· Web viewIz razloga što je riječ o glinama bubrenje materijala ne smije biti veće od 4% nakon četiri dana pod vodom. Ukoliko materijal zadovoljava sve ove navedene uvjete,

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

GEOTEHNIČKI FAKULTET

TOMISLAV HODIĆ

O GEOTEHNIČKIM ISPITIVANJIMA KOD ZAHVATA

SANACIJE ODLAGALIŠTA OTPADA

ZAVRŠNI RAD

VARAŽDIN, 2012.

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

GEOTEHNIČKI FAKULTET

ZAVRŠNI RAD

O GEOTEHNIČKIM ISPITIVANJIMA KOD ZAHVATA

SANACIJE ODLAGALIŠTA OTPADA

KANDIDAT: MENTOR:

TOMISLAV HODIĆ prof. dr.sc. BOŽO SOLDO

VARAŽDIN, 2012.

Sadržaj:

1. Uvod 1

2. Općenito o geotehničkim ispitivanjima 2

3. Tehnički uvjeti zemljanih radova 3

3.1. Uređenje temeljnog tla 3

3.2. Izrada nasipa 6

3.2.1. Izrada nasipa od zemljanih materijala 9

3.2.2. Izrada nasipa od miješanih materijala 10

3.2.3 Izrada nasipa od kamenih materijala 11

3.3. Izrada posteljice 12

3.3.1. Izrada posteljice od zemljanih materijala 12

3.3.2. Izrada posteljice od miješanih materijala 13

3.3.3. Izrada posteljice od kamenih materijala 13

4. Laboratorijska ispitivanja 14

4.1. Proctorov pokus 14

4.1.1. Standardni Proctorov pokus 15

4.1.2. Modificirani Proctorov pokus 16

4.1.3. Krivulje zbijanja Proctorovog pokusa 17

4.1.4 Primjer izvedbe standardnog Proctorovog pokusa 19

5. Terenska ispitivanja 25

5.1. Probno opterećenje tla 24

5.2. Primjer mjerenja kružnom pločom 26

5.3. Volumetar 30

6. Zaključak 31

Literatura 32

Sažetak 33

1. Uvod

Metode istraživanja iz područja mehanike tla, mehanike stijena i inženjerske geologije

koriste se u geotehničkim ispitivanjima. Geotehnička ispitivanja se provode na terenu koji se

smatra pogodnim za gradnju nekog objekta. Gradnja ne može početi sve dok geotehnička

ispitivanja nisu završena, odnosno dok se ne dobiju rezultati koji pokazuju da odabrana

lokacija zadovoljava uvjete za gradnju.

Na početku ovog djela prikazana su geotehnička ispitivanja, koja su uvelike

standardizirana i provode se u skladu s normama i standardima, te poveznica između tih

ispitivanja i korištenja takvih ispitivanja na sanaciji odlagališta otpada.

U daljnjem dijelu opisani su opći tehnički uvjeti, te navedeni oni koji govore o

uređenju temeljnog tla, odnosno normama i zahtjevima koji moraju biti ispunjeni za pravilno

pripremanje temeljnog tla za gradnju. Također navedeni su i tehnički uvjeti za izgradnju

nasipa. Opisani su zahtjevi za nasipe od određenih materijala, a to su zemljani, miješani i

kameni materijali. Na kraju općih tehničkih uvjeta u ovom djelu opisani su radovi na izgradnji

posteljice, te također zahtjevi kod izgradnje posteljice od zemljanih, miješanih i kamenih

materijala.

Na kraju su opisani pokusi koji se provode radi utvrđivanja karakteristika tla. Prvi

opisani je laboratorijski, Proctorov pokus. Opisane su njegove dvije verzije, standardna i

modificirana. Što se tiče terenskih ispitivanja obrađeno je ispitivanje tla probnom pločom, te

prikazani su rezultati koji zadovoljavaju kriterije i oni koji nezadovoljavaju, te je opisan

pokus volumetrom.

