Iniekcja materiałów geopolimerowych jest rozwiązaniem inżynieryjnym stosowanym do poprawy nośności gruntów oraz stabilizacji konstrukcji posadowionych na podłożach o obniżonych parametrach. Technologia ta stanowi alternatywę dla tradycyjnego podbudowywania, palowania czy wymiany gruntu oraz została wynaleziona i rozwinięta przez Geobear w oparciu o blisko 40 lat badań, testów i realizacji w terenie.
System może być stosowany zarówno jako działanie:
- proaktywne – zwiększenie nośności podłoża przed planowaną zmianą obciążeń,
- reaktywne – usunięcie skutków osiadania i zapadnięć.
Konsolidacja powierzchniowa i wgłębna
Zastosowanie iniekcji materiałów geopolimerowych można podzielić na dwie podstawowe kategorie.
Konsolidacja powierzchniowa
W tym przypadku materiał wstrzykiwany jest w płytką strefę pod fundamentem.
Celem jest:
- przywrócenie pełnej styczności spodniej części fundamentu z gruntem,
- wypełnienie pustek,
- eliminacja lokalnych rozluźnień podłoża.
Rozwiązanie stosuje się w sytuacjach, gdy dochodzi do utraty kontaktu fundamentu z gruntem lub występują niewielkie zapadnięcia.
Konsolidacja wgłębna
Dotyczy gruntów wymagających poprawy parametrów nośności na większej głębokości. Celem jest zwiększenie gęstości gruntu poprzez:
- wypełnienie i zagęszczenie pustych przestrzeni,
- usunięcie powietrza i wody,
- zbrylenie gruntu (w przypadku gruntów ziarnistych).
Materiał po iniekcji przemieszcza się w kierunku najmniejszego oporu – tam, gdzie grunt wymaga wzmocnienia. Ekspansja następuje zarówno w poziomie, jak i w pionie. W końcowej fazie materiał przechodzi ze stanu ciekłego w stały, wywierając kontrolowany nacisk na spodnią stronę fundamentu.
Zazwyczaj pojedynczy punkt iniekcyjny tworzy strefę oddziaływania o promieniu ok. 1 m (w zależności od warunków gruntowych i zastosowanego materiału). Punkty rozmieszcza się w siatce 1,0–1,5 m.
Materiały geopolimerowe
Geobear wykorzystuje portfolio ponad 30 materiałów dostosowanych do różnych warunków gruntowych.
Każdy materiał posiada określone parametry:
- czas kremowania (rozpoczęcie zmiany stanu skupienia),
- czas żelowania (początek ekspansji),
- czas osiągnięcia stanu pyłosuchości,
- gęstość po swobodnej ekspansji,
- wytrzymałość na ściskanie zgodnie z EN 826 (przy 10% odkształceniu).
Wytrzymałość zależy bezpośrednio od stopnia ograniczenia ekspansji w gruncie. Badania wykonywane są przy różnych gęstościach, co pozwala określić parametry w zależności od warunków projektowych.
Metody wykonawcze
W zależności od projektu stosujemy:
Metodę ekstrakcyjną
- wiercenie do wymaganej głębokości (16–50 mm),
- wprowadzenie pojedynczej rury iniekcyjnej,
- kontrolowana iniekcja przy jednoczesnym wyciąganiu rury.
Metodę wielorurową
- wiercenie do wymaganej głębokości,
- instalacja kilku rur o różnej długości,
- dozowanie określonej ilości materiału na wybranych poziomach.
Dobór metody zależy od rodzaju gruntu, rozkładu obciążeń i zakresu wymaganej poprawy parametrów.
Monitoring i weryfikacja
Podczas iniekcji prowadzony jest ciągły monitoring przemieszczeń konstrukcji z wykorzystaniem laserów obrotowych i czujników. Iniekcja w danym punkcie trwa do momentu zarejestrowania reakcji (< 0,5 mm), co potwierdza uzyskanie odpowiedniego zagęszczenia.
W celu ilościowej oceny poprawy nośności stosujemy badanie sondą dynamiczną stożkową (DCP). Badania wykonywane są przed i po wzmocnieniu przy użyciu penetrometrów Pagani DPM 30-20 (obciążnik 30 kg). Liczba uderzeń potrzebnych do wbicia pręta na 100 mm pozwala określić wzrost parametrów gruntu.
Zobacz realizacje infrastrukturalne.
Oddziaływanie środowiskowe
Materiały geopolimerowe są w zasadzie nieprzepuszczalne, praktycznie niepodatne na wchłanianie wody i nie wykazują istotnego wpływu na wody gruntowe. Projektowana trwałość materiału wynosi do 100 lat.
Podsumowanie
Główną zaletą technologii iniekcji geopolimerowych w stosunku do metod tradycyjnych jest efektywność oraz ograniczona ingerencja w konstrukcję i otoczenie. Rozwiązanie pozwala na szybkie wzmocnienie podłoża bez wykopów i przestojów w użytkowaniu obiektu.
