KOLUMNY DSM (Deep Soil Mixing)
KOLUMNY DSM (Deep Soil Mixing)
określenie DSM pochodzi od skrótu z języka angielskiego tej technologii Deep Soil Mixing. Kolumny tworzy się mieszając grunt rodzimy z dodatkowym materiałem, który spaja całą konstrukcję. Konstrukcja ta jest do pewnego stopnia elastyczna i poddaje się siłom współpracując z gruntem. Technologia ta stosowana jest w celu wzmocnienia podłoża, szczególnie gruntów słabonośnych o znacznej miąższości.
Formowanie kolumn DSM
Podczas formowania kolumn metodą DSM burzy się naturalna strukturę gruntu. W tym celu zagłębia się w kolejne warstwy mieszadło. Równocześnie można uzupełniać powstającą przestrzeń spoiwem, które wzmocni całą konstrukcję kolumny. Jedna z metod wykorzystuje do przemieszczenia spoiwa sprężone powietrze. Mieszankę dobiera się w zależności od warunków gruntowych, a także projektu. Tak samo jak średnicę kolumn, która wynosi najczęściej od 0,4 m do 1m.
Rodzaje spoiwa
Zróżnicowane warunki gruntowe, oraz w przypadku konieczności uzyskania odpowiednich właściwości (np. ograniczenie filtracji) wymagają dostosowania odpowiedniego rodzaju spoiwa. Do najczęściej stosowanych zalicza się:
- zaczyny cementowe;
- popioły lotne;
- żużel wielkopiecowy;
- betonit;
- mączka wapienna.
Kolumny tworzone na mokro
Przed rozpoczęciem wiercenia plac robót należy przygotować tworząc odpowiednio utwardzoną platformę, na której będzie można umieścić maszynę wiertniczą. Konstrukcja robocza składa się z żerdzi wyposażonej w świder mieszający grunt.
Na końcu znajduje się specjalna dysza, którą dostarcza się mieszankę wiążącą. Mieszadło w pierwszej kolejności dochodzi do określonej głębokości następnie przesuwając się w górę łączy grunt ze spoiwem. W przypadku kolumn DSM w technologii „na mokro” jest to betonit lub zaczyn cementowy czy cementowo-popiołowy.
Tworzenie kolumn na sucho
Tworzenie kolumn DSM metodą suchą odbywa się przy udziale sprężonego powietrza. Ten sposób stosuje się przy wzmacnianiu gruntów o odpowiednio wysokiej wilgotności, zazwyczaj są to iły, gliny oraz grunty organiczne. Do tego wykorzystuje się wiertnicę dostosowaną do pracy na słabych gruntach. Za pomocą podajnika wykorzystującego sprężone powietrze wprowadza się materiał spoiwa. Następuje to podczas wyciągania wiertła. Występująca w gruncie woda spaja materiał kolumny. Jako spoiwa używa się mieszanek z żużlem wielkopiecowym, cement z wapnem, wapno niegaszone.
Dodatkowe wzmocnienie kolumny
Świeżo wykonane kolumny można wzmocnić wprowadzając do nich profile stalowe. Stosuje się je w sytuacjach, w których wykonywane kolumny DSM będą pracowały na zginanie lub rozciąganie. Jest to często wykorzystywane w palisadach z kolumn DSM do tymczasowego zabezpieczenia wykopów w gruntach słabych.
Gdzie stosuje się kolumny DSM
Kolumny mieszania wgłębnego gruntu stosuje się na słabych gruntach spoistych takich jak iły, namuły czy lekkie gliny. Również ta technologia ma zastosowanie przy ograniczaniu osiadania gruntów pod budynkami. Dodatkowo zbrojone profilami stalowymi kolumny stosuje się do wzmacniania skarp czy nasypów pod drogami. Zapewniają one stateczność oraz przenoszą siły rozciągające i poziome.
Kolumny DSM zaliczane są do rodzaju słabego wzmacniania podłoża, gdyż posiadają elastyczną do pewnego stopnia konstrukcję współpracującą z rodzimym gruntem. Możliwe jest to dzięki ich specyficznej budowie, która nie jest sztywna, ale do pewnego stopnia podatna na odkształcenia i działanie sił. Właściwości kolumn zależą w dużej mierze nie tylko od gruntu w jakim zostały zbudowane, ale też rodzaju zastosowanego spoiwa.