Grunts stabilizācija jeb soil mixing ir progresīva grunts uzlabošanas tehnoloģija, kas prasa zināšanas plānošanā, projektēšanā un darbu izpildē.
Lietojot grunts stabilizācijas tehnoloģiju, ievērojami uzlabojas grunts mehāniskās un fizikālās īpašības, to sajaucot ar cementu vai citu saistvielu maisījumu un veidojot tā saucamo grunts betonu – grunts un cementa maisījumu.
Izturīgāka, mazāk caurlaidīga
Rezultātā uzlabotajai gruntij ir lielāka stiprība, mazāka caurlaidība jeb filtrācija un zemāka saspiežamība nekā gruntij pirms stabilizācijas. Vides piesārņojuma likvidācijai var izmantot ķīmiskos oksidētājus vai citus reaktīvos materiālus, lai neitralizētu piesārņojošās vielas.
Grunts stabilizāciju var lietot ar 100% aizvietošanas proporciju. Tā visa blokā ietilpstošā grunts tiek stabilizēta tāpat, kā tas ir mass stabilization jeb pilnīgas stabilizācijas procesā. Var izvēlēties arī mazāku grunts aizvietošanas proporciju, ko praktizē ar dziļās grunts stabilizācijas jeb deep soil mixing metodi. Praksē izvēlas dažādas stabilizētās grunts formas, lai sasniegtu nepieciešamo rezultātu, maksimāli izmantojot distancētas, savstarpēji pārklājošas vai kombinētas kolonnas un paneļus.
Mitrā grunts stabilizācijas metode. 
Sausā grunts stabilizācijas metode.
Mitrais un sausais process
Uzlabojamā grunts mehāniski tiek samaisīta uz vietas objektā ar saistvielu šķidrā formā vai ar saistvielu sausā formā. Pirmā ir mitrā grunts stabilizācijas metode, otrā – sausā metode. Saistvielu šķidrā formā var injicēt ar augstspiedienu, uzlabojot mehānisko grunts samaisīšanu un palielinot kolonnu diametru. Prasme izvēlēties starp mitro un sauso metodi ļauj uzņēmumam Keller piedāvāt pielāgotas grunts stabilizācijas pielietojuma iespējas.
Grunts stabilizācijas princips ir balstīts uz dabiskas vai degradētas grunts uzlabošanu vai stabilizāciju, sasniedzot projektam nepieciešamos parametrus un izslēdzot problemātiskus rakšanas darbus, grunts maiņu vai vēl dārgākus dziļo pamatu risinājumus. Plašais pielietojuma diapazons un daudzveidīgās grunts stabilizācijas izbūves metodes padara šo metodi par ļoti ekonomisku grunts uzlabošanas inženiertehnisko risinājumu. Netoksisku saistvielu pielietošana kā grunts piedevas, ieskaitot industriālos blakusproduktus, un samazināts būvniecības atkritumu daudzums, salīdzinot ar jet grouting jeb klasiskajiem urbtajiem pāļiem, pozicionē šo tehnoloģiju kā videi draudzīgu.
Rūpīga samaisīšana
Mitrā dziļās grunts stabilizācija jeb wet deep soil mixing notiek, gruntī ievietojot speciālu mikseri, kas sastāv no vienas vai vairākām kolonnu urbšanas šahtām. Instrumentam šķērsvirzienā ir maisīšanas lāpstiņas un gliemežurbis. Cementa ūdens maisījums gruntī tiek ievadīts caur sprauslām miksera galā, liela diametra kolonnās sprauslas ir izvietotas arī uz miksera lāpstiņām. Instruments tiek virzīts uz augšu un leju pa visu kolonnas garumu, kas nodrošina rūpīgu grunts slāņu samaisīšanu. Cementa ūdens maisījuma sastāvs, kā arī nepieciešamais daudzums tiek aprēķināts un izbūves laikā kontrolēts, lai sasniegtu stabilizētajai gruntij vajadzīgās īpašības.
Dziļās grunts stabilizācijas kolonnas parasti ir 0,6–2,4 metru diametrā atkarībā no pielietojuma. No jauna izveidotā dziļās grunts sajaukšanas kolonnā var ievietot tērauda profilu, palielinot lieces izturību gadījumā, ja stabilizētā grunts tiek izmantota kā rakšanas atbalsts.
Kvalitātes kontrole tiek nodrošināta ar grunts stabilizācijas kolonnu izbūves protokoliem, kā arī laboratorijas un būvlaukuma testiem. Katrai izbūvētajai grunts stabilizācijas kolonnai ir izdruka ar pamata informāciju – elementa identifikācijas numurs, izmantotā miksera parametri, izbūves dziļums, izbūves un miksēšanas ilgums, saistvielas jeb cementa un ūdens maisījuma parametri, maisījuma injicēšanas plūsmas ātrums un spiediens, izmantotais maisījuma daudzums un miksēšanas rīka apgriezienu skaits, miksēšanas ciklu skaits, kā arī rīka griezes moments. No šīs informācijas tiek aprēķināta miksēšanas enerģija, ūdens un cementa maisījuma sastāvs, lai sasniegtu projektētos parametrus.