2. Općenito o geotehničkim ispitivanjima

Geotehnička ispitivanja se provode kako bi se procijenili uvjeti u podzemlju prije nego

se krene s gradnjom građevine na nekom tlu. Ciljevi geotehničkih ispitivanja ovise o veličini i

vrsti radova koji će se izvoditi nakon ispitivanja. U obzir kod ispitivanja mora se uzeti

lokacija objekta, značajke podzemlja, te mogući problemi koji mogu nastati tijekom

ispitivanja i gradnje. Svako geotehničko ispitivanje treba trajati toliko dugo dok uvjeti u

podzemlju nisu dobro utvrđeni, te kako bi se nakon toga moglo sa sigurnošću početi s

građevinskim radovima. U okviru ispitivanja provode se laboratorijski i terenski istražni

radovi. Laboratorijskim ispitivanjima ispituju se fizička svojstva tla na uzorcima izuzetima iz

tla nad kojem se vrše ispitivanja. Postoji nekoliko standardnih laboratorijskih pokusa koji se

često izvode. Jedan od njih je edometarski pokus stišljivosti. Ispitivanje stišljivosti u ovom

pokusu se izvodi uglavnom na neporemećenim uzorcima. Sljedeći pokus koji se koristi je

pokus u troosnom aparatu. Kod ovog pokusa na uzorak djeluje konstantan bočni tlak, a

vertikalna sila se postupno povećava do sloma. Koriste se još pokusi za izravni posmik s

kontroliranim prirastom deformacija i sile, sijanje materijala čime se utvrđuje

granulometrijski sastav tla, te Proctorov pokus koji je detaljnije opisan kasnije u ovom radu.

Terenski radovi obuhvaćaju bušenja, ''in situ'' pokuse, geofizičke metode, penetracijske

pokuse, pokuse s probnom pločom i slično. Svrha je utvrditi inženjerskogeološke uvjete u

podzemlju i njihove značajke na lokacijama istraživačkih radova i to izravnim uvidom u

stijene ili tlo, kopanjem raskopa ili izradom bušotina iz kojih se uzimaju uzorci za

laboratorijska ispitivanja i neizravnim uvidom u stijene, pomoću ''in situ'' pokusa i

geofizičkim metodama.

Kod istražnih radova na lokacijama na kojima će se graditi odlagališta otpada osobitu

pozornost treba usmjeriti na mjerenje razine podzemne vode, što se provodi bušenjem

bušotina, odnosno piezometrima. Ovo je važno iz razloga sprečavanja zagađenja podzemnih

tokova, a i osiguravanja izgrađenog objekta od poplavljivanja. Ispitivanja vezana uz

problematiku odlagališta otpada provode se u dvije faze i to u svrhu odabira lokacije u

regionalnom smislu i u svrhu odabira mikrolokacije odlagališta. Dobiveni rezultati moraju

zadovoljavati određene propise i standarde, a na temelju njih se odabire način gradnje ili

sanacije već postojećeg odlagališta otpada. Važno je napomenuti da prije početka sanacije

postojećih odlagališta otpada treba provesti potrebne mjere zaštite kako okoliša tako i radnika

koji će raditi na lokaciji. (Veinović i Kvasnička 2007.)

3. Tehnički uvjeti zemljanih radova

Opći tehnički uvjeti za radove (OTU) propisuju uvjete izvedbe pojedinih vrsta radova

u realizaciji projekta i oni su sastavni dio ugovora. U njima su navedeni minimalni zahtjevi

kakvoće materijala, proizvoda i radova koje se koriste. Ukoliko postoje neki radovi koji nisu

upisani u Općim tehničkim uvjetima, sastavljaju se Posebni tehnički uvjeti koji se uključuju u

ugovor. Posljednje izdanje OTU-a izdano je 2001. godine i sastoji se od šest knjiga koje su

izrađene kao jedna cjelina. (Tomljanović, Đukan, 2001.) U općim tehničkim uvjetima u obzir

su uzeti važeći hrvatski zakoni i tehničke norme (HRN).

