9

11 lentelė Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui (MN GPSR 12)

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282

Stambiagrūdžiai

gruntai kurių

didžiausios

dalelės dydis 0 63 mm

le 5

le 60

Geros sanklodos žvyras ŽG

F1

- X X Periodinės sanklodos žvyras ŽP

Blogos sanklodos žvyras ŽB

gt 60

Geros sanklodos smėlis SG

- X X Periodinės sanklodos smėlis SP

Blogos sanklodos smėlis SB

Įvairiagrūdžiai

gruntai

5ndash15 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD

F22)

(X) X X Molingasis žvyras ŽM

gt 60 Dulkingasis smėlis SD

(X) X X Molingasis smėlis SM

15ndash30 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD0

F3

X X X Molingasis žvyras ŽM0

gt 60 Dulkingasis smėlis SD0

X X X Molingasis smėlis SM0

Smulkiagrūdžiai

gruntai gt 30

IP le 4

arba žemiau

A linijos Dulkis

Mažo

plastiškumo le 35 DL

F3

X X X

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 DV X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 DR X - -

IP ge 7 ir Molis Mažo le 35 ML X (X) (X)

10

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282 virš A linijos plastiškumo

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 MV

F2 X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 MR (X) - -

Organinis

gruntas ir

gruntas su

organinėmis

priemaišomis

gt 30 IP ge 7 ir

žemiau A

linijos

Dulkis Organinis ir

su

organinėmis

priemaišomis

35ndash50 OD F3 (X) (X) (X)

Molis gt 50 OM

F2

(X) - -

le 30 Gruntas nuo stambiagrūdžio iki

įvairiagrūdžio su kalkingais

žvyringais dariniais OK - (X) (X)

Stambiagrūdžiai gruntai kurių didžiausios dalelės dydis gt 63 mm (X) (X) (X) Nepastovaus stiprio uolienos nepilnai suirę uolienos (X) (X) (X)

Organiniai gruntai - - - 1)

F1 ndash nejautrūs šalčiui gruntai F2 ndash mažai ir vidutiniškai jautrūs šalčiui gruntai F3 ndash labai jautrūs šalčiui gruntai 2)

iš F2 klasės grupių gruntų F1 klasei priskiriami gruntai kuriuose dalelių mažesnių už 0063 mm masė neviršija 5

kai CU ge15 arba ndash 15 kai CU le 60

X ndash tinka (X) ndash tinka sąlyginai - ndash

netinka

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

4

Geivelis E Road base soil stabilization investigation Final work of master degree

studies in Environmental Engineering scientific supervisor dr assoc prof V

GurskisHydraulic engineering institute Faculty of Water and Land Management

Aleksandras Stulginskis university ndash Akademija 2015 ndash 49 p

SUMMARY

The paper describes the road No 136 Vincai- Pilviskiai - Vilkaviskis reconstruction

using the soil stabilization Reconstruction of existing road was distributed and weak road

locations was reinforced with lime cement and additive UPD Against soil stabilization soil

was tested with a static plate to find out the relationship of soil deformation modules It is

determined whether or not the need to strengthen the soil After strengthening soil with lime

cement and UPD annex was watting 7 days the binders added and compacted subgrade soil

solidify and can be made of relationship of soil deformation modules It was also found soil

and building materials influence is enforced subgrade structures As well as test results are

comparable with already previously made test by other authors

Keywords soil stabilization lime cement UPD annex relationship of soil

deformation modules road reconstruction and subgrade

5

PAGRINDINĖS SĄVOKOS IR JŲ APIBRĖŽIMAI

Dispergatorius ndash gruntą išskaidanti medžiaga į smulkesnes grunto daleles

LST - Lietuvos standartas

Oksidatorius ndash molekulė atomas arba jonas prisijungiantis elektronų

ST ndash statybos taisyklės

UPD - Tai skysta substancija sudaryta iš cheminių junginių mišinio kurio sudėtyje yra

reaktyviųjų elektrolitų mišinyje ištirpintų sulfoninių grupių (jonų mainus gerinanti priemonė)

Stabilizacija ndash grunto pagerinimas įmaišant cheminių ar kitokių medžiagų

6

Įvadas

Grunto stiprinimas plačiai naudojamas įvairiose statybos šakose Šiame darbe

pateikiama metodika pagal kurią galima sužinoti grunto deformacijos modulių santykius

nestiprintame kelio sankasos grunte ir stiprintame kalkėmis cementu UPD priedu Ši

metodika leidžia tiklsiai ir greitai nustatyti tam tikro kelio sankasos grunto atsparumą

deformacijoms esant nestiprintam gruntui arba apdorotam su stiprinimo medžiagomis Atlikti

tyrimai parodo kad kelių tiesimo technologijos darbų kontrolės metodai tobulėja nes

atsiranda nauji modernūs prietaisai kurie tiksliai ir greitai parodo kokias deformacijas gali

atlaikyti sankasos gruntas aptariamos naujos pažangios technologijos pagal kurias gruntai

yra pagerinami taip kad nereikia naudoti brangių medžiagų įrengiant kelio sankasas

Baigiamajame darbe aprašoma kaip naudojant naujausias technologijas ir naujus priedus

gruntas buvo stiprinamas kalkėmis cementu ir UPD priedu Sankasos grunto deformacijosų

modulių tyrimai buvo atlikti nauju sertifikuotu vokiečių formos Frowagldquo įrenginiu-statine

plokšte su sija ir hidrauliniu siurbliu stiprinant gruntą naujais priedais yra sutaupomas kelių

tiesimo laikas bei brangios statybinės medžiagos

Pagal atliktų tyrimų rezultatus galima nustatyti kelio sankasos stiprinimo medžiagą

kuri padidintų grunto stiprumą deformacijoms ir kitiems veiksniams

bull Temos aktualumas ir naujumas ištirti kokiomis naujomis technologijomis yra

stabilizuojamas natūralus gruntas ir kokią įtaką turi kalkės cementas UPD priedas

juos panaudojant kaip stabilizavimo medžiagas

bull Šio baigiamojo darbo tikslas yra nustatyti grunto stiprinimo kalkėmis cementu

UPD priedu naudą kelio sankasoje

bull Šio baigiamojo darbo uždaviniai

1 Atlikti literatūros apžvalgą apie grunto stiprinimus kalkėmis cementu UPD

priedu

2 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą nesusiprintuose

molinguose smėliniuose gruntuose

3 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą sustiprintuose

molinguose smėlinguose gruntuose naudojant cementą kalkias UPD priedą

4 Nustatyti atliktų bandymo rezultatų patikimumą ir grunto stiprinimo cementu

kalkėmis UPD priedu ekonominį efektyvumą

5 Palyginti bandymo rezultatus su kitų autorių gautais bandymų rezultatais

7

1 LITERATŪROS APŽVALGA

Gruntas tvirtinamas rengiant transporto stovėjimo vietas ir aikšteles laikinus kelius

oro uostų kilimo ir tūpimo takus apsauginių pylimus kelkraščius platinant esamus kelius

Stabilizuotas pagrindas gali būti vieno arba kelių sluoksnių Viršutinio žemės sankasos

sluoksnio stiprumui padidinti gruntai gali būti stabilizuojami hidrauliniais rišikliais

pagerinami atitinkamos granuliometrinės sudėties mineralinėmis medžiagomis arba

pavojingomis petrocheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan

Šias pavojingas medžiagas suriša priedas bdquoroadbandldquo Tai jonų mainus gerinantis rišiklis

teršalus surišantis su gruntu Dėl šio poveikio sumažėja grunto užterštumo koncentracija

susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri yra atspari vandens poveikiui ir

neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį gruntą ar vandens

rezervuarus Šiuo metodu įrengtas pagrindas sudaro pastovią ir vandens bei šalčio poveikiui

atsparią diafragmą apsaugančią nuo viršutinių kelio dangos konstrukcijų trūkimų ir

deformacijų

11 Norminės literatūros apie gruntų stiprinimą apžvalaga

Lietuvos automobilių kelių direkcijos (LAKD) patvirtintose statybos taisyklėse (ST

188710638062004) nurodyta jog Jeigu inžineriniais geologiniais tyrinėjimais nustatyta

kad žemės sankasos įrengimui vartojant esamus gruntus negalima pasiekti reikalaujamų

sutankinimo rodiklio DPr ir (ar) deformacijos modulio EV2 reikšmių taip pat šiuos gruntus

sunku smulkinti paskleisti ir tankinti tai techniniame projekte turi būti nurodyti būdai ir

metodai kad būtų galima įrengti iš esamų gruntų žemės sankasą laikantis šių ST reikalavimų

Remiantis gruntų tyrimų rezultatais bei ekonominiu pagrindimu techniniame projekte gali

būti nurodyta naudoti gruntų pagerinimą ir (ar) stabilizavimą sumaišant gruntus žemės

sankasoje su kalkėmis ir (ar) cementu (toliau ndash hidrauliniais rišikliais) Gruntai gali būti

pagerinami mechaniniu būdu arba cheminiu būdu ty į žemės sankasos gruntus įmaišant

kalkių iki 4 grunto sausosios masės Gruntai gali būti stabilizuojami žemės sankasoje

sumaišant juos su hidrauliniais rišikliaisldquo

Cementu kalkėmis ir jonų mainus gerinančiu UPD priedu stabilizuotam žemės

sankasos arba apatiniam pagrindo sluoksniui įrengti gali būti naudojami šie gruntai

1 silpni gruntai

- molis su organinėmis priemaišomis molingas žvirgždas

- molingas žvyras molingi žvyringi smėliai

8

2 jautrūs šalčiui gruntai

- rišlūs moliai smėlingi ir dulkingi rišlūs moliai

- priemoliai smėlingi ir dulkingi priemoliai

- molingi smėliai smėlingas dulkis dulkis

- moliai smėlingi ir dulkingi moliai

- juostuoti priemoliai

Šie gruntai turi tenkinti šias sąlygas

1 pro 50 mm skersmens sietą praeinantys grūdeliai turi sudaryti 100 grunto

2 grunte turi būti ne mažiau nei 20 grūdelių mažesnių kaip 0074 mm

3 grunte turi būti ne daugiau kaip 5 organinių medžiagų

4 smėlio neturi būti daugiau kaip 40

5 plastiškumo rodiklis gt 5

6 brinkimas gt 1

Jei stabilizuojant gruntą naudojami hidrauliniai rišikliai (cementas ar stipriai

hidrauliškos kalkės) jie turi būti tolygiai mechaniniu būdu paskleidžiami ant esamo sluoksnio

paviršiaus prieš maišymo mechanizmą ir vienodai įmaišomi į sluoksnio mineralines

medžiagas Jei vėjo greitis viršija 8 ms miltelių pavidalo hidrauliniai rišikliai neturi būti

skleidžiami Rišiklio kiekis skleidimo juostose nuolat turi būti tikrinamas ty prieš

skleidžiant rišiklį tam tikru atstumu vienas nuo kito ant paruošto sluoksnio paklojant žinomo

ploto kontrolinius lakštus ir paskleidus rišiklį pasveriant ant jų patekusį rišiklio kiekį

Kaip nurodoma statybos taisyklėse (ST 188710638062004) bdquoStabilizuojamo grunto

sluoksnio storis turi būti ne mažesnis kaip 15 cm Taip pat turi būti tikrinamas rišiklio kiekis

Sluoksnį reikia sutankinti iki rišiklio kietėjimo pradžios

Techniniame projekte nurodoma žemės sankasos viršaus gruntus stabilizuoti

hidrauliniais rišikliais kai inžineriniais geologiniais tyrimais pagrindžiama kad sankasos

viršuje nebus pasiekiama reikalaujama deformacijos modulio Ev2 reikšmė 45 MPa (MNmsup2) ir

ekonomiškai netikslinga gruntus pagerinti mechaniniu būdu arba pakeisti Stabilizuojant

žemės sankasos viršaus gruntus padidinama deformacijos modulio Ev2 reikšmė ir

padidinamas žemės sankasos atsparumas šalčiuildquo

Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui nurodytas LAKD

patvirtintų metodinių nurodymų (MN GPSR 12) 11 lentelėje

9

11 lentelė Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui (MN GPSR 12)

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282

Stambiagrūdžiai

gruntai kurių

didžiausios

dalelės dydis 0 63 mm

le 5

le 60

Geros sanklodos žvyras ŽG

F1

- X X Periodinės sanklodos žvyras ŽP

Blogos sanklodos žvyras ŽB

gt 60

Geros sanklodos smėlis SG

- X X Periodinės sanklodos smėlis SP

Blogos sanklodos smėlis SB

Įvairiagrūdžiai

gruntai

5ndash15 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD

F22)

(X) X X Molingasis žvyras ŽM

gt 60 Dulkingasis smėlis SD

(X) X X Molingasis smėlis SM

15ndash30 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD0

F3

X X X Molingasis žvyras ŽM0

gt 60 Dulkingasis smėlis SD0

X X X Molingasis smėlis SM0

Smulkiagrūdžiai

gruntai gt 30

IP le 4

arba žemiau

A linijos Dulkis

Mažo

plastiškumo le 35 DL

F3

X X X

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 DV X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 DR X - -

IP ge 7 ir Molis Mažo le 35 ML X (X) (X)

10

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282 virš A linijos plastiškumo

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 MV

F2 X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 MR (X) - -

Organinis

gruntas ir

gruntas su

organinėmis

priemaišomis

gt 30 IP ge 7 ir

žemiau A

linijos

Dulkis Organinis ir

su

organinėmis

priemaišomis

35ndash50 OD F3 (X) (X) (X)

Molis gt 50 OM

F2

(X) - -

le 30 Gruntas nuo stambiagrūdžio iki

įvairiagrūdžio su kalkingais

žvyringais dariniais OK - (X) (X)