Stabilizētās grunts paraugi tiek ņemti no svaigi izbūvētas grunts sajaukšanas kolonnas. Tiek lietotas arī sarežģītākas metodes, lai iegūtu paraugu no kolonnu dziļākajām zonām, pārbaudītu kolonnu nepārtrauktību un viendabīgumu. Pārbaudes izvēle ir atkarīga no piemērotības apstākļiem un sasniedzamās precizitātes, kā arī stabilizētās grunts sasniedzamajiem raksturlielumiem.
Stabilizē pat ļoti mīkstu grunti
Sausā dziļās grunts stabilizācijas jeb dry deep soil mixing metode tiek lietota gruntīs ar augstu ūdens piesātinājumu, kas nodrošina ķīmisko reakciju starp grunti, gruntsūdeni un injicēto saistvielu sausā formā. Pamatpriekšrocība sausajai metodei – stabilizācijas efektu var iegūt ļoti mīkstās, tai skaitā organiskās gruntīs, ar augstu produktivitāti, gandrīz bez atkritumu radīšanas un ar konkurētspējīgām izmaksām. Papildu metodes lietošana iespējama arī zemā gaisa temperatūrā.
Tipiskais aprīkojums sausajai dziļās grunts stabilizācijas metodei ir stacionārās vai mobilās saistvielas glabāšanas rezervuārs un padeves ierīces speciāli projektētu urbšanas iekārtas kolonnu izbūvei. Tas aprīkots ar īpašu miksēšanas rīku miksera caurules galā. Tipiskais kolonnu diametrs ir 0,6–1 metrs ar iebūves dziļumu līdz 25 metriem.
Sausās saistvielas padeve un miksēšana notiek brīdī, kad mikseris ir sasniedzis vajadzīgo dziļumu, tiek izvilkts un rotēts pretējā virzienā, nekā tas griezies urbšanas laikā. Sausā saistviela uz izvades sprauslām tiek transportēta, izmantojot augstspiedienu. Saistvielas daudzumu kontrolē un nepieciešamības gadījumā koriģē, mainot miksera rotācijas ātrumu. Gaisa spiediens un saistvielas daudzums tiek regulēts automātiski, lai nodrošinātu nepieciešamo apjomu konkrētajai grunts daļai vai slānim. Plastiskie māli un nogulsnes tiek uzlaboti un stiprināti ar kaļķi vai cementa un kaļķa sajaukumu. Organiskās gruntīs saistvielai mēdz pievienot arī citas sastāvdaļas.
Līdzīgi kā mitrās dziļās grunts stabilizācijas metodes gadījumā, kvalitātes kontrole un pārbaudes notiek darbu izpildes laikā un pēc pabeigšanas. Visi nepieciešamie parametri katrai grunts stabilizācijas kolonnai tiek fiksēti izbūves laikā. Pēc darbu pabeigšanas papildu pārbaudes notiek, lai pārliecinātos par projektēšanas laikā konstatēto pieņēmumu pareizību. Standarta tests lielākoties ir stabilizētās grunts parauga pārbaude. Nepieciešamības gadījumā var rīkot arī laboratorijas pārbaudes.
Pilnīga stabilizācija
Pilnīga stabilizācija jeb mass stabilisation ir izmaksu ziņā efektīvs risinājums grunts uzlabošanai vai sanācijai, īpaši pie būtiskiem apjomiem ar ļoti vāju vai piesārņotu virsējo grunti ar augstu ūdens piesātinājumu. Šai metodei ir piemērotas degradētas, piesārņotas un mitras organiskās gruntis.
Izmanto speciālu miksēšanas rīku, kas parasti ir piemontēts ekskavatora strēlei. Miksēšana notiek vertikāli vai horizontāli ar miksēšanas rīku un sprauslām saistvielas padevei. Saistviela sausā formā tiek padota no atsevišķas iekārtas, kas sastāv no speciāla spiediena rezervuāra, kompresora, gaisa sausinātāja un padeves kontroles bloka. Arī mitro metodi var lietot mass stabilisation gadījumā. Grunts stabilizācija notiek fāzēs atkarībā no iekārtas darba parametriem, kuri lielākoties ir 8–10 m2 platībai un līdz 8 m dziļumam. Tiklīdz nepieciešamais saistvielas daudzums ir pielietots, miksēšana turpinās, līdz sasniegti vajadzīgie maisījuma parametri.
Keller Polija izbūvēja pamatni jaunajam viaduktam uz automaģistrāles S7 netālu no Krakovas. Kopumā 160 grunts stabilizācijas kolonnas tika izbūvētas ar 1,6 m diametru un 7 m garumu. Darbs bija paveikts sešās dienās, lai limitētu viadukta balstu diferenciālo sēšanos līdz 15 mm. Lietojot dziļo mitrās grunts stabilizācijas metodi un cementu CEM II / B-V32,5R, sajauktu ar 30% pelnu piemaisījumu, tika izpildīts ekonomisks un videi draudzīgs risinājums, izslēdzot klasisko pāļu izmantošanu.
Rihards Ošiņš, Keller komercdirektors Baltijā
Attēli no Keller albuma