3.1. Uređenje temeljnog tla

Ovi radovi obuhvaćaju sve radove koji se moraju obaviti kako bi se sraslo tlo

osposobilo da preuzme opterećenja, ali bez štetnih posljedica. Ta opterećenja mogu biti

nasipi, kolničke konstrukcije ili prometno opterećenje. Dubina do koje se uređuje temeljno tlo

ne prelazi 30cm, a određena je projektom, te također ovisi o vrsti tla.

Svi radovi moraju biti obavljeni u skladu s projektom, projektom organizacije

građenja, zahtjevima nadzornog inženjera, programom kontrole i općim tehničkim uvjetima.

Za vezana tla uređenje počinje tek kad je uklonjen sav humus prema projektu.

Uklanjanje humusa podrazumijeva površinski iskop humusa različitih debljina i njegovo

prebacivanje u stalno ili privremeno odlagalište. Humus se uklanja zbog svojih negativnih

svojstava jer pod opterećenjem znatno mijenja obujam, a pri promijeni količine vode znatno

mu se smanjuje nosivost. Iskopava se isključivo strojno, a ručno jedino tamo gdje strojevi ne

mogu obavljati rad. Nakon uklanjanja humusa tlo treba dovesti u stanje vlažnosti koje

omogućuje optimalni utrošak energije zbijanja. Takvo tlo se vlaži ili suši i tek kad se postigne

optimalna vlažnost pristupa se zbijanju. Ako su materijali osjetljivi na vodu treba veliku

pažnju posvetiti očuvanju tla od prevelikog vlaženja. Tada radove zbijanja na temeljnom tlu

bi trebalo provesti odmah nakon skidanja sloja humusa. Zbijanje tla se obavlja odgovarajućim

uređajima i strojevima za zbijanje, ovisno o vrsti vezanog tla, a prije samog zbijanja tlo se

mora izravnati.

Postupak uređenja nevezanih tala je isti kao i kod vezanih materijala, ali osjetljivost na

promjene vlažnosti je daleko manja. Zbijanje ovakvih materijala se uglavnom izvodi

vibracijskim sredstvima.

Na stjenovitom terenu ne zbija se tlo, nego se samo čisti površina i osigurava dobro

nalijeganje nasipa, pogotovo ako je teren nagnut. Stjenovito tlo na dijelu usjeka izravnava se

sa slojem usitnjenog kamenog materijala debljine 20 cm i zbija se uređajima za zbijanje.

Kontrola kakvoće je standardizirana i provodi se po Hrvatskim normama. Tekuća

ispitivanja obuhvaćaju određivanje stupnja zbijenosti standardnim Proctorovim pokusom ili

kružnom pločom. Najmanje jedno ispitivanje se mora provesti na 1000 m2 uređenog

temeljnog tla. (tablica 1.) Kontrolna ispitivanja ista su kao i tekuća, a njihov broj ovisi o

materijalima, stanju tla i slično. Ovakva ispitivanja se vrše minimalno jedno na 2000 m2

uređenog temeljnog tla. U tablici su korištene skraćenice za vrste materijala, pa tako pod

materijal kategorije ''A'' spadaju svi čvrsti materijali, gdje je potrebno miniranje kod cijelog

iskopa. Materijali kategorije ''B'' su polučvrsta kamenita tla, gdje je potrebno djelomično

miniranje, a ostali dio iskopa se obavlja strojnim iskopom. Materijali kategorije ''C'' su

materijali koje nije potrebno minirati, nego se mogu kopati izravno uporabom strojeva.

Ako se uvjeti zbijenosti iz tablice 1. ne mogu ostvariti, ovisno o uzrocima koji su

doveli do toga, treba se pokušati poboljšati površinsku odvodnju sustavom drenaža i jaraka,

zamijeniti slabi materijal i nadomjestiti ga boljim, poboljšati materijal dodavanjem

hidrauličkog veziva, ojačati tlo geotekstilom ili polimernom geomrežom.