Stambiagrūdžiai gruntai kurių didžiausios dalelės dydis gt 63 mm (X) (X) (X) Nepastovaus stiprio uolienos nepilnai suirę uolienos (X) (X) (X)

Organiniai gruntai - - - 1)

F1 ndash nejautrūs šalčiui gruntai F2 ndash mažai ir vidutiniškai jautrūs šalčiui gruntai F3 ndash labai jautrūs šalčiui gruntai 2)

iš F2 klasės grupių gruntų F1 klasei priskiriami gruntai kuriuose dalelių mažesnių už 0063 mm masė neviršija 5

kai CU ge15 arba ndash 15 kai CU le 60

X ndash tinka (X) ndash tinka sąlyginai - ndash

netinka

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

5

PAGRINDINĖS SĄVOKOS IR JŲ APIBRĖŽIMAI

Dispergatorius ndash gruntą išskaidanti medžiaga į smulkesnes grunto daleles

LST - Lietuvos standartas

Oksidatorius ndash molekulė atomas arba jonas prisijungiantis elektronų

ST ndash statybos taisyklės

UPD - Tai skysta substancija sudaryta iš cheminių junginių mišinio kurio sudėtyje yra

reaktyviųjų elektrolitų mišinyje ištirpintų sulfoninių grupių (jonų mainus gerinanti priemonė)

Stabilizacija ndash grunto pagerinimas įmaišant cheminių ar kitokių medžiagų

6

Įvadas

Grunto stiprinimas plačiai naudojamas įvairiose statybos šakose Šiame darbe

pateikiama metodika pagal kurią galima sužinoti grunto deformacijos modulių santykius

nestiprintame kelio sankasos grunte ir stiprintame kalkėmis cementu UPD priedu Ši

metodika leidžia tiklsiai ir greitai nustatyti tam tikro kelio sankasos grunto atsparumą

deformacijoms esant nestiprintam gruntui arba apdorotam su stiprinimo medžiagomis Atlikti

tyrimai parodo kad kelių tiesimo technologijos darbų kontrolės metodai tobulėja nes

atsiranda nauji modernūs prietaisai kurie tiksliai ir greitai parodo kokias deformacijas gali

atlaikyti sankasos gruntas aptariamos naujos pažangios technologijos pagal kurias gruntai

yra pagerinami taip kad nereikia naudoti brangių medžiagų įrengiant kelio sankasas

Baigiamajame darbe aprašoma kaip naudojant naujausias technologijas ir naujus priedus

gruntas buvo stiprinamas kalkėmis cementu ir UPD priedu Sankasos grunto deformacijosų

modulių tyrimai buvo atlikti nauju sertifikuotu vokiečių formos Frowagldquo įrenginiu-statine

plokšte su sija ir hidrauliniu siurbliu stiprinant gruntą naujais priedais yra sutaupomas kelių

tiesimo laikas bei brangios statybinės medžiagos

Pagal atliktų tyrimų rezultatus galima nustatyti kelio sankasos stiprinimo medžiagą

kuri padidintų grunto stiprumą deformacijoms ir kitiems veiksniams

bull Temos aktualumas ir naujumas ištirti kokiomis naujomis technologijomis yra

stabilizuojamas natūralus gruntas ir kokią įtaką turi kalkės cementas UPD priedas

juos panaudojant kaip stabilizavimo medžiagas

bull Šio baigiamojo darbo tikslas yra nustatyti grunto stiprinimo kalkėmis cementu

UPD priedu naudą kelio sankasoje

bull Šio baigiamojo darbo uždaviniai

1 Atlikti literatūros apžvalgą apie grunto stiprinimus kalkėmis cementu UPD

priedu

2 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą nesusiprintuose

molinguose smėliniuose gruntuose

3 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą sustiprintuose

molinguose smėlinguose gruntuose naudojant cementą kalkias UPD priedą

4 Nustatyti atliktų bandymo rezultatų patikimumą ir grunto stiprinimo cementu

kalkėmis UPD priedu ekonominį efektyvumą

5 Palyginti bandymo rezultatus su kitų autorių gautais bandymų rezultatais

7

1 LITERATŪROS APŽVALGA

Gruntas tvirtinamas rengiant transporto stovėjimo vietas ir aikšteles laikinus kelius

oro uostų kilimo ir tūpimo takus apsauginių pylimus kelkraščius platinant esamus kelius

Stabilizuotas pagrindas gali būti vieno arba kelių sluoksnių Viršutinio žemės sankasos

sluoksnio stiprumui padidinti gruntai gali būti stabilizuojami hidrauliniais rišikliais

pagerinami atitinkamos granuliometrinės sudėties mineralinėmis medžiagomis arba

pavojingomis petrocheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan

Šias pavojingas medžiagas suriša priedas bdquoroadbandldquo Tai jonų mainus gerinantis rišiklis

teršalus surišantis su gruntu Dėl šio poveikio sumažėja grunto užterštumo koncentracija

susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri yra atspari vandens poveikiui ir

neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį gruntą ar vandens

rezervuarus Šiuo metodu įrengtas pagrindas sudaro pastovią ir vandens bei šalčio poveikiui

atsparią diafragmą apsaugančią nuo viršutinių kelio dangos konstrukcijų trūkimų ir

deformacijų

11 Norminės literatūros apie gruntų stiprinimą apžvalaga

Lietuvos automobilių kelių direkcijos (LAKD) patvirtintose statybos taisyklėse (ST

188710638062004) nurodyta jog Jeigu inžineriniais geologiniais tyrinėjimais nustatyta

kad žemės sankasos įrengimui vartojant esamus gruntus negalima pasiekti reikalaujamų

sutankinimo rodiklio DPr ir (ar) deformacijos modulio EV2 reikšmių taip pat šiuos gruntus

sunku smulkinti paskleisti ir tankinti tai techniniame projekte turi būti nurodyti būdai ir

metodai kad būtų galima įrengti iš esamų gruntų žemės sankasą laikantis šių ST reikalavimų

Remiantis gruntų tyrimų rezultatais bei ekonominiu pagrindimu techniniame projekte gali

būti nurodyta naudoti gruntų pagerinimą ir (ar) stabilizavimą sumaišant gruntus žemės

sankasoje su kalkėmis ir (ar) cementu (toliau ndash hidrauliniais rišikliais) Gruntai gali būti

pagerinami mechaniniu būdu arba cheminiu būdu ty į žemės sankasos gruntus įmaišant

kalkių iki 4 grunto sausosios masės Gruntai gali būti stabilizuojami žemės sankasoje

sumaišant juos su hidrauliniais rišikliaisldquo

Cementu kalkėmis ir jonų mainus gerinančiu UPD priedu stabilizuotam žemės

sankasos arba apatiniam pagrindo sluoksniui įrengti gali būti naudojami šie gruntai

1 silpni gruntai

- molis su organinėmis priemaišomis molingas žvirgždas

- molingas žvyras molingi žvyringi smėliai

8

2 jautrūs šalčiui gruntai

- rišlūs moliai smėlingi ir dulkingi rišlūs moliai

- priemoliai smėlingi ir dulkingi priemoliai

- molingi smėliai smėlingas dulkis dulkis

- moliai smėlingi ir dulkingi moliai

- juostuoti priemoliai

Šie gruntai turi tenkinti šias sąlygas

1 pro 50 mm skersmens sietą praeinantys grūdeliai turi sudaryti 100 grunto

2 grunte turi būti ne mažiau nei 20 grūdelių mažesnių kaip 0074 mm

3 grunte turi būti ne daugiau kaip 5 organinių medžiagų

4 smėlio neturi būti daugiau kaip 40

5 plastiškumo rodiklis gt 5

6 brinkimas gt 1

Jei stabilizuojant gruntą naudojami hidrauliniai rišikliai (cementas ar stipriai

hidrauliškos kalkės) jie turi būti tolygiai mechaniniu būdu paskleidžiami ant esamo sluoksnio

paviršiaus prieš maišymo mechanizmą ir vienodai įmaišomi į sluoksnio mineralines

medžiagas Jei vėjo greitis viršija 8 ms miltelių pavidalo hidrauliniai rišikliai neturi būti

skleidžiami Rišiklio kiekis skleidimo juostose nuolat turi būti tikrinamas ty prieš

skleidžiant rišiklį tam tikru atstumu vienas nuo kito ant paruošto sluoksnio paklojant žinomo

ploto kontrolinius lakštus ir paskleidus rišiklį pasveriant ant jų patekusį rišiklio kiekį

Kaip nurodoma statybos taisyklėse (ST 188710638062004) bdquoStabilizuojamo grunto

sluoksnio storis turi būti ne mažesnis kaip 15 cm Taip pat turi būti tikrinamas rišiklio kiekis

Sluoksnį reikia sutankinti iki rišiklio kietėjimo pradžios

Techniniame projekte nurodoma žemės sankasos viršaus gruntus stabilizuoti

hidrauliniais rišikliais kai inžineriniais geologiniais tyrimais pagrindžiama kad sankasos

viršuje nebus pasiekiama reikalaujama deformacijos modulio Ev2 reikšmė 45 MPa (MNmsup2) ir

ekonomiškai netikslinga gruntus pagerinti mechaniniu būdu arba pakeisti Stabilizuojant

žemės sankasos viršaus gruntus padidinama deformacijos modulio Ev2 reikšmė ir

padidinamas žemės sankasos atsparumas šalčiuildquo

Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui nurodytas LAKD

patvirtintų metodinių nurodymų (MN GPSR 12) 11 lentelėje

9

11 lentelė Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui (MN GPSR 12)

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282

Stambiagrūdžiai

gruntai kurių

didžiausios

dalelės dydis 0 63 mm

le 5

le 60

Geros sanklodos žvyras ŽG

F1

- X X Periodinės sanklodos žvyras ŽP

Blogos sanklodos žvyras ŽB

gt 60

Geros sanklodos smėlis SG

- X X Periodinės sanklodos smėlis SP

Blogos sanklodos smėlis SB

Įvairiagrūdžiai

gruntai

5ndash15 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD

F22)

(X) X X Molingasis žvyras ŽM

gt 60 Dulkingasis smėlis SD

(X) X X Molingasis smėlis SM

15ndash30 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD0

F3

X X X Molingasis žvyras ŽM0

gt 60 Dulkingasis smėlis SD0

X X X Molingasis smėlis SM0

Smulkiagrūdžiai

gruntai gt 30

IP le 4

arba žemiau

A linijos Dulkis

Mažo

plastiškumo le 35 DL

F3

X X X

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 DV X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 DR X - -

IP ge 7 ir Molis Mažo le 35 ML X (X) (X)

10

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282 virš A linijos plastiškumo

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 MV

F2 X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 MR (X) - -

Organinis

gruntas ir

gruntas su

organinėmis

priemaišomis

gt 30 IP ge 7 ir

žemiau A

linijos

Dulkis Organinis ir

su

organinėmis

priemaišomis

35ndash50 OD F3 (X) (X) (X)

Molis gt 50 OM

F2

(X) - -

le 30 Gruntas nuo stambiagrūdžio iki

įvairiagrūdžio su kalkingais

žvyringais dariniais OK - (X) (X)

Stambiagrūdžiai gruntai kurių didžiausios dalelės dydis gt 63 mm (X) (X) (X) Nepastovaus stiprio uolienos nepilnai suirę uolienos (X) (X) (X)

Organiniai gruntai - - - 1)

F1 ndash nejautrūs šalčiui gruntai F2 ndash mažai ir vidutiniškai jautrūs šalčiui gruntai F3 ndash labai jautrūs šalčiui gruntai 2)

iš F2 klasės grupių gruntų F1 klasei priskiriami gruntai kuriuose dalelių mažesnių už 0063 mm masė neviršija 5

kai CU ge15 arba ndash 15 kai CU le 60

X ndash tinka (X) ndash tinka sąlyginai - ndash

netinka

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

6

Įvadas

Grunto stiprinimas plačiai naudojamas įvairiose statybos šakose Šiame darbe

pateikiama metodika pagal kurią galima sužinoti grunto deformacijos modulių santykius

nestiprintame kelio sankasos grunte ir stiprintame kalkėmis cementu UPD priedu Ši

metodika leidžia tiklsiai ir greitai nustatyti tam tikro kelio sankasos grunto atsparumą

deformacijoms esant nestiprintam gruntui arba apdorotam su stiprinimo medžiagomis Atlikti

tyrimai parodo kad kelių tiesimo technologijos darbų kontrolės metodai tobulėja nes

atsiranda nauji modernūs prietaisai kurie tiksliai ir greitai parodo kokias deformacijas gali

atlaikyti sankasos gruntas aptariamos naujos pažangios technologijos pagal kurias gruntai

yra pagerinami taip kad nereikia naudoti brangių medžiagų įrengiant kelio sankasas

Baigiamajame darbe aprašoma kaip naudojant naujausias technologijas ir naujus priedus

gruntas buvo stiprinamas kalkėmis cementu ir UPD priedu Sankasos grunto deformacijosų

modulių tyrimai buvo atlikti nauju sertifikuotu vokiečių formos Frowagldquo įrenginiu-statine

plokšte su sija ir hidrauliniu siurbliu stiprinant gruntą naujais priedais yra sutaupomas kelių

tiesimo laikas bei brangios statybinės medžiagos

Pagal atliktų tyrimų rezultatus galima nustatyti kelio sankasos stiprinimo medžiagą

kuri padidintų grunto stiprumą deformacijoms ir kitiems veiksniams

bull Temos aktualumas ir naujumas ištirti kokiomis naujomis technologijomis yra

stabilizuojamas natūralus gruntas ir kokią įtaką turi kalkės cementas UPD priedas

juos panaudojant kaip stabilizavimo medžiagas

bull Šio baigiamojo darbo tikslas yra nustatyti grunto stiprinimo kalkėmis cementu

UPD priedu naudą kelio sankasoje

bull Šio baigiamojo darbo uždaviniai

1 Atlikti literatūros apžvalgą apie grunto stiprinimus kalkėmis cementu UPD

priedu

2 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą nesusiprintuose

molinguose smėliniuose gruntuose

3 Atlikti sankasos deformacijos modulių santykio nustatymą sustiprintuose

molinguose smėlinguose gruntuose naudojant cementą kalkias UPD priedą

4 Nustatyti atliktų bandymo rezultatų patikimumą ir grunto stiprinimo cementu

kalkėmis UPD priedu ekonominį efektyvumą

5 Palyginti bandymo rezultatus su kitų autorių gautais bandymų rezultatais

7

1 LITERATŪROS APŽVALGA

Gruntas tvirtinamas rengiant transporto stovėjimo vietas ir aikšteles laikinus kelius

oro uostų kilimo ir tūpimo takus apsauginių pylimus kelkraščius platinant esamus kelius

Stabilizuotas pagrindas gali būti vieno arba kelių sluoksnių Viršutinio žemės sankasos

sluoksnio stiprumui padidinti gruntai gali būti stabilizuojami hidrauliniais rišikliais

pagerinami atitinkamos granuliometrinės sudėties mineralinėmis medžiagomis arba

pavojingomis petrocheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan

Šias pavojingas medžiagas suriša priedas bdquoroadbandldquo Tai jonų mainus gerinantis rišiklis

teršalus surišantis su gruntu Dėl šio poveikio sumažėja grunto užterštumo koncentracija

susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri yra atspari vandens poveikiui ir

neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį gruntą ar vandens

rezervuarus Šiuo metodu įrengtas pagrindas sudaro pastovią ir vandens bei šalčio poveikiui

atsparią diafragmą apsaugančią nuo viršutinių kelio dangos konstrukcijų trūkimų ir

deformacijų

11 Norminės literatūros apie gruntų stiprinimą apžvalaga

Lietuvos automobilių kelių direkcijos (LAKD) patvirtintose statybos taisyklėse (ST

188710638062004) nurodyta jog Jeigu inžineriniais geologiniais tyrinėjimais nustatyta

kad žemės sankasos įrengimui vartojant esamus gruntus negalima pasiekti reikalaujamų

sutankinimo rodiklio DPr ir (ar) deformacijos modulio EV2 reikšmių taip pat šiuos gruntus

sunku smulkinti paskleisti ir tankinti tai techniniame projekte turi būti nurodyti būdai ir

metodai kad būtų galima įrengti iš esamų gruntų žemės sankasą laikantis šių ST reikalavimų

Remiantis gruntų tyrimų rezultatais bei ekonominiu pagrindimu techniniame projekte gali

būti nurodyta naudoti gruntų pagerinimą ir (ar) stabilizavimą sumaišant gruntus žemės

sankasoje su kalkėmis ir (ar) cementu (toliau ndash hidrauliniais rišikliais) Gruntai gali būti

pagerinami mechaniniu būdu arba cheminiu būdu ty į žemės sankasos gruntus įmaišant

kalkių iki 4 grunto sausosios masės Gruntai gali būti stabilizuojami žemės sankasoje

sumaišant juos su hidrauliniais rišikliaisldquo

Cementu kalkėmis ir jonų mainus gerinančiu UPD priedu stabilizuotam žemės

sankasos arba apatiniam pagrindo sluoksniui įrengti gali būti naudojami šie gruntai

1 silpni gruntai

- molis su organinėmis priemaišomis molingas žvirgždas

- molingas žvyras molingi žvyringi smėliai

8

2 jautrūs šalčiui gruntai

- rišlūs moliai smėlingi ir dulkingi rišlūs moliai

- priemoliai smėlingi ir dulkingi priemoliai

- molingi smėliai smėlingas dulkis dulkis

- moliai smėlingi ir dulkingi moliai

- juostuoti priemoliai

Šie gruntai turi tenkinti šias sąlygas

1 pro 50 mm skersmens sietą praeinantys grūdeliai turi sudaryti 100 grunto

2 grunte turi būti ne mažiau nei 20 grūdelių mažesnių kaip 0074 mm

3 grunte turi būti ne daugiau kaip 5 organinių medžiagų

4 smėlio neturi būti daugiau kaip 40

5 plastiškumo rodiklis gt 5

6 brinkimas gt 1

Jei stabilizuojant gruntą naudojami hidrauliniai rišikliai (cementas ar stipriai

hidrauliškos kalkės) jie turi būti tolygiai mechaniniu būdu paskleidžiami ant esamo sluoksnio

paviršiaus prieš maišymo mechanizmą ir vienodai įmaišomi į sluoksnio mineralines

medžiagas Jei vėjo greitis viršija 8 ms miltelių pavidalo hidrauliniai rišikliai neturi būti

skleidžiami Rišiklio kiekis skleidimo juostose nuolat turi būti tikrinamas ty prieš

skleidžiant rišiklį tam tikru atstumu vienas nuo kito ant paruošto sluoksnio paklojant žinomo

ploto kontrolinius lakštus ir paskleidus rišiklį pasveriant ant jų patekusį rišiklio kiekį

Kaip nurodoma statybos taisyklėse (ST 188710638062004) bdquoStabilizuojamo grunto

sluoksnio storis turi būti ne mažesnis kaip 15 cm Taip pat turi būti tikrinamas rišiklio kiekis

Sluoksnį reikia sutankinti iki rišiklio kietėjimo pradžios

Techniniame projekte nurodoma žemės sankasos viršaus gruntus stabilizuoti

hidrauliniais rišikliais kai inžineriniais geologiniais tyrimais pagrindžiama kad sankasos

viršuje nebus pasiekiama reikalaujama deformacijos modulio Ev2 reikšmė 45 MPa (MNmsup2) ir

ekonomiškai netikslinga gruntus pagerinti mechaniniu būdu arba pakeisti Stabilizuojant

žemės sankasos viršaus gruntus padidinama deformacijos modulio Ev2 reikšmė ir

padidinamas žemės sankasos atsparumas šalčiuildquo

Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui nurodytas LAKD

patvirtintų metodinių nurodymų (MN GPSR 12) 11 lentelėje

9

11 lentelė Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui (MN GPSR 12)

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282

Stambiagrūdžiai

gruntai kurių

didžiausios

dalelės dydis 0 63 mm

le 5

le 60

Geros sanklodos žvyras ŽG

F1

- X X Periodinės sanklodos žvyras ŽP

Blogos sanklodos žvyras ŽB

gt 60

Geros sanklodos smėlis SG

- X X Periodinės sanklodos smėlis SP

Blogos sanklodos smėlis SB

Įvairiagrūdžiai

gruntai

5ndash15 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD

F22)

(X) X X Molingasis žvyras ŽM

gt 60 Dulkingasis smėlis SD

(X) X X Molingasis smėlis SM

15ndash30 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD0

F3

X X X Molingasis žvyras ŽM0

gt 60 Dulkingasis smėlis SD0

X X X Molingasis smėlis SM0

Smulkiagrūdžiai

gruntai gt 30

IP le 4

arba žemiau

A linijos Dulkis

Mažo

plastiškumo le 35 DL

F3

X X X

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 DV X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 DR X - -

IP ge 7 ir Molis Mažo le 35 ML X (X) (X)

10

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282 virš A linijos plastiškumo

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 MV

F2 X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 MR (X) - -

Organinis

gruntas ir

gruntas su

organinėmis

priemaišomis

gt 30 IP ge 7 ir

žemiau A

linijos

Dulkis Organinis ir

su

organinėmis

priemaišomis

35ndash50 OD F3 (X) (X) (X)

Molis gt 50 OM

F2

(X) - -

le 30 Gruntas nuo stambiagrūdžio iki

įvairiagrūdžio su kalkingais

žvyringais dariniais OK - (X) (X)

Stambiagrūdžiai gruntai kurių didžiausios dalelės dydis gt 63 mm (X) (X) (X) Nepastovaus stiprio uolienos nepilnai suirę uolienos (X) (X) (X)

Organiniai gruntai - - - 1)

F1 ndash nejautrūs šalčiui gruntai F2 ndash mažai ir vidutiniškai jautrūs šalčiui gruntai F3 ndash labai jautrūs šalčiui gruntai 2)

iš F2 klasės grupių gruntų F1 klasei priskiriami gruntai kuriuose dalelių mažesnių už 0063 mm masė neviršija 5

kai CU ge15 arba ndash 15 kai CU le 60

X ndash tinka (X) ndash tinka sąlyginai - ndash

netinka

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

7

1 LITERATŪROS APŽVALGA

Gruntas tvirtinamas rengiant transporto stovėjimo vietas ir aikšteles laikinus kelius

oro uostų kilimo ir tūpimo takus apsauginių pylimus kelkraščius platinant esamus kelius

Stabilizuotas pagrindas gali būti vieno arba kelių sluoksnių Viršutinio žemės sankasos

sluoksnio stiprumui padidinti gruntai gali būti stabilizuojami hidrauliniais rišikliais

pagerinami atitinkamos granuliometrinės sudėties mineralinėmis medžiagomis arba

pavojingomis petrocheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan

Šias pavojingas medžiagas suriša priedas bdquoroadbandldquo Tai jonų mainus gerinantis rišiklis

teršalus surišantis su gruntu Dėl šio poveikio sumažėja grunto užterštumo koncentracija

susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri yra atspari vandens poveikiui ir

neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį gruntą ar vandens

rezervuarus Šiuo metodu įrengtas pagrindas sudaro pastovią ir vandens bei šalčio poveikiui

atsparią diafragmą apsaugančią nuo viršutinių kelio dangos konstrukcijų trūkimų ir

deformacijų

11 Norminės literatūros apie gruntų stiprinimą apžvalaga

Lietuvos automobilių kelių direkcijos (LAKD) patvirtintose statybos taisyklėse (ST

188710638062004) nurodyta jog Jeigu inžineriniais geologiniais tyrinėjimais nustatyta

kad žemės sankasos įrengimui vartojant esamus gruntus negalima pasiekti reikalaujamų

sutankinimo rodiklio DPr ir (ar) deformacijos modulio EV2 reikšmių taip pat šiuos gruntus

sunku smulkinti paskleisti ir tankinti tai techniniame projekte turi būti nurodyti būdai ir

metodai kad būtų galima įrengti iš esamų gruntų žemės sankasą laikantis šių ST reikalavimų

Remiantis gruntų tyrimų rezultatais bei ekonominiu pagrindimu techniniame projekte gali

būti nurodyta naudoti gruntų pagerinimą ir (ar) stabilizavimą sumaišant gruntus žemės

sankasoje su kalkėmis ir (ar) cementu (toliau ndash hidrauliniais rišikliais) Gruntai gali būti

pagerinami mechaniniu būdu arba cheminiu būdu ty į žemės sankasos gruntus įmaišant

kalkių iki 4 grunto sausosios masės Gruntai gali būti stabilizuojami žemės sankasoje

sumaišant juos su hidrauliniais rišikliaisldquo

Cementu kalkėmis ir jonų mainus gerinančiu UPD priedu stabilizuotam žemės

sankasos arba apatiniam pagrindo sluoksniui įrengti gali būti naudojami šie gruntai

1 silpni gruntai

- molis su organinėmis priemaišomis molingas žvirgždas

- molingas žvyras molingi žvyringi smėliai

8

2 jautrūs šalčiui gruntai

- rišlūs moliai smėlingi ir dulkingi rišlūs moliai

- priemoliai smėlingi ir dulkingi priemoliai

- molingi smėliai smėlingas dulkis dulkis

- moliai smėlingi ir dulkingi moliai

- juostuoti priemoliai

Šie gruntai turi tenkinti šias sąlygas

1 pro 50 mm skersmens sietą praeinantys grūdeliai turi sudaryti 100 grunto

2 grunte turi būti ne mažiau nei 20 grūdelių mažesnių kaip 0074 mm

3 grunte turi būti ne daugiau kaip 5 organinių medžiagų

4 smėlio neturi būti daugiau kaip 40

5 plastiškumo rodiklis gt 5

6 brinkimas gt 1

Jei stabilizuojant gruntą naudojami hidrauliniai rišikliai (cementas ar stipriai

hidrauliškos kalkės) jie turi būti tolygiai mechaniniu būdu paskleidžiami ant esamo sluoksnio

paviršiaus prieš maišymo mechanizmą ir vienodai įmaišomi į sluoksnio mineralines

medžiagas Jei vėjo greitis viršija 8 ms miltelių pavidalo hidrauliniai rišikliai neturi būti

skleidžiami Rišiklio kiekis skleidimo juostose nuolat turi būti tikrinamas ty prieš

skleidžiant rišiklį tam tikru atstumu vienas nuo kito ant paruošto sluoksnio paklojant žinomo

ploto kontrolinius lakštus ir paskleidus rišiklį pasveriant ant jų patekusį rišiklio kiekį

Kaip nurodoma statybos taisyklėse (ST 188710638062004) bdquoStabilizuojamo grunto

sluoksnio storis turi būti ne mažesnis kaip 15 cm Taip pat turi būti tikrinamas rišiklio kiekis

Sluoksnį reikia sutankinti iki rišiklio kietėjimo pradžios

Techniniame projekte nurodoma žemės sankasos viršaus gruntus stabilizuoti

hidrauliniais rišikliais kai inžineriniais geologiniais tyrimais pagrindžiama kad sankasos

viršuje nebus pasiekiama reikalaujama deformacijos modulio Ev2 reikšmė 45 MPa (MNmsup2) ir

ekonomiškai netikslinga gruntus pagerinti mechaniniu būdu arba pakeisti Stabilizuojant