Tablica 1. Kriteriji za ocjenu kakvoće temeljnog tla

Položaj nasipnih slojevaStupanj zbijenosti (standardni

Proctorov pokus), najmanje %Modul stišljivosti (kružna ploča φ30

cm), najmanje (MN/m2)

Zemljani materijali:

(dio materijala iskopne kategorije “C” - sve gline niske do visoke plastičnosti i prašinasta tla)

a) Srasla tla sastavljena od koherentnih zemljanih materijala, a projektirani nasip nije viši od 2,00 m

97 20

b) Srasla tla sastavljena od kohe-rentnih zemljanih materijala, a

projektirani nasip je viši od 2,00 m95 20

Nekoherentni materijali i miješani materijali:

(materijali iskopne kategorije “A” i “B” i dio materijala kategorije “C”, kameni materijali,miješani kameni i zemljani materijali,glinoviti šljunci, zaglinjene kamene drobine,flišni

pješčenjaci, dolomiti, škriljci,konglomerati, pijesci, pjeskoviti

šljunci).

c) Srasla tla sastavljena od nekoherentnih

zemljanih i miješanih materijala, aprojektirani nasip nije viši od 2,00 m

100 25

d) Srasla tla sastavljena od nekoherentnih zemljanih i miješanih materijala, a projektirani nasip je viši

od 2,00 m

95 25

Kod izvođenja radova zamjene slabog sloja tla boljim, sloj slabog sloja se odvozi na

odlagalište, te se zamjenjuje slojem boljeg materijala. Ovakva zamjena se pretežno izvodi kod

niskih nasipa, gdje nije moguće primijeniti neke druge metode poboljšanja kakvoće temeljnog

tla. Debljina sloja koji će se zamijeniti mora biti određena projektom, a ako nije, određuje se u

pokusnoj dionici čija dužina mora biti najmanje 50 m. Na toj dionici se određuju svi

parametri rada strojeva i tehnologija rada.

3.2. Izrada nasipa

Bilo da je odlagalište otpada izvedeno na ravnom terenu, u usjeku ili nekoj umjetnoj

depresiji, njegov konačni izgled uvijek uključuje pokose. Radovi izrade nasipa obuhvaćaju

nasipanje, razastiranje, zbijanje, ako je potrebno vlaženje i isušenje, te planiranje materijala u

nasipu u skladu s njegovim dimenzijama i nagibom zadanim projektom prema zahtjevima iz

opće tehničkih uvjeta. Također, radovi moraju biti obavljeni u skladu sa svim zahtjevima kao

i radovi na temeljnom tlu.

Izrada nasipa se vrši nasipanjem materijala koji je razasut vodoravno u uzdužnom

smjeru ili nagibu koji je najviše jednak projektiranom uzdužnom nagibu nivelete. U

poprečnom smjeru nasip mora imati minimalni poprečni pad u svim fazama izrade. Svaki sloj

nasipa mora se zbijati u punoj širini odgovarajućim sredstvima za zbijanje, a zbijanje se vrši

od nižeg ruba prema višem. Navoženje materijala bi se trebalo vršiti po već zbijenom dijelu

nasipa i to uvijek po novom tragu, tako da se dobije jednolično zbijanje slojeva. Nasipanje

novog sloja se vrši samo kad je prethodni sloj dovoljno zbijen i to je potvrđeno ispitivanjima.

Visina svakog pojedinog sloja određuje se u skladu s vrstom materijala kojom se nasipava i

mogućnosti strojeva za zbijanje. Ako za neki materijal kojim se nasipava i strojeve kojima se

zbija ne postoji neko iskustvo o mogućnosti zbijanja, debljina nasipnog sloja se određuje na

pokusnoj dionici koja je dužine 50 m. Na tu se dionicu navozi sloj materijala one debljine za

koji se pretpostavlja da se može u cijelosti zbiti predviđenim strojevima za zbijanje. Sloj se

zbije strojevima za zbijanje i nakon određenog broja prijelaza vrše se ispitivanja zbijenosti.

Na osnovi dobivenih rezultata nadzorni inženjer daje odobrenje za pogodan način rada

upisom u građevinski dnevnik. Nasipni materijal se nanosi na uređeno temeljno tlo ili na već

izrađeni sloj nasipa. Nakon završetka nasipa planiraju se njegovi pokosi.

Kontrola dimenzija nasipa se vrši tijekom rada i uspoređuje se dimenzijama iz

projekta. Detalja kontrola se vrši pri preuzimanju završnog sloja nasipa. Ako se utvrdi da je

nagib pokosa nasipa veći od projektiranog, nadzorni inženjer može tražiti korekcije u skladu s

projektiranim nagibom. Ispravak nagiba može se izvesti pomoću stepenica, a materijal mora

zadovoljavati iste kriterije kao i za nasip. Nije dopušteno smanjivanje nagiba nasipa

''naljepljivanjem'' sloja materijala bez zbijanja i prethodne izrade stepenica. Propisi na osnovi

kojih se obavlja kontrola materijala za izradu i pri izradi nasipa su regulirani Hrvatskim

normama (HRN).

Tekuća ispitivanja kod izrade nasipa obuhvaćaju određivanje stupnja zbijenosti u

odnosu na standardni Proctorov pokus i određivanje modula stišljivosti kružnom pločom,

najmanje na svakih 1000 m2 svakog sloja nasipa, te ispitivanje granulometrijskog sastava

nasipnog materijala najmanje na svakih 4000 m3 izvedenog nasipa. Tekuća ispitivanja za

nasipe koji je izrađuju od kamenog materijala dobivenoga miniranjem obavljaju se u

laboratoriju na materijalu najvećeg zrna do 10 cm, a udio pojedinih frakcija određuje se

vizualnom kontrolom. U jednoj seriji, jedan od pet rezultata ispitivanja zbijenosti može biti

manji od minimalno traženog, s time da po apsolutnoj vrijednosti ne odstupa više od 5% pri

mjerenju prostornih masa u suhom stanju, te 10% pri mjerenju modula stišljivosti. Ako je u

jednoj seriji broj pokusa manji od pet tada svi rezultati moraju biti veći od najmanje traženog.

Kontrolna ispitivanja obuhvaćaju određivanje stupnja zasićenosti u odnosu na standardni

Proctorov pokus ili određivanja modula stišljivosti kružnom pločom promjera 30 cm i to

najmanje na svakih 2000 m2 svakog sloja nasipa. Također obuhvaćaju ispitivanje

granulometrijskog sastava nasipnog materijala na svakih 8000 m3 izvedenog nasipa.

Slika 1. Shematski prikaz geotehničkih problema kod sanitarnog odlagališta otpada

(preuzeto iz: Kovačić, Čorko, 1994.)

3.2.1. Izrada nasipa od zemljanih materijala

Nasipi od zemljanih materijala su oni nasipi načinjeni od glina niskih do visokih

plastičnosti, prašina, glinovitih pijesaka i sličnih materijala, kojima je zajednička

karakteristika da su osjetljivi na prisutnost vode. Zbijanje nasipa od ovakvih materijala se vrši

ježevima, glatkim valjcima na kotačima s gumama i vibropločama. Nasip se izvodi u

slojevima debljine 30-50 cm. Materijal za izradu nasipa mora zadovoljavati nekoliko uvjeta.

Prvi od njih je da koeficijent jednoličnosti bude veći od 9.

Također je moguće i korištenje materijala kod kojih je ovaj koeficijent i manji, ali

moraju se primijeniti posebne tehnologije ugradnje kao što je refuliranje. Nasipni materijal ne

smije sadržavati više od 6% organskih primjesa. Ako sadrži više od navedenoga, njegovu

pogodnost za ugradnju treba dokazati laboratorijski. Optimalna količina vode mora biti manje

od 25%. Materijal ne smije imati suhu prostornu masu manju od 1,5 g/cm3 i to za nasipe do

visine 3m, a ukoliko se radi o nasipima visine veće od 3 m ta je vrijednost 1,55 g/cm3.