žemės sankasos viršaus gruntus padidinama deformacijos modulio Ev2 reikšmė ir

padidinamas žemės sankasos atsparumas šalčiuildquo

Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui nurodytas LAKD

patvirtintų metodinių nurodymų (MN GPSR 12) 11 lentelėje

9

11 lentelė Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui (MN GPSR 12)

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282

Stambiagrūdžiai

gruntai kurių

didžiausios

dalelės dydis 0 63 mm

le 5

le 60

Geros sanklodos žvyras ŽG

F1

- X X Periodinės sanklodos žvyras ŽP

Blogos sanklodos žvyras ŽB

gt 60

Geros sanklodos smėlis SG

- X X Periodinės sanklodos smėlis SP

Blogos sanklodos smėlis SB

Įvairiagrūdžiai

gruntai

5ndash15 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD

F22)

(X) X X Molingasis žvyras ŽM

gt 60 Dulkingasis smėlis SD

(X) X X Molingasis smėlis SM

15ndash30 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD0

F3

X X X Molingasis žvyras ŽM0

gt 60 Dulkingasis smėlis SD0

X X X Molingasis smėlis SM0

Smulkiagrūdžiai

gruntai gt 30

IP le 4

arba žemiau

A linijos Dulkis

Mažo

plastiškumo le 35 DL

F3

X X X

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 DV X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 DR X - -

IP ge 7 ir Molis Mažo le 35 ML X (X) (X)

10

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282 virš A linijos plastiškumo

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 MV

F2 X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 MR (X) - -

Organinis

gruntas ir

gruntas su

organinėmis

priemaišomis

gt 30 IP ge 7 ir

žemiau A

linijos

Dulkis Organinis ir

su

organinėmis

priemaišomis

35ndash50 OD F3 (X) (X) (X)

Molis gt 50 OM

F2

(X) - -

le 30 Gruntas nuo stambiagrūdžio iki

įvairiagrūdžio su kalkingais

žvyringais dariniais OK - (X) (X)

Stambiagrūdžiai gruntai kurių didžiausios dalelės dydis gt 63 mm (X) (X) (X) Nepastovaus stiprio uolienos nepilnai suirę uolienos (X) (X) (X)

Organiniai gruntai - - - 1)

F1 ndash nejautrūs šalčiui gruntai F2 ndash mažai ir vidutiniškai jautrūs šalčiui gruntai F3 ndash labai jautrūs šalčiui gruntai 2)

iš F2 klasės grupių gruntų F1 klasei priskiriami gruntai kuriuose dalelių mažesnių už 0063 mm masė neviršija 5

kai CU ge15 arba ndash 15 kai CU le 60

X ndash tinka (X) ndash tinka sąlyginai - ndash

netinka

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

8

2 jautrūs šalčiui gruntai

- rišlūs moliai smėlingi ir dulkingi rišlūs moliai

- priemoliai smėlingi ir dulkingi priemoliai

- molingi smėliai smėlingas dulkis dulkis

- moliai smėlingi ir dulkingi moliai

- juostuoti priemoliai

Šie gruntai turi tenkinti šias sąlygas

1 pro 50 mm skersmens sietą praeinantys grūdeliai turi sudaryti 100 grunto

2 grunte turi būti ne mažiau nei 20 grūdelių mažesnių kaip 0074 mm

3 grunte turi būti ne daugiau kaip 5 organinių medžiagų

4 smėlio neturi būti daugiau kaip 40

5 plastiškumo rodiklis gt 5

6 brinkimas gt 1

Jei stabilizuojant gruntą naudojami hidrauliniai rišikliai (cementas ar stipriai

hidrauliškos kalkės) jie turi būti tolygiai mechaniniu būdu paskleidžiami ant esamo sluoksnio

paviršiaus prieš maišymo mechanizmą ir vienodai įmaišomi į sluoksnio mineralines

medžiagas Jei vėjo greitis viršija 8 ms miltelių pavidalo hidrauliniai rišikliai neturi būti

skleidžiami Rišiklio kiekis skleidimo juostose nuolat turi būti tikrinamas ty prieš

skleidžiant rišiklį tam tikru atstumu vienas nuo kito ant paruošto sluoksnio paklojant žinomo

ploto kontrolinius lakštus ir paskleidus rišiklį pasveriant ant jų patekusį rišiklio kiekį

Kaip nurodoma statybos taisyklėse (ST 188710638062004) bdquoStabilizuojamo grunto

sluoksnio storis turi būti ne mažesnis kaip 15 cm Taip pat turi būti tikrinamas rišiklio kiekis

Sluoksnį reikia sutankinti iki rišiklio kietėjimo pradžios

Techniniame projekte nurodoma žemės sankasos viršaus gruntus stabilizuoti

hidrauliniais rišikliais kai inžineriniais geologiniais tyrimais pagrindžiama kad sankasos

viršuje nebus pasiekiama reikalaujama deformacijos modulio Ev2 reikšmė 45 MPa (MNmsup2) ir

ekonomiškai netikslinga gruntus pagerinti mechaniniu būdu arba pakeisti Stabilizuojant

žemės sankasos viršaus gruntus padidinama deformacijos modulio Ev2 reikšmė ir

padidinamas žemės sankasos atsparumas šalčiuildquo

Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui nurodytas LAKD

patvirtintų metodinių nurodymų (MN GPSR 12) 11 lentelėje

9

11 lentelė Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui (MN GPSR 12)

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282

Stambiagrūdžiai

gruntai kurių

didžiausios

dalelės dydis 0 63 mm

le 5

le 60

Geros sanklodos žvyras ŽG

F1

- X X Periodinės sanklodos žvyras ŽP

Blogos sanklodos žvyras ŽB

gt 60

Geros sanklodos smėlis SG

- X X Periodinės sanklodos smėlis SP

Blogos sanklodos smėlis SB

Įvairiagrūdžiai

gruntai

5ndash15 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD

F22)

(X) X X Molingasis žvyras ŽM

gt 60 Dulkingasis smėlis SD

(X) X X Molingasis smėlis SM

15ndash30 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD0

F3

X X X Molingasis žvyras ŽM0

gt 60 Dulkingasis smėlis SD0

X X X Molingasis smėlis SM0

Smulkiagrūdžiai

gruntai gt 30

IP le 4

arba žemiau

A linijos Dulkis

Mažo

plastiškumo le 35 DL

F3

X X X

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 DV X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 DR X - -

IP ge 7 ir Molis Mažo le 35 ML X (X) (X)

10

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282 virš A linijos plastiškumo

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 MV

F2 X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 MR (X) - -

Organinis

gruntas ir

gruntas su

organinėmis

priemaišomis

gt 30 IP ge 7 ir

žemiau A

linijos

Dulkis Organinis ir

su

organinėmis

priemaišomis

35ndash50 OD F3 (X) (X) (X)

Molis gt 50 OM

F2

(X) - -

le 30 Gruntas nuo stambiagrūdžio iki

įvairiagrūdžio su kalkingais

žvyringais dariniais OK - (X) (X)

Stambiagrūdžiai gruntai kurių didžiausios dalelės dydis gt 63 mm (X) (X) (X) Nepastovaus stiprio uolienos nepilnai suirę uolienos (X) (X) (X)

Organiniai gruntai - - - 1)

F1 ndash nejautrūs šalčiui gruntai F2 ndash mažai ir vidutiniškai jautrūs šalčiui gruntai F3 ndash labai jautrūs šalčiui gruntai 2)

iš F2 klasės grupių gruntų F1 klasei priskiriami gruntai kuriuose dalelių mažesnių už 0063 mm masė neviršija 5

kai CU ge15 arba ndash 15 kai CU le 60

X ndash tinka (X) ndash tinka sąlyginai - ndash

netinka

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

9

11 lentelė Gruntų grupių ir rišiklių tinkamumas gruntų sustiprinimui (MN GPSR 12)

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282

Stambiagrūdžiai

gruntai kurių

didžiausios

dalelės dydis 0 63 mm

le 5

le 60

Geros sanklodos žvyras ŽG

F1

- X X Periodinės sanklodos žvyras ŽP

Blogos sanklodos žvyras ŽB

gt 60

Geros sanklodos smėlis SG

- X X Periodinės sanklodos smėlis SP

Blogos sanklodos smėlis SB

Įvairiagrūdžiai

gruntai

5ndash15 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD

F22)

(X) X X Molingasis žvyras ŽM

gt 60 Dulkingasis smėlis SD

(X) X X Molingasis smėlis SM

15ndash30 le 60 Dulkingasis žvyras ŽD0

F3

X X X Molingasis žvyras ŽM0

gt 60 Dulkingasis smėlis SD0

X X X Molingasis smėlis SM0

Smulkiagrūdžiai

gruntai gt 30

IP le 4

arba žemiau

A linijos Dulkis

Mažo

plastiškumo le 35 DL

F3

X X X

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 DV X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 DR X - -

IP ge 7 ir Molis Mažo le 35 ML X (X) (X)

10

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282 virš A linijos plastiškumo

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 MV

F2 X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 MR (X) - -

Organinis

gruntas ir

gruntas su

organinėmis

priemaišomis

gt 30 IP ge 7 ir

žemiau A

linijos

Dulkis Organinis ir

su

organinėmis

priemaišomis

35ndash50 OD F3 (X) (X) (X)

Molis gt 50 OM

F2

(X) - -

le 30 Gruntas nuo stambiagrūdžio iki

įvairiagrūdžio su kalkingais

žvyringais dariniais OK - (X) (X)

Stambiagrūdžiai gruntai kurių didžiausios dalelės dydis gt 63 mm (X) (X) (X) Nepastovaus stiprio uolienos nepilnai suirę uolienos (X) (X) (X)

Organiniai gruntai - - - 1)

F1 ndash nejautrūs šalčiui gruntai F2 ndash mažai ir vidutiniškai jautrūs šalčiui gruntai F3 ndash labai jautrūs šalčiui gruntai 2)

iš F2 klasės grupių gruntų F1 klasei priskiriami gruntai kuriuose dalelių mažesnių už 0063 mm masė neviršija 5

kai CU ge15 arba ndash 15 kai CU le 60

X ndash tinka (X) ndash tinka sąlyginai - ndash

netinka

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

10

grindinė grupė

pagal

LST 1331

Dalelių matmenys

mm ir kiekis masės

Plastiškumo

rodiklis IP ir

padėtis

linijos A

atžvilgiu

pagal

LST 1331

Grunto grupės

Jautrio

šalčiui

klasė1)

Rišiklis

Dalelės

le 006 mm Dalelės

le 2 mm Grunto grupės

pavadinimas

Takumo

riba

WLmasės

Trumpasis

žymuo

Maltos

negesintos

ir gesintos

kalkės

pagal LST

EN 459-1

Cementas

pagal

LST EN

197-1

Hidrauliniai

kelių

rišikliai

pagal

LST L ENV

13282 virš A linijos plastiškumo

Vidutinio

plastiškumo 35ndash50 MV

F2 X (X) (X)

Didelio

plastiškumo gt 50 MR (X) - -

Organinis

gruntas ir

gruntas su

organinėmis

priemaišomis

gt 30 IP ge 7 ir

žemiau A

linijos

Dulkis Organinis ir

su

organinėmis

priemaišomis

35ndash50 OD F3 (X) (X) (X)

Molis gt 50 OM

F2

(X) - -

le 30 Gruntas nuo stambiagrūdžio iki

įvairiagrūdžio su kalkingais

žvyringais dariniais OK - (X) (X)

Stambiagrūdžiai gruntai kurių didžiausios dalelės dydis gt 63 mm (X) (X) (X) Nepastovaus stiprio uolienos nepilnai suirę uolienos (X) (X) (X)

Organiniai gruntai - - - 1)

F1 ndash nejautrūs šalčiui gruntai F2 ndash mažai ir vidutiniškai jautrūs šalčiui gruntai F3 ndash labai jautrūs šalčiui gruntai 2)

iš F2 klasės grupių gruntų F1 klasei priskiriami gruntai kuriuose dalelių mažesnių už 0063 mm masė neviršija 5

kai CU ge15 arba ndash 15 kai CU le 60

X ndash tinka (X) ndash tinka sąlyginai - ndash

netinka

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

11

Jeigu gruntas tenkina visas nustatytas sąlygas galima atlikti grunto stabilizaciją

parenkant reikalingą medžiagą Priemoliui moliui naudojama jonų mainus gerinantys priedai

arba kalkės o smėlinius žvyrinius ir kitas birus gruntas stabilizuojamas cementu Atlikus

stabilizaciją gruntas yra sutankinamas ir suprofiliuojamas Taip sankasa įgauna reikalingą

išilginį ir skersinį nuolydį Sutankinus pagrindo sluoksnį reikia patikrinti sluoksnio stiprumą

nustatant deformacijos modulį išilginį lygumą skersinį lygumą sluoksnio storį plotį

skersinius nuolydžius išilgines ir skersines siūles sluoksnio monolitiškumą taip pat

projektinius aukščius ir padėtį plane

Suprofiliuotą pagrindo sluoksnį būtina palikti pakankamai ilgam laikui kad galėtų

įvykti jonų mainai gerinančio priedo arba cemento kalkių sukeliamos cheminės reakcijos Šį

laiką atsižvelgiant į aplinkos temperatūrą nustato statybos rangovas Bandymą

rekomenduojama atlikti praėjus 3-7 dienom nuo pagrindo įrengimo Sluoksnio stiprumas

tikrinamas nustatant deformacijos modulį Pagrindo sluoksnio stiprumas tikrinamas 30 cm

skersmens statine plokšte

12 Grunto stiprumo pagerinimas jonų mainų pagrindu veikiančiais priedais

Stiprinant gruntą naudojama keletas jonų mainų pagrindu veikiančių priedų Vienas iš

plačiau naudojamų yra preparatas UPD Šia medžiaga kartu su cementu stabilizuojamos

žemės sankasos kelio pagrindas ir dangos skirtos kelio konstrukcijos pagrindiniams

laikomiesiems sluoksniams stovėjimo ir sandėliavimo vietoms stovėjimo aikštelėms

keliams (krašto kvartalo laikiniems miško) rengti esantiems keliams ir kelkraščiams

platinti taip pat apsauginiams pylimams dviračių takams bei statiniams kuriems gresia

ilgalaikis vandens poveikis stiprinti

UPD preparatu stabilizuoti kelio pagrindai dangos apsauginiai pylimai gali būti vieno

arba kelių sluoksnių Stabilizuoti galima taip pat lakiosiomis medžiagomis pavojingomis

cheminėmis medžiagomis pvz benzinu nafta aliejais toluenu ir pan užterštus gruntus Šias

medžiagas UPD preparatas suriša su gruntu todėl kaip minėta sumažėja aukšta jų

užterštumo koncentracija susidaro į nuosėdines uolienas panaši medžiaga kuri atspari

vandens poveikiui ir neleidžia išvardintoms kenksmingoms medžiagoms nutekėti į šalia esantį

gruntą ar vandens rezervuarus UPD preparatu ir cementu arba lakiaisiais pelenais stabilizuoti

ypač tinkami kilsnūs gruntai molingi gruntai priemoliai sbquoNorint atlikti grunto stiprinimą su

UPD priedu arba bet kuria jonų mainus gerinančia medžiaga būtina naudoti cementą kaip

rišamąją jonų mainus atliekančią medžiagąldquo (Bukowski 2002)

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

12

13 Grunto pagerinimas kalkėmis

Kaip pažymi HM Graves (1996) bdquoGrunto pagerinimas kalkėmis pirmą kartą buvo

panaudotas 1950 m JAV Bet šis procesas buvo išplėtotas tik po 20 m Pirmasis ištobulintas

grunto stabilizavimas buvo panaudotas Jungtinėje karalystėje Gruntas buvo sumaišytas

vietoje panaudojant mechanines frezas taip pat buvo išbandyta keliuose kelio ruože su keletu

kalkių ir grunto santykių bet buvo pastebėta kad daugiau kaip 5 negalima įmaišyti kalkių į

gruntą nes suprastėja grunto kaip pagrindo savybės ir reikalingas vandens surinkimas

kadangi toks pagrindas tampa mažai laidžiu vandeniui pagrinduldquo

Sėkmingas grunto stabilizavimas parodė kad galima netvirtus gruntus sustiprinti ir

padaryti juos tokiais gruntais kures būtų tinkami tiesiant kelius bet reikia atkreipti dėmesį į

įvairias sąlygas Taip pat turi būti atlikti grunto tyrimai ir nustatyta ar gruntą galima

stabilizuoti kalkėmis Kelio techniniame projekte turi būti nurodyti gruntui stabilizuoti

reikalingi kalkių kiekiai ir rūšys Gruntui pagerinti gali būti vartojamos negesintos arba

hidratinės (gesintos) kalkės atitinkančios standarto (LST EN 459-1+AC2002) reikalavimus

Hidratinės kalkės gali būti sausų miltelių kalkių tešlos ir kalkių pieno pavidalo Jos vartotinos

tada kai gruntų drėgnis mažesnis arba artimas optimaliajam negesintos kalkės vartotinos

tada kai gruntų drėgnis viršija optimalųjį drėgnį

Pirmieji grunto stabilizacijos bandymai su kalkėmis buvo atlikti 1979 m (Holm)

Buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą kalkėmis jis sutvirtėja 15 kartų jau po 3 savaičių ir

apie 35 kartus po 16 mėnesių Atlikus stiprį gniuždant buvo gauti rezultatai nestabilizuoto

grunto 03 MPa stabilizuoto grunto su kalkėmis po 3 savaičių 45 MPa ir po 16 mėnesių 108

MPa taip pat Al-Rawi 1981 m nustatė (Bell 1989) kad stabilizuoti kalkėmis gruntai tampa

atsparesni temperatūroms ir įšalo gyliui (11 pav) Kuo stambesnės frakcijos molis tuo

stabilizacija yra kokybiškesnė nes buvo pastebėta kad stabilizavus gruntą yra surišamos

smulkiausios molio dalelės ir taip gruntas tampa pralaidesnis vandeniui Dėl šios savybės

kelio sankasa taip greitai neįmirksta ir veikiant užšaldymo-atšildymo ciklams kelio sankasa

tampa žymiai stabilesnė ir ilgaamžiškesnė be to taip yra sumažinamas šalčiui nejautrių

medžiagų sluoksnisTai atpigina kelio tiesimą

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

13

11 pav Grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo kalkių kiekio (Bell 1989)

Kaip matome iš 11 pav gruntas kietėja nuolat kai jis stabilizuotas kalkėmis

geriausias parinktas kalkių kiekis yra 4 nuo grunto kiekio Kalkės yra geras stabilizatorius

gruntui kai jo yra naudojama saikingai nes kalkėms reaguojant su vandeniu esančiu grunte

labai pakyla grunto temperatūra ir išgaruoja iš grunto perteklins vandenduo Tačiau jeigu

kalkių kiekis yra per didelis gruntas gruntas praranda apie 10-20 galimo stiprio gniuždant

Buvo atlikti bandymai molį stabilizuojant negesintomis kalkėmis Molis buvo

optimalaus 15-20 drėgnio Atlikus bandymus buvo pastebėta kad vanduo iš molio yra

išgarinamas reaguojant vandeniui su negesintomis kalkėmis molis pradėjo kietėti ir įgauti

kietą formą 12 pav matome kad kuo ilgiau molis stovėjo sumaišytas su negesintomis

kalkėmis tuo jis darėsi tvirtesnis (12 pav)

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

14

12 pav Molio stiprio kerpant priklausomybė nuo kalkių kiekio (EJGE Vol17 2012)

Atlikus bandymus buvo gauti tokie rezultatai

1 Laikant stabilizuotą molį su negesintomis kalkėmis 28 dienas jis sukietėja

50 labiau negu laikant jį 7 dienas

2 Pagrindinis molio stipris įgaunamas kai yra įmaišoma 4 negesintų kalkių

3 Sumaišius molį su 6 kalkių stabilizuoto molio stipris sumažėja apie 50

Apibendrinus rezultatus buvo nustatyta kad į molį įmaišius 4 negesintų kalkių

gaunamas efektyviausias rezultatas todėl stabilizuojant gruntą reikia neviršyti kalkių kiekio

nes taip galima tiktai pakenkti (12 pav)

Kalkės buvo panaudotos miško kelio gruntui stabilizuoti kurį sudarė molinis gruntas

buvo atlikti statinio štampo bandymai nustatyti deformacijos moduliai E2 kurie pateikti 12

lentelėje ir 13 pav (Primusz 2008)

14 lentelė Kalkėmis stabilizuoto grunto bandymai statiniu štampu ir grunto drėgnis

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

15

13 pav Kalkėmis stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo laiko (Primusz 2008)

Atliktų tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip

moliai po stabilizacijos sutvirtėja taip pat sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro

neplastiškas taip pat bėgant laikui gruntas tvirtėja Stabilizuojant miško kelius kalkėmis yra

ekologiška nes naudojamos natūralios medžiagos toks grunto pagerinimas yra biologiškai

techniškai ir ekonomiškai geresnis Kalkėmis sustiprinant gruntą sutaupoma laiko ir pinigų

projektuojant ir įgyvendinant projektus kalkės išdžiovina gruntą sumažina kelių tiesimo

prastovas dėl oro sąlygų Kalkės modifikuoja chemiškai molį ir purius gruntus į legvai

apdirbamas medžiagas Stabilizavus nestabilų gruntą chemiškai sukuriamas patvarus bet

kartu ir elastingas ilgalaikis kelio sankasos padas

Apibendrinami grunto stabilizavimo kalkėmis tyrimus matome kad šis priedas gruntų

savybes ženkliai pagerina Grunto stipris gniuždymui padidėja nuo 10 iki 30 taip pat pagal kai

kuriuos mokslininkus (Primusz 2008) padidėja ir grunto atsparumas užšaldymo-atšildymo

ciklams pasikeičia grunto savybės su juo galima legviau dirbti jis yra lengviau apdorojamas kas

leidžia sutrumpinti kelio statybos laiką suploninti kelio konstrukcijas dėl šių priežasčių atpinga

kelio statyba

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

16

14 Grunto stabilizacija cementu

Dallas N Little (2000) pažymi kad grunto stabilizacijos cementu buvo pradėtos nuo

1915 m Buvo pastebėta kad cementas geras stabilizatorius įvairiems gruntams ne tik

smėliams žvyrams bet ir tokiems gruntams kaip dumblas ir molis taip pat cementu galima

stabilizuoti frezuotą asfaltbetonį ir frezuotą betoną Surištos tokios medžiagos tampa ir kaip

antifiltracinė priemonė

Grunto stabilizavimo cementu tyrimus atliko Jan R Prusinski (1999) Jis pažymi kad

bdquoCementą sudarantys mineralai kalcio silikatas ir kalcio aliuminatas susijungia su vandeniu

(hidratuoja) ir susidaro cementinio akmens junginiai tokie kaip kalcio-silikato-hidratas ir

kalcio-aliuminio-hidratas taip pat ir perteklinis kalcio hidroksidas Taip cementas stabilizuoja

tiek stambiagrūdžius gruntus (stambios frakcijos žvyrus skaldas) tiek smulkiagrūdžius

(smėlius dulkes įvairius molius)ldquo

Taigi galima sakyti kad cementas tinka visiems gruntams bei statybinėms atliekoms

stabilizuoti Taip galima atpiginti įvairių kelių tiesimo aikštelių statybos darbus Naudojant

stabilizavimą sankasose pasiekiamas grunto sustiprinimas ne tik deformacijoms tai gali būti

ir antifiltracinė priemonė kuri padės apsaugoti kelio sankasą nuo įmirkimo bet tokiu atveju

turėtų būti gruntinio vandens surinkimas ndash drenažai gilesnės už sankasą lietaus nuvedimo

sistemos

Smėlinių grunto stabilizaciją cementu tyrė FG Bell (1989) Į smėlį buvo įmaišoma

nuo 1 iki 10 cemento ir bandomas grunto stipris gniuždant Bandymai buvo atliekami 1

3 7 14 28 kietėjimo dienomis Nestabilizuoto smėlio stipris gniuždant buvo nuo 26 MPa iki

31 MPa laikant 20 oC temperatūroje 28 dienas 14 pav pavaizduota grunto gniuždymo stiprio

priklausomybė nuo cemento kiekio smėlio bendros masės

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

17

14 pav Cementu stabilizuoto grunto stiprio gniuždant priklausomybė nuo cemento kiekio

(Bell 1989)

Tyrimų autorius (Bell 1989) pažymi kad bdquolaikant 28 dienas pasiekiamas 80 viso

gaunamo stabilizuoto grunto stipris gniuždant Atlikus smėlinio grunto stabilizaciją ir

palaikius 28 paras smėlis įgauna nuo 10 iki 15 kartų didesnį stiprį negu nestabilizuoto Taip

pat iš 14 pav matome kad kietėjant 28 paras didžiausias smėlio stipris yra pasiekiamas kai

jis yra sumaišytas su 7 cementoldquo

Išanalizavus visus anksčiau pateiktų autorių darbus galima teigti kad grunto

stiprinimas įvairiomis medžiagomis pasiteisina Pvz FG Bell (1989) pastebėjo kad

sustiprinus sankasą kalkėmis gruntas įgauna ne tik didesnį atsparumą deformacijos bet ir

padaro gruntą atsparesnį užšaldymondashatšildymo ciklams Cementas dėl savo savybių tinka tiek

moliniams tiek smėliniams gruntams (Bell 1989 Prusinski 1999 Dallas 2000)

Apibendrinant literatūros apžvalgą galima teigti kad grunto stabilizavimas yra tinkama

priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio sankasai be to

sustiprinus tokį gruntą jisai įgauna papildomą stiprį ir atsparumą deformacijoms tai suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

18

2 DARBO METODIKA

21 Bandymai statine plokšte automobilių kelių pagrindams matavimų teoriniai

principai

Tyrimo objektas

Bandymai buvo atliekami kelio Nr 136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis atkarpoje nuo

Pilviškių 26 kilometro iki 33 kilometro

Grunto stiprumo bandymai atlikti remiantis standartu LST 136051995 bdquoAutomobilių

kelių gruntai Bandymas štampuldquo Spaudimo štampu bandymą galima taikyti

stambiagrūdžiams įvairiagrūdžiams kietiems smulkiagrūdžiams gruntams Dalelių

stambesnių negu frac14 štampo skersmens po plokšte neturi būti Greitai džiūstančių smėlių

suslūgusių arba laikinai suminkštėjusių gruntų taip pat gruntų kurių viršutinė dalis suardyta

spaudimo štampu bandymas atliekamas pašalinus šį gruntą Tiriamojo grunto tankis turi likti

nepakitęs

Tiriant smulkiagrūdžius gruntus (molį) šį metodą galima taikyti kai gruntai yra kietos

konsistencijos

Atliekant bandymą po statine plokšte grunto paviršius turi būti lygus o jeigu yra

nedidelių nelygumų būtina papilti smulkaus sauso smėlio ir išlyginti pagrindą Kadangi

atlikus kelio išplatinamos dalies lovio formos dugno grunto stabilizaciją paviršius buvo

suvoluotas ir suprofiliuotas pagrindas yra pakankamai lygus ir sausas tokiu atveju sauso

smėlio naudoti beveik nereikėjo

Šiam bandymui atlikti reikalinga apkrovos atsvara kuri turi būti 10 kN didesnė negu

didžiausia bandymo apkrova Atsvarai tinka pakrautas sunkvežimis automobilio priekaba ir

pan Štampui apkrauti naudojamas paprasto veikimo hidraulinis presas kurio spaudimo

stūmoklis nuėmus apkrovą turi savaime sugrįžti į pradinę padėtį

Kelių dangai projektuoti reikalingas deformacijos modulis Ev nustatomas naudojant