Granica tečenja ne smije biti veća od 65%, a indeks plastičnosti od 30. Iz razloga što je riječ o

glinama bubrenje materijala ne smije biti veće od 4% nakon četiri dana pod vodom. Ukoliko

materijal zadovoljava sve ove navedene uvjete, a vlažnost mu prelazi granice koje omogućuju

postizanje propisane kakvoće ugradnje, taj materijal se ne smije ugrađivati. Materijal koji ne

zadovoljava svojom vlažnošću prije ugradnje se mora sušiti ili vlažiti do tražene vlažnosti.

Materijal koji se na gradilište doprema s neke druge lokacije mora biti ugrađen u nasip istog

dana kad je i dopremljen. U slučaju dužeg nenasipavanja novog materijala na zbijeni sloj,

prije ponovnog nasipavanja mora se ispitati zbijenost tog posljednjeg sloja. Rad na

nasipavanju i zbijanju treba prekinuti u svako doba kad nije moguće postići tražene rezultate,

a uzrok tomu može biti kiša, visoke podzemne vode, snijeg, smrznuti zemljani materijal i

drugo. Kriteriji za ocjenu kakvoće ugrađenog materijala u slojeve nalaze se u tablici 2.

Tablica 2. kriteriji kakvoće ugradnje zemljanih materijala u nasip




a) Slojevi nasipa visokih preko 2 m na dijelu od podnožja nasipa do visine 2 m ispod planuma posteljice

95 20

b) Slojevi nasipa nižih od 1 m i slojevi nasipa viših od 2 m u zoni 2 m ispod

planuma posteljice100 25

3.2.2. Izrada nasipa od miješanih materijala

Nasipi izgrađeni od miješanih materijala su nasipi od miješanog kamena i zemljanih

materijala, glinovitih šljunaka, zaglinjenih kamenih drobina i trošnih stijena. Ovakvi

materijali su manje osjetljivi na djelovanje vode. Zbijanje ovakvih nasipa se vrši valjcima.

Nasipanje se vrši u slojevima debljine od 30 do 60 cm. Materijal za izradu nasipa mora

zadovoljavati uvjet da mu je koeficijent jednoličnosti veći od 9.

Isto kao i kod nasipa od zemljanih materijala, ako materijal koji se ugrađuje

zadovoljava uvjete za ugradnju, a vlažnost mu nije optimalna, takav se materijal ne smije

ugrađivati sve dok mu se vlažnost ne dovede na optimalnu. Također, s ugradnjom se mora

prestati ako nastupe nepovoljni uvjeti kao i kod nasipa s zemljanim materijalom. U tablici 3.

su navedeni kriteriji za ugradnju miješanih materijal u nasip.

Tablica 3. Kriteriji ugradnje miješanih materijala u nasip





95 35



3.2.3. Izrada nasipa od kamenih materijala

Nasipi od ovakvih materijala su izgrađeni od materijala dobivenih miniranjem,

kamenih dorobina i šljunka, a zajedničko svojstvo im je da su praktički neosjetljivi na

djelovanje vode. Materijali u ovakve nasipe se zbijaju vibrovaljcima, vibronabijačima i

kompaktorima, ovisno o vrsti materijala. Slojevi se nasipavaju u debljinu od 50 do 100 cm.

Materijal mora zadovoljavati uvjet da maksimalna veličina zrna smije biti jednaka najviše

polovici debljine sloja, ali ne veća od 40 cm, te da koeficijent jednoličnosti mora biti veći od

4.

Ukoliko se nasip izvodi blizu nekog objekta mora se promijeniti način zbijanja jer bi

vibracijski strojevi mogli uzrokovati neželjena oštećenja na objektima. Radovi na izradi

nasipa se moraju prekinuti ukoliko je materijal smrznut i u prisutnosti snijega i leda. Kriteriji

za ugradnju kamenih materijala u nasip se nalaze u tablici 4.

Tablica 4. Kriteriji ugradnje kamenih materijala u nasip





95 40



3.3. Izrada posteljice

Posteljica je završni sloj na nasipu ili u usjeku ujednačene nosivosti, debljine do 50

cm, ovisno o vrsti materijala. Posteljica se izrađuje prema kotama iz projekta.