300 mm skersmens plokštę Apkrova didinama tol kol pasiekiama 5 mm deformacija arba

grunto įtempimai po plokšte yra apie 05 MNm2

Tiriant silpnus gruntus bandymas nutraukiamas kai įlinkiai arba įtempimai yra

mažesni negu nurodyti arba kai apkrovos didinimas rodo staigų deformacijos padidėjimą

artimą grunto išstūmimo būsenai

Apkraunant ir nukraunant gruntą kita apkrova uždedama tik po 120 s Tiriant kelio

konstrukcijos medžiagą apkrovos tarpas gali būti sutrumpintas iki 60 s

Plokštė nukraunama didžiausią apkrovą mažinant 50 25 ir 0 Visiškai nukrovus

plokštę atliekamas antrasis apkrovimo ciklas bet tik iki priešpaskutinės pirmojo ciklo

apkrovos

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

19

Antrojo apkrovimo ciklui patikrinti laipsniškai visiškai nukrovus plokštę gali būti

atliekamas ir trečiasis apkrovimo ciklas Per šį ciklą tučtuojau po antrosios apkrovos be

tarpinių bandymų uždedama antrojo ciklo galutinė apkrova

Grunto deformacijos modulis Ev turint pirmojo ir pakartotinio apkrovimo nusėdimų

kreivę (21 pav) apskaičiuojamos pagal kirstinės nuolydį tarp taškų 03 σmax ir 07 σmax pagal

lygtį

Ev=15r∙ Δ σ Δ s (21)

čia

r - apkrovos plokštės spindulys mm

Δ σ - grunto įtempimų pokytis po plokšte MNm2

Δ s - grunto deformacijos pokytis plokštės centre mm

21 pav Nusėdimo kreivės pavyzdys deformacijų moduliui Ev nustatyti (LST 136051995)

Paprastai projektuojant kelio dangą yra naudojamas antrojo apkrovimo ciklo metu

gautas deformacijų modulis Ev2 Įvertinant ar tinkamas kelio dangos pagrindas skaičiuojamas

santykis tarp Ev1 ir Ev2 Pagal statybos taisykles ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių

žemės sankasos įrengimasldquo stabilizuoto pagrindo Ev2 neturi būti mažesnis kaip 45 MPa ir

santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Atlikus bandymus yra išrašomi bandymu protokolai

(3 Priedas)

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

20

22 Prietaiso ndash statinės plokštėsndash charakteristikos

Naudojamas prietaisas atitinka standartą DIN 18134 gamintojas ndashVokiečių

įmonė Frowag (22 23 pav) Šis prietaisas naudojamas automobilių kelių gatvių

aerodromų pėsčiųjų takų bei aikštelių pagrindo stiprumui patikrinti Dažniausiai naudojamas

300 mm skersmens statinė plokštė Taip pat galima naudoti ir 600 ir 762 mm plokštės

22 pav Statinė plokštė

300 mm skersmens apkrovos plokštė su matavimo anga 1 - matavimo anga 2 -

rutulinis lizdas 3 - sferinė lanksta 4 - gulsčiukas 5 - rankena plokštei nešti

23 pav Statinė plokštė su sija ir hidrauliniu siurbliu

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

21

Prietaisą sudaro

1 Dinaminis štampas

2 Hidraulinis siurblys su monometru ir hidraulinis presas

3 Laikantysis rėmas

4 Matavimo indikatorius

Techniniai duomenys

Laikančiojo rėmo matmenys ItimesPtimesA 1240times200times420 mm

Darbiniu rėžimu rėmo matmenys ItimesPtimesA 1900times610times420 mm

Laikančiojo rėmo masė 105 kg

Pilna įrenginio masė su visais elementais dinaminė plokštė hidraulinis siurblys su

hidrauliniu presu laikantysis rėmas iš viso 86 kg

Prietaisas atitinka standartus

ISO 14405-22011 ISO 22476-122009

23 Grunto stabilizacija ir bandymai statine plokšte

Kelias Nr136 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis buvo platinamas įvairiai bet vidutinis

sankasos platinimas buvo 15 metro tiek kairėje tiek dešinėje kelio pusėse Pagal geologinius

tyrimus silpna sena sankasa buvo nukasta ir stabilizuota per visą kelio plotį Sankasa buvo

platinima nukasant seno kelio kelkraštį ir pilant gruntą į platinamą sankasą Platinant sankasą

gruntai vyravo įvairūs nuo smėlinio-žvyrinio grunto iki molinio grunto Praplatintai sankasai

buvo atliekama grunto stabilizacija kalkėmis cementu tam kad būtų pasiekiamas reikiamas

sutankinimas ir kietumas ir tam kad nereikėtų naudoti brangių dideliu atstumu vežamų

gruntų Dėl šių sprendinių buvo sumažinti kelio renovacijos kaštai Kelio sankasos skersiniai

profiliai yra skirtingi ty nevienodo pločio Tai lėmė kad ir grunto stiprinimas buvo

atliekamas įvairiais pločiais (2 Priedas) Rekonstruojamame kelio ruože vyravo 1 2 ir 6 kelio

skersinių profilių tipai (24 25 26 pav)

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

22

24 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilio 1 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

23

25 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 2 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

24

26 pav Rekonstruojamo kelio skersinis profilis 6 tipas (Kelias Nr 136 darbo projektas)

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

25

Kaip matome iš kelio skesinių profilių tipų gruntas stiprinamas permaišant žemės

sankasos viršų cementu kalkėmis 030 m gyliu Taip yra sukuriama stipri kelio sankasa ant

kurios galima įrengti kitus konstrukcijos elementus Kaip matome kelio konstrukcijos 2 tipas

(25 pav) reikalauja stabilizuoti visą kelio plotį 6 tipas (26 pav) turi drenažo sistemą ji

buvo įrengiama šalia pėsčiųjų tako (kurio ilgis 32 km) tam kad nuo sankasos būtų

surenkamas vanduo nes griovio nepakaktų sankasai nusausinti Tose vietose kur griovio

nebuvo įmanoma suprojektuoti irgi buvo įrengtas kelio drenažas

Gruntas buvo stiprinamas tik sausomis dienomis kad neįmirkintų stiprinamos

sankasos ir kad lengviau būtų sankasą suprofiliuoti Naudojant barstytuvus grunto frezą buvo

paskleidžiama stabilizuojanti medžiaga ir gruntas permalamas tada sankasa suvoluojama ir

autogreideriu arba buldozeriu suprofiliuojama iki reikalingo projektinio aukščio tada dar

kartą pervoluojama nepaliekant padangos vežių ir įspaudimų kurie trukdytų nubėgti vandeniui

nuo sankasos (27 pav)

27 pav Sankasos planiravimo darbai

Pagal Lietuvos automobilių kelių direkcijos prie Susiekimo ministerijos užsakymą

buvo padarytas eksperimentas su UPD priedu Bandymai buvo atliekami nuo PK 260+00 iki

PK 303+00 Pagal kelio projektą grunto stiprinimo galima buvo ir neatlikti jeigu buvo

pasiekiami grunto sutankinimai bet tokių vietų nebuvo

Bandymai buvo atliekami remiantis LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Suformavus praplatintą sankasą buvo patikrintas grunto sutankinimas

statine plokšte nepasiekus Ev2 45 MPa buvo atliekama grunto stabilizacija cementu arba

kalkėmis (28 pav) tada palaukus 7 dienas iš naujo buvo atliekami bandymai su statine

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

26

plokšte ir jeigu tenkindavo ST 188710638062004 normatyvus buvo įrengiamas šalčiui

atsparus sluoksnis pagal įrengimo taisykles ĮT SBR 07

28 pav Grunto stabilizacija cementu

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

27

25 Statistinių duomenų skaičiavimas Excel programa

Atlikus eksperimentą ir gavus tam tikras rezultatų skaitines reikšmes reikalinga jas

analizuoti bei formuoti išvadas ty matematiškai statistiškai apdoroti Čia eksperimentatoriui

padeda tikimybių teorija ir matematinė statistika Naudojant sbquoExcelldquo programą buvo

apskaičiuoti statistiniai rodikliai tokie kaip aritmetinis vidurkis dispersija ir variacijos

koeficientas

1 Aritmetinis vidurkis (arba imties vidurkis)

sum

(31)

2 Vidutinis kvadratinis nuokrypis s

radicsum ( )

(32)

čia ndash atskiro rezultato nuokrypis nuo aritmetinio vidurkio n- rezultatų skaičius

3 Variacijos koeficientas v

(33)

Variacijos koeficientas parodo bandymų išsibarstymą Jei variacijos koeficientas vle5-

10 tai laikoma kad rezultatų sklaida nedidelė 15-20 ndash didelė v ge 20 ndash labai didelė

Kuo sklaida mažesnė tuo bandymų rezultatai laikomi patikimesniais

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

28

3 DARBO REZULTATAI

31 Grunto bandymai statine plokšte prieš grunto stiprinimą

Bandymai buvo pradėti atlikti nuo 2014 metų gegužės 29 dienos Pirmasis kelio

ruožas kuriame buvo stiprinamas gruntas yra tarp piketų PK 280+00 ir PK 295+00 KP

Grunto tyrimai buvo atlikti vasaros metu ir tik sausomis dienomis kaip reikalauja ST

188710638062004 kiti normatyvai Kadangi uždaryti viso kelio Lietuvos automobilių kelių

direkcija prie Susiekimo ministerijos neleido nors projekte buvo numatytas kelio aplinkkelis

teko kelią skaidyti į dalis ir atskiromis atkarpomis atlikti grunto tyrimus Pirmiausia

savikontrolės tikslams buvo atlikti supiltinio grunto be stabilizacijos tyrimai Šie bandymai

pateikti 31 lentelėje

31 lentelė Žemės sankasos grunto be stabilizacijos deformatyvumo tyrimai

Nr Data Grunto

tipas Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7

1 2014 05 29 molingas 280+60 KP 131 346 264

2 2014 05 29 molingas 281+00 KP 104 284 273

3 2014 05 29 molingas 282+00 KP 138 369 267

4 2014 05 29 molingas 283+00 KP 103 285 277

5 2014 05 29 molingas 283+60 KP 68 184 271

6 2014 05 29 molingas 284+20 KP 77 243 316

7 2014 05 29 molingas 285+00 KP 115 293 255

8 2014 05 29 molingas 286+30 KP 102 289 283

9 2014 05 29 molingas 287+00 KP 118 317 269

10 2014 05 29 molingas 287+90 KP 86 245 285

11 2014 05 29 molingas 288+50 KP 74 227 307

12 2014 05 29 molingas 290+00 KP 103 284 276

13 2014 05 29 molingas 292+00 KP 127 332 261

14 2014 05 29 molingas 293+50 KP 106 286 270

15 2014 05 29 molingas 294+80 KP 134 348 260

16 2014 06 05 molingas 268+00 KP 71 257 362

17 2014 06 05 molingas 267+30 KP 99 286 289

18 2014 06 05 molingas 266+40 KP 127 319 251

19 2014 06 05 molingas 265+00 KP 102 293 287

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

29

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

20 2014 06 05 molingas 265+80 KP 108 271 251

21 2014 06 05 molingas 264+60 KP 131 338 258

22 2014 06 05 molingas 262+75 KP 94 248 264

23 2014 06 05 molingas 261+90 KP 103 283 275

24 2014 06 05 molingas 260+50 KP 65 181 278

25 2014 06 05 smėlingas 268+50 DP 189 489 259

26 2014 06 05 smėlingas 269+20 DP 162 456 281

27 2014 06 05 smėlingas 270+40 DP 203 567 279

28 2014 06 05 smėlingas 271+50 DP 158 482 305

29 2014 06 05 smėlingas 272+30 DP 160 430 269

30 2014 06 05 smėlingas 273+90 DP 197 521 264

31 2014 06 05 smėlingas 274+80 DP 174 473 272

32 2014 06 05 smėlingas 275+50 DP 141 410 291

33 2014 06 05 smėlingas 276+00 DP 139 403 290

34 2014 06 05 smėlingas 277+10 DP 165 448 272

35 2014 06 05 smėlingas 278+00 DP 214 586 274

36 2014 06 05 smėlingas 279+30 DP 140 397 284

37 2014 07 16 smėlingas 291+00 DP 184 470 255

38 2014 07 16 smėlingas 290+10 DP 156 414 265

39 2014 07 16 smėlingas 289+40 DP 139 366 263

40 2014 07 16 smėlingas 288+00 DP 144 389 270

41 2014 07 16 smėlingas 287+30 DP 188 491 261

42 2014 07 16 smėlingas 286+00 DP 177 457 258

43 2014 07 16 smėlingas 285+10 DP 162 415 256

44 2014 07 16 smėlingas 284+60 DP 101 280 277

45 2014 07 16 smėlingas 283+70 DP 136 362 266

46 2014 07 16 smėlingas 282+90 DP 142 427 301

47 2014 07 16 smėlingas 282+00 DP 165 441 267

48 2014 07 16 smėlingas 281+50 DP 178 484 272

49 2014 07 16 smėlingas 281+00 DP 186 476 256

50 2014 07 16 smėlingas 280+70 DP 163 448 275

51 2014 07 16 smėlingas 268+00 DP 141 379 269

52 2014 07 16 smėlingas 267+40 DP 157 401 255

53 2014 07 16 smėlingas 266+00 DP 169 417 247

54 2014 07 23 smėlingas 261+00 DP 113 289 256

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

30

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

55 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 152 396 261

56 2014 07 23 smėlingas 263+00 DP 187 495 265

57 2014 07 23 smėlingas 264+00 DP 179 478 267

58 2014 07 23 smėlingas 263+50 DP 161 446 277

59 2014 07 23 smėlingas 262+00 DP 154 415 269

60 2014 07 23 smėlingas 261+20 DP 136 382 281

61 2014 07 23 smėlingas 260+30 DP 97 269 277

62 2014 08 06 molingas 292+70 DP 122 318 261

63 2014 08 06 molingas 293+40 DP 143 368 257

64 2014 08 06 molingas 294+20 DP 104 287 276

65 2014 08 06 molingas 295+00 DP 117 319 273

66 2014 08 06 molingas 296+30 DP 126 332 263

67 2014 08 06 molingas 297+90 DP 123 369 300

68 2014 08 06 molingas 298+00 DP 102 282 276

69 2014 08 06 molingas 298+60 DP 115 318 277

70 2014 08 06 molingas 299+20 KP 132 347 263

71 2014 08 06 molingas 300+60 KP 63 186 295

72 2014 08 06 molingas 301+40 KP 106 367 346

73 2014 08 06 molingas 302+20 KP 78 229 294

74 2014 08 06 molingas 302+80 KP 149 368 247

75 2014 08 13 smėlingas 269+00 KP 124 382 308

76 2014 08 13 smėlingas 270+50 KP 119 347 292

77 2014 08 13 smėlingas 271+30 KP 191 536 281

78 2014 08 13 smėlingas 272+60 KP 187 512 274

79 2014 08 13 smėlingas 273+10 KP 234 620 265

80 2014 08 13 smėlingas 274+00 KP 152 413 272

81 2014 08 13 smėlingas 275+70 KP 116 327 282

82 2014 08 13 smėlingas 276+00 KP 138 354 257

83 2014 08 13 smėlingas 278+50 KP 169 493 292

84 2014 08 13 smėlingas 279+90 KP 213 582 273

85 2014 09 05 smėlingas 295+60 KP 138 380 275

86 2014 09 05 smėlingas 296+00 KP 90 267 297

87 2014 09 05 smėlingas 297+00 KP 116 346 298

88 2014 09 05 smėlingas 297+90 KP 178 482 271

89 2014 09 05 smėlingas 298+70 KP 190 491 258

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

31

31 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7

90 2014 09 15 molingas 299+30 DP 131 342 261

91 2014 09 15 molingas 300+00 DP 143 367 257

92 2014 09 15 molingas 301+40 DP 117 364 311

93 2014 09 15 molingas 302+20 DP 109 289 265

Iš atliktų bandymų rezultatų matome kad nestiprinti gruntai nepasiekė Ev1Ev2

santykio kuris viršija 25 smėliniame grunte stipris pasiekiamas virš 45 MPa Tai reiškia kad

viršutinis sluoksnis smėlinio grunto yra pakankamai kietas bet po juo gruntas yra įmirkęs ir

nesutankintas dėl šių priežasčių pagal ST 188710638062004 gruntas buvo stiprinamas

cementu (31 pav) arba kalkėmis taip kaip nurodyta kelio projekte (1 Priedas)

32 pav Grunto sumaišymas su cementu volavimas ir planiravimas

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

32

32 Grunto bandymai statine plokšte po grunto stiprinimo

Kaip buvo numatyta projekte praplatinus kelio sankasą 30 cm storio viršutinio žemės

sankasos sluoksnio gruntas buvo stiprinamas cementu ir kalkėmis Nuo PK 299+00 iki

303+00 dešinėje kelio pusėje buvo eksperimentuojama su priedu UPD Sustiprinus gruntą

buvo laukiama 7 dienas kaip reikalauja taisyklės ST 188710638062004 Kadangi 2014 metų

vasara buvo labai sausa teko drėkinti stabilizuotas sankasas kad gruntas turėtų optimalų

drėgnį ir būtų suteiktos visos sąlygos gruntui kietėti Sustiprinus gruntą atlikti deformacijos

modulių matavimai gauti rezultatai pateikiami 32 lentelėje

32 lentelė Žemės sankasos grunto deformatyvumo tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 06 05 molingas Kalkės 280+60 KP 346 595 172

2 2014 06 05 molingas Kalkės 281+00 KP 367 683 186

3 2014 06 05 molingas Kalkės 282+00 KP 408 795 195

4 2014 06 05 molingas Kalkės 283+00 KP 425 839 197

5 2014 06 05 molingas Kalkės 283+60 KP 504 943 187

6 2014 06 05 molingas Kalkės 284+20 KP 405 883 218

7 2014 06 05 molingas Kalkės 285+00 KP 386 563 146

8 2014 06 05 molingas Kalkės 286+30 KP 441 695 158

9 2014 06 05 molingas Kalkės 287+00 KP 403 726 180

10 2014 06 05 molingas Kalkės 287+90 KP 532 921 173

11 2014 06 05 molingas Kalkės 288+50 KP 489 796 163

12 2014 06 05 molingas Kalkės 290+00 KP 463 875 189

13 2014 06 05 molingas Kalkės 292+00 KP 363 556 153

14 2014 06 05 molingas Kalkės 293+50 KP 463 916 198

15 2014 06 05 molingas Kalkės 294+80 KP 738 1173 159

16 2014 06 11 molingas Cementas 268+00 KP 295 611 207

17 2014 06 11 molingas Cementas 267+30 KP 368 735 200

18 2014 06 11 molingas Cementas 266+40 KP 339 799 236

19 2014 06 11 molingas Cementas 265+00 KP 338 604 179

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

33

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

20 2014 06 11 molingas Cementas 265+80 KP 516 943 183

21 2014 06 11 molingas Cementas 264+60 KP 426 875 205

22 2014 06 11 molingas Cementas 262+75 KP 457 819 179

23 2014 06 11 molingas Cementas 261+90 KP 397 885 223

24 2014 06 11 molingas Cementas 260+50 KP 371 786 212

25 2014 06 11 smėlingas Cementas 268+50 DP 687 1245 181

26 2014 06 11 smėlingas Cementas 269+20 DP 924 1831 198

27 2014 06 11 smėlingas Cementas 270+40 DP 925 1717 186

28 2014 06 11 smėlingas Cementas 271+50 DP 508 1039 205

29 2014 06 11 smėlingas Cementas 272+30 DP 538 1068 199

30 2014 06 11 smėlingas Cementas 273+90 DP 613 1099 179

31 2014 06 11 smėlingas Cementas 274+80 DP 608 1169 192

32 2014 06 11 smėlingas Cementas 275+50 DP 728 1495 205

33 2014 06 11 smėlingas Cementas 276+00 DP 692 1385 200

34 2014 06 11 smėlingas Cementas 277+10 DP 716 1495 209

35 2014 06 11 smėlingas Cementas 278+00 DP 659 1385 210

36 2014 06 11 smėlingas Cementas 279+30 DP 628 1298 207

37 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 291+00 DP 231 532 230

38 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 290+10 DP 315 682 217

39 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 289+40 DP 259 569 220

40 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 288+00 DP 276 523 189

41 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 287+30 DP 298 619 208

42 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 286+00 DP 318 658 207

43 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 285+10 DP 375 834 222

44 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 284+60 DP 286 589 206

45 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 283+70 DP 353 719 204

46 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+90 DP 325 675 208

47 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 282+00 DP 259 542 209

48 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+50 DP 266 536 202

49 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 281+00 DP 326 670 206

50 2014 07 22 smėlingas Kalkėmis 280+70 DP 293 726 248

51 2014 07 22 smėlingas Cementas 268+00 DP 489 986 202

52 2014 07 22 smėlingas Cementas 267+40 DP 549 1105 201

53 2014 07 22 smėlingas Cementas 266+00 DP 486 989 203

54 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+00 DP 536 1068 199

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

34

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

55 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 613 1289 210

56 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+00 DP 576 1163 202

57 2014 07 29 smėlingas Cementas 264+00 DP 549 1199 218

58 2014 07 29 smėlingas Cementas 263+50 DP 693 1483 214

59 2014 07 29 smėlingas Cementas 262+00 DP 546 1138 208

60 2014 07 29 smėlingas Cementas 261+20 DP 487 1052 216

61 2014 07 29 smėlingas Cementas 260+30 DP 436 986 226

62 2014 08 19 molingas Kalkės 292+70 DP 355 75 211

63 2014 08 19 molingas Kalkės 293+40 DP 418 846 202

64 2014 08 19 molingas Kalkės 294+20 DP 261 517 198

65 2014 08 19 molingas Cementas 295+00 DP 215 453 211

66 2014 08 19 molingas Cementas 296+30 DP 305 731 240

67 2014 08 19 molingas Kalkės 297+90 DP 416 862 207

68 2014 08 19 molingas Kalkės 298+00 DP 384 896 233

69 2014 08 19 molingas Kalkės 298+60 DP 479 1079 225

70 2014 08 19 molingas Kalkės 299+20 KP 306 672 220

71 2014 08 19 molingas Kalkės 300+60 KP 369 786 213

72 2014 08 19 molingas Kalkės 301+40 KP 398 876 220

73 2014 08 19 molingas Kalkės 302+20 KP 436 916 210

74 2014 08 19 molingas Kalkės 302+80 KP 459 958 209

75 2014 08 26 smėlingas Cementas 269+00 KP 489 982 201

76 2014 08 26 smėlingas Cementas 270+50 KP 537 1108 206

77 2014 08 26 smėlingas Cementas 271+30 KP 473 956 202

78 2014 08 26 smėlingas Cementas 272+60 KP 428 854 200

79 2014 08 26 smėlingas Cementas 273+10 KP 420 768 183

80 2014 08 26 smėlingas Cementas 274+00 KP 504 848 168

81 2014 08 26 smėlingas Cementas 275+70 KP 429 781 182

82 2014 08 26 smėlingas Cementas 276+00 KP 470 876 186

83 2014 08 26 smėlingas Cementas 278+50 KP 398 779 196

84 2014 08 26 smėlingas Cementas 279+90 KP 415 823 198

85 2014 09 15 smėlingas Cementas 295+60 KP 365 759 208

86 2014 09 15 smėlingas Cementas 296+00 KP 428 826 193

87 2014 09 15 smėlingas Cementas 297+00 KP 473 921 195

88 2014 09 15 smėlingas Kalkės 297+90 KP 226 516 228

89 2014 09 15 smėlingas Kalkės 298+70 KP 283 598 211

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

35

32 lentelė Tęsinys

1 2 3 4 5 6 7 8

90 2014 09 22 molingas UPD 299+30 DP 124 358 289

91 2014 09 22 molingas UPD 300+00 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

92 2014 09 22 molingas UPD 301+40 DP 68 253 372

93 2014 09 22 molingas UPD 302+20 DP Bandymas nepavyko nes viršino 5

mm deformaciją

Sustiprinus gruntą cementu ir kalkėmis po 7 dienų gauti rezultatai atitiko ST

188710638062004 reikalavimus Pasiektas grunto deformacijų modulis Ev2 viršino 45 MPa

taip pat Ev1Ev2 santykis buvo mažesnis negu 25 Kelio sankasa buvo išplatinta pagal

reikalavimus todėl buvo leidžiama įrengti kitus kelio elementus

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutinėje mūsų

tvarkomo kelio atkarpoje PK 299+00 iki 303+00 DP panoro atlikti bandymą su UPD priedu

Kaip matome iš gautų rezultatų UPD priedas visiškai nepasiteisino nes gruntas buvo kaip tik

susilpnintas o ne sustiprintas Atlikus grunto tyrimus paaiškėjo kad UPD bdquoužrakinoldquo vandenį

grunte ir neleido jam filtruotis iki drenažo

Po dviejų savaičių eksperimentas buvo nutrauktas nes gruntas įmirko ir savyje laikė

drėgmę bdquoliūliavoldquo Buvo nuspręsta iškasti permirkusį gruntą ir supilti sausą smėlingą gruntą

Pradėjus kasti buvo pastebėta kad įmirkęs grunto sluoksnis yra tik 30 cm tokį storį buvo

mėginta sustiprinti po šiuo sluoksniu buvo geras neįmirkęs gruntas

Pakeisto ir cementu sustiprinto grunto bandymų rezultatai pateikti 33 lentelėje

33 lentelė Žemės sankasos grunto tyrimai atlikus stabilizacijas

Nr

Data

Grunto

tipas

Stabiliza-

cijos

medžiaga

Piketas

Deformacijos moduliai

Ev1Ev2

santykis

Pirmasis

apkrovimo

ciklas

Antrasis

apkrovimo

ciklas

Ev1 MPa Ev2 MPa

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2014 10 20 smėlingas Cementas 299+40 DP 787 1424 181

2 2014 10 20 smėlingas Cementas 300+00 DP 687 1345 196

3 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+00 DP 1491 2176 146

4 2014 10 20 smėlingas Cementas 301+50 DP 539 907 168

5 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+30 DP 881 1654 188

6 2014 10 20 smėlingas Cementas 302+60 DP 692 1385 200

Kaip matome iš 33 lentelės grunto pakeitimas ir pagerinimas su cementu pasiteisino

buvo pasiekti geri rezultatai

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

36

33 Grunto deformacijos modulių santykio nustatymas

331 Deformacijų modulių santykis prieš grunto stiprinimą

Norint įsitikinti ar kelio sankasos viršus yra pakankamai stiprus bandymai buvo atlikti

prieš grunto stiprinimą Sankasos gruntas turėjo atitikti visus jam keliamus reikalavimus pagal

ST 188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo Pagal LST

136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo buvo nustatyta deformacijos

modulių santykis kuris pateikiamas 32 pav

32 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis prieš sankasos stiprinimą