Kontrola kakvoće se provodi po propisima za izradu posteljice, a definirani su

Hrvatskim normama (HRN). Tekuća ispitivanja izrade posteljice obuhvaćaju određivanje

stupnja zbijenosti u odnosu na standardni Proctorov pokus i određivanje modula stišljivosti.

Tekuća ispitivanja se provode minimalno jedno određivanje stupnja zbijenosti i modula

stišljivosti na 1000 m2. Jedno određivanje granulometrijskog sastava materijala posteljice na

6000 m2, te jedno ispitivanje stupnja zbijenosti modula stišljivosti na svakih 200 m u zoni

bankine. Kote planuma posteljice ne smiju odstupati za vise od 3 cm od projektiranih, a

ravnina se mjeri uzdužno, poprečno i dijagonalno i to svakih 100 m. Ispitivanja se vrše u

serijama i to tako da u jednoj seriji ima najmanje pet pokusa. U svakoj od serija po jedan

rezultat može biti manji od minimalnoga traženog, ali po apsolutnoj vrijednosti ne smije

odstupati više od 5% pri mjerenju potrebne mase u suhom stanju i 10% pri mjerenju modula

stišljivosti. Kontrolna ispitivanja obuhvaćaju određivanje stupnja zbijenosti u odnosu na

standardni Proctorov pokus najmanje na svakih 2000 m2 i određivanje modula stišljivosti

kružnom pločom.

3.3.1. Izrada posteljice od zemljanih materijala

Posteljice od zemljanih materijala su od glina niskih do visokih plastičnosti, prašine,

glinovitih pijesaka i sličnih materijala koji su osjetljivi na prisutnost vode. Nasuti materijal za

posteljicu ili materijal u iskopu mora se odmah zbiti. Materijal od kojeg se gradi posteljica

mora zadovoljavati nekoliko uvjeta. To su: bubrenje nakon četiri dana potapanja u vodi ne

smije biti veće od 3%, indeks plastičnosti mora biti manji od 20%, granica tečenja mora biti

manja od 40%, a koeficijent jednolikosti veći od 9. Vlažnost ne smije varirati više od 2% od

optimalne vlažnosti.

3.3.2. Izrada posteljice od miješanih materijala

Miješani materijali su miješani kameni i zemljani materijali, glinoviti šljunci,

zaglinjene kamene drobine i trošne stijene. Ukoliko se dogodi da je materijal posteljice u

usjeku vrlo nehomogen, odnosno da je to kamen s ulošcima gline, iskop treba produbiti za 30

– 50 cm i izraditi sloj od homogenog miješanog ili kamenog materijala. Kriteriji koje

materijal treba zadovoljavati su da maksimalna veličina zrna bude 60 mm, koeficijent

nejednakosti da bude veći od 9, a vlažnost da ne varira za više od 2% u odnosu na optimalnu

vlažnost. Ukoliko dođe do smrzavanja tla ili na njemu ima snijega i leda, radovi se ne smiju

obavljati .

3.3.3. Izrada posteljice od kamenih materijala

Posteljice od kamenih materijala su od materijala dobivenih miniranjem, od kamenih

drobina i šljunaka. Kod posteljica od ovakvih materijala, gornji završni sloj mora biti izveden

od sitnog kamenog materijala. Materijal mora zadovoljavati neke uvjete, a to su da

maksimalna veličina zrna može biti 60 mm i koeficijent jednolikosti mora biti veći od 9.

Također, radovi se ne smiju obavljati na smrznutom tlu ili na tlu na kojem ima snijega i leda.

(Mintas i sur. 2001.)

4. Laboratorijska ispitivanja

Važnost laboratorijskih pokusa u geotehničkim ispitivanjima je izuzetna zbog toga jer

oni daju poseban uvid u stanje tla koje se ispituje. Tlo kao heterogeni sustav sastavljen od tri

glavne faze; čvrste, tekuće i plinovite, iziskuje posebnu pažnju pri ispitivanju kako bi se mogli

donijeti ispravni zaključci na temelju kojih će se nastaviti daljnji proces radova na ili u tlu.