Atlikti bandymai parodė kad gruntą reikia stiprinti nes pagal ST 188710638062004

bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo sankasos viršaus Ev2 neturi būti mažesnis kaip

45 MPa o santykis tarp Ev1 ir Ev2 neturi viršyti 25 Keturi matavimo taškai pagal

deformacijos santykį yra ribas bet Ev2 nesiekė 45 MPa Dėl šių priežaščių būtina stprinti

gruntą arba blogą gruntą pakeisti geresniu Atlikus matematinius statistinius skaičiavimus

buvo gautas variacijos koeficientas kuris yra 697 Tai reiškia kad šie duomenys yra

patikimi

23

24

25

26

27

28

29

3

31

32

33

34

35

36

37

1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90

Ev1E

v2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Molingas gruntas Smėlingas gruntas

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

37

332 Kalkėmis sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Kalkėmis gruntas buvo stiprinaimas numatytuose kelio ruožuose Žemės sankasos

gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 dienų buvo nustatyti grunto

deformacijos moduliai ir jų santykis pagal LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai

Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai pateikiami 33 pav

33 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo kalkėmis

Atlikti bandymai parodė kad sankasa sustiprinta kalkėmis atitinka ST

188710638062004 bdquoAutomobilių kelių žemės sankasos įrengimasldquo visus reikalavimus ty

Ev2 ge 45 MPa ir santykis Ev1 Ev2 le 25 Molingą gruntą sustiprinus kalkėmis gauta vidutinė

deformacijų modulių santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 193 smėlingą gruntą sustiprinus

kalkėmis ndash Ev1 Ev2 = 213 Šie rezultatai rodo kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1

Ev2 moliniuose gruntuose yra mažesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu

smėliniuose gruntuose Apskaičiuoti deformacijos modulių santykio variacijos koeficientai

moliniams gruntams yra 414 o smėliniuose gruntuose ndash 547 tai rodo stabilius ir

patikimus rezultatus

14

15

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai kalkėmis Smėliniai kalkėmis

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

38

333 Cementu sustiprinto grunto deformacijų modulių santykis

Cementu kaip ir kalkėmis gruntas buvo stiprinamas numatytuose kelio ruožuose

Žemės sankasos gruntai buvo tiek moliniai tiek smėliniai Sustiprinus gruntą po 7 džiūvimo

kietėjimo dienų buvo atliekami grunto deformacijos modulių ir jų santykių nustatymai pagal

LST 136051995 bdquoAutomobilių kelių gruntai Bandymas štampuldquo Bandymų rezultatai

pateikiami 34 pav Molingą gruntą sustiprinus cementu gauta vidutinė deformacijų modulių

santykio reikšmė yra Ev1 Ev2 = 203 smėlingą gruntą sustiprinus cementu ndash Ev1 Ev2 = 200

34 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo cementu

2014 metų vasara buvo karšta ir labai sausa todėl sustiprinus sankasą cementu teko ją

drėkinti kad cementui kietėjant netrūktų vandens ir kad jis geriau surištų gruntą Atlikti

bandymai parodė kad sankasa sustiprinta cementu atitinka ST 188710638062004

nurodytus reikalavimus ty Ev2 ge 45 MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Taip pat buvo

pastebėta kad santykis tarp deformacijos modulių Ev1 ir Ev2 moliniuose gruntuose yra

didesnis todėl ir sutankinimas yra pasiektas didesnis negu smėliniuose gruntuose Atlikus

matematinės statistikos skaičiavimus gauti variacijos koeficientai molinio grunto ndash 909

smėlinio grunto ndash 580

16

17

18

19

2

21

22

23

24

25

26

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86

Ev1E

v2 s

anty

kis

Eilės Nr

Stabilizacijos atlikimo riba Moliniai cementu Smėliniai cementu

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

39

334 Grunto stiprinimas UPD priedu

Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos paskutiniame

tvarkomame ruože nusprendė atlikti eksperimentą su UPD priedu (35 pav) UPD sudėtyje

yra stiprus oksidatorius stiprus tirpiklis ir natūralus dispergatorius Medžiaga yra skiedžiama

vandeniu ir įterpiama naudojant grunto frezą Dėl šių medžiagų sąveikos suaktyvėja grunte

esantys mineraliniai cementai ir suriša grunto daleles Susidaro į nuosėdines uolienas panaši

medžiaga Sumažėja tuštumos tarp dalelių padidėja tankis ir stipris tačiau medžiaga pasilieka

elastinga UPD cheminiu priedu paveikta medžiaga tampa hermetiškesnė atsparesnė vandens

ir kitų įvairaus klampumo skysčių poveikiui Ši medžiaga skirta rišliems gruntams

Preparatas patenka į grunto daleles pasikeičia jonų krūvis ir susidaro naujos molio dalelių

jungtys

35 pav Grunto stiprinimas UPD priedu

Eksperimentas nepasiteisino teko pakeisti gruntą dėl to buvo prarasta daug brangaus

laiko Pakeitus gruntą jis pakartotinai buvo stiprinamas cementu

UPD priedu ir cementu modifikuotiems gruntams taip pat nustatyti deformacijos

moduliai ir jų santykis (36 pav)

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

40

36 pav Žemės sankasos deformacijų modulių santykis po stiprinimo UPD priedu ir cementu

Atlikus bandymus po eksperimento su UPD priedu rezultatai buvo labai prasti dalies

bandymų net nepavyko atlikti nes gruntas po dviejų kietėjimo savaičių pasidarė

bdquoliūliuojantisldquo Teko šį gruntą pakeisti kitu gruntu kuris buvo stiprinimas cementu Bandymai

parodė kad pakeitus ir cementu sustiprinus gruntą sankasa atitiko reikalavimus ty Ev2 ge 45

MPa ir santykis tarp Ev1 ir Ev2 le 25 Gauti deformacijų modulių santykiai pasižymi

išsibarstymu tai rodo didelės variacijos koeficientų reikšmės UPD priedu sustiprinto grunto

ndash 1775 cementu ndash 1118 Atlikus bandymus buvo išsiaiškinta kad priedas UPD turi būti

naudojamas su cementu ty cementas užbarstomas UPD priedas išpurškiamas ant stiprinamo

grunto ir su freza yra sumaišomas gruntas ir visi stirprinantys elementai Kadangi pirmu

atveju gruntas buvo stiprinimas be cemento UPD priedas neturėjo rišamosios medžiagos ir

negalėjo vykti jonų mainai

0

05

1

15

2

25

3

35

4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Ev1

Ev2

san

tykis

Eilės Nr

UPD priedas Cementas Stabilizacijos atlikimo riba

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

41

335 Gautų rezultatų palyginimas su literatūroje pateiktais rezultatais

Gautus bandymų rezultatus galima palyginti su literatūroje aprašytais bandymų

rezultatais Bandymo rezultatai pateikti straipsnyje bdquoBell 1989rdquo Šiame šaltinyje (11 pav)

pateikiama bandymų priklausomybė nuo kalkių kiekio grunte ir stiprio gniuždant

Kaip matome iš 11 pav ir darbe atliktų bandymų kurie pavaizduoti 32 lentelėje

naudojant 4 kalkių gruntas įgauna didesnį stiprį gniuždymui yra atsparesnis

deformacijoms Darbe gautų bandymų rezultatai sutampa su literatūros apžvalgoje pateiktais

bandymų rezultatais (13 pav) ir galima teigti kad kalkės puikiai tinka smėliniams

moliniams gruntams stiprinti ir gerinti jų chemines fizikines savybes

Tyrimų autorius (Primusz 2008) pažymi kad plastiški gruntai tokie kaip moliai po

stabilizacijos sutvirtėja sumažėja grunte drėgmės ir gruntas pasidaro neplastiškas o bėgant

laikui gruntas tvirtėja (13 pav) Darbe atlikti bandymai parodė kad stabilizavus molį

kalkėmis gruntas tampa sausas ir neplastiškas (labiau birus gruntas) todėl su juo pasidaro

daug lengviau dirbti

Taip pat yra pateikiama ir FG Bell (1994) bandymai kai gruntas stiprinamas

cementu Literatūros apžvalgoje pateikti rezultatai (14 pav) rodo kad 7 cemento yra

optimaliausias kiekis grunte Darbe nebuvo įmanoma įvertinti laiko poveikio gruntą

sustiprinus cementu dėl kelio remonto darbų glaustų terminų

Buvo parenkamas 3 dienų laikotarpis kuris parodė kad cementas jau po 3 dienų

gruntą sustiprina nuo 20 iki 60 šie bandymai pateikti 31 33 pav Taip pat Jan R

Prusinski (1999) rašo kad cementas tinka tiek biriems tiek moliniams gruntams Galima

sutikti su šiais autoriais nes atlikus bandymus su cementu pastebėta kad biriems gruntams

cementas tinka geriau bet molinius gruntus sustiprina ne ką prasčiau (33 pav) Taip pat

literatūros apžvalgoje minimi autoriai teigia kad cementas suformuoja kietą gruntą jis

pasidaro antifiltracinis Atliekant bandymus darbe buvo įsitikinta kad stabilizavus smėlį su

cementu jis pasidaro visiškai nelaidus vandeniui todėl reikalingas kelio drenažas gilesni

kelio grioviai nes sankasoje suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

Pateikti darbų rezultatai 31 32 33 lentelėse buvo atliekami kaip savikontrolės

bandymai prieš priduodant pagrindą techniniam prižiūrėtojui buvo atlikti keli bandymai tose

pačiose vietose sertifikuotos laboratorijos UAB Alkestaldquo kuri patvirtino gautus rezultatus (3

Priedas)

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

42

4 IŠVADOS IR PASIŪLYMAI

1 Išanalizavus anksčiau atliktų tyrimų rezultatus galima teigti kad grunto stabilizavimas

yra tinkama priemonė keliams nes gruntas iš netinkamo padaromas tinkamu kelio

sankasai Be to gruntas įgauna didesnį stiprį ir atsparumą deformacijoms kas suteikia

keliui stabilumo ir ilgaamžiškumo

2 Nustatyta kad moliniams gruntams stiprinti geriau tinka kalkės o smėliniams

gruntams ndash cementas

3 Sustiprinus gruntą cementu būtinas kelio drenažas gilesni kelio grioviai nes sankasoje

suformuojamas nelaidus vandeniui sluoksnis

4 Atlikus šį darbą galima teigti kad stiprinant tiesiamo kelio gruntą galima sutrumpinti

darbų laiką bei sutaupyti statybos kaštus nes nereikia keisti nestabilių gruntų galima

juos tiktai pagerinti

5 Norint pigiai įrengti vietinės reikšmės kelius ir kitus objektus kuriuos veikia mažos

apkrovos užtenka stabilizuoti esamą gruntą ir jį naudoti kaip asfaltbetonio pagrindą

6 UPD panaudojimas šioje kelio renovacijoje nepasiteisino nes nebuvo panaudotas

cementas kaip rišamoji medžiaga

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

43

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 BUND G 2012 Soil stabilization by lime EJGE vol 17

2 DALLAS N LITTLE EH MALES JAN R PRUSINSKI B STEWART 2000

Cementitious Stabilization A2J01 Committe on cementitious stabilization Lousiana

State University

3 BELL FG 1989 Lime stabilisation of clay soils Bulletin of the International Association

of ENGINEERING GEOLOGY N39 Paris

4 BELL FG 1994 An assesment of cement-pfa and lime-pfa used to stabilize clay-size

materials Bulletin of the International Association of ENGINEERING GEOLOGY N49

Paris

5 BUKOWSKI Z NAZARKO G 2002 Silpnų ir jautrių šalčiui gruntų

stabilizavimonaudojant cementą ir jonų mainus gerinantį Roadbond EN-1 priedą

techninės sąlygos

6 GRAVES HM 1996 An introduction to lime Stabilizationldquo Proc Seminor on lime

stabilisation Loughborough University Thimas Telford pp 5-12

7 HERZOG A MITCHELL JK 1963 Reactions accompanying stabilization of clay with

cement In highway research record 36 Highway research board National research

council Washington DC

8 HOLM G 1979 Lime column stabilization-experiences concerning strenght and

deformation properties Vag-och Vattenbyggaren 25 No 7-8 45-49

9 ĮT SBR 07 2007 Automobilių kelių dangos konstrukcijos sluoksnių be rišiklių įrengimo

taisyklės

10 Kelias Nr 136 Darbo projektas 2014 Vinčai-Pilviškiai-Vilkaviškis darbo projektas

11 Lietuvos standartas LST EN 459-1+AC2002 Statybinės kalkės 1 dalis Apibrėžimai

techniniai reikalavimai ir atitikties kriterijai

12 Lietuvos standartas LST 136051995 Automobilių kelių gruntai Bandymas štampu

13 MARKO K PRIMUSZ P Appliability of Lime-Stabilization in Forest Road

Construction Proceedings of the International Science Conference Present and Future of

Forest Opening-Up and Hydrology Sopron Hungary 21thndash22th September2006 p 127ndash

138

14 NEGI A S FAIZAN M SIDDHARTH S DP 2013 Soil stabilization using lime

International jurnal of innovative research in science Engineering and technology Vol2

Issue 2 ISSN 2319-8753

15 PRIMUSZ P PETERFALVI J KOSZTKA M MARKO G 2008 Bearing capacity of

lime-stabilized soils Forest constructions in the country and their recreational use

16 PRUSINSKI JAN R BHATTACHARJA S 1999 Effectiveness of portland cement and

lime in stabilizing clay soils Transportation research board 1682 Washington DC

17 Statybos taisyklės ST 188710638062004 Automobilių kelių žemės sankasos įrengimas

18 TARCZY L 2000 Lime soil treatment Hungarian Revue for Civil Engineering Issue 2

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

44

PRIEDAI

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

45

1 Priedas

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

46

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

47

2 Priedas

48

3 Priedas

49

48

3 Priedas

49

49