Laboratorijskim pokusima se standardno određuju fizički parametri tla kao što su porozitet,

vlažnost gustoća, indeks zbijenosti, granulometrijski sastav i drugi. Do ovih se rezultata dolazi

nekim standardiziranim pokusima. Jedan od najčešćih je edometarski pokus, pokus direktnog

posmika, pokus u troosnom aparatu i drugi, te Proctorov pokus koji je detaljnije obrađen u

ovom poglavlju.

4.1. Proctorov pokus

Jedan on najvažnijih laboratorijskih pokusa za određivanje stupnja zbijenosti je

Proctorov pokus. Laboratorijskim pokusom zbijanja simuliraju se uvjeti terenskog zbijanja, a

rezultati se koriste za optimizaciju i kontrolu terenske ugradnje. Postoje dvije vrste ovog

pokusa, a to su standardni i modificirani Proctorov pokus. Iskustva su pokazala da se materijal

različito zbija za različite vlažnosti i energije zbijanja. Energija se može uložiti nabijanjem,

gnječenjem, pritiskom ili vibriranjem. Dok je nabijanje, gnječenje i pritisak učinkovit

postupak za sitnozrnata tla, gnječenje i pritisak gotovo nema učinka za krupnozrna tla. Za

krupnozrnata tla najučinkovitiji postupak zbijanja je vibriranje, a manje nabijanje. Energija

zbijanja bi trebala odgovarati energiji ugradnje kod primjene raznih vrsta valjaka ili ježeva na

terenu. Proctorov pokus je standardiziran i uzorci se zbijaju u standardiziranim kalupima sa

zadanom energijom zbijanja. Materijal mora potpuno ispuniti kalup, a višak materijala se

uklanja nožem. Mjeri se masa materijala prije i nakon sušenja, te se tako mogu odrediti

gustoće vlažnog i suhog tla koje odgovaraju različitim vlažnostima. Jedna od mjera zbijenosti

je suha gustoća, ρd, određena kao masa čvrstih čestica u jediničnom volumenu tla. Zbijenost je

to veća što je suha gustoća veća. Suha gustoća tla je ovisna isključivo o porozitetu.

4.1.1. Standardni Proctorov pokus

U standardnom Proctorovom pokusu zbijanje uzorka se vrši u cilindru volumena 943,7

cm3. Uzorak se zbija u tri sloja sa 25 udaraca na svaki sloj. Kod zbijanja koristi se bat mase

2,5 kg koji pada s visine 30,4 cm. Na temelju ovih elemenata dobije se propisana energija

zbijanja. Pokus se ponavlja na istom uzorku sa različitim vlažnostima materijala.

Slika 2. Aparatura za Proctorov pokus

4.1.2. Modificirani Proctorov pokus

Za ovaj pokus se mora pripremiti po pet uzoraka od istog materijala, ali različite

vlažnosti. Vlažnost se mora razlikovati za približno 2%. Zbijanje tla se vrši u većem cilindru,

volumena 2114 cm3. Bat mase 4,5 kg pada s visine 42,5 cm. Zbijanje uzorka se vrši u pet

slojeva sa po 55 udaraca na svaki sloj.

Tablica 5. Usporedba standardnog i modificiranog Proctorovog pokusa

POKUS Broj slojevaVolumen cilindra

[cm3]Masa bata [kg]

Visina pada bata [m]

Broj udaraca po sloju

Standardni 3 943,7 2,5 0,304 25Modificirani 5 2114 4,5 0,425 55

Slika 3. Standardni i modificirani Proctorov pokus

4.1.3. Krivulje zbijanja Proctorovog pokusa

Slika 4. Utjecaj vlažnosti na postignute suhe vlažnosti tla

Parovi vrijednosti, wopt i ρdmaks, za uzorak prikazan na slici 4, leže na krivulji koja

približno odgovara stupnju zasićenosti od oko Sr=0,8 (80%). S povećanjem vlažnosti preko

optimalne, krivulja zbijenosti se asimptotski približava krivulji Sr=1 (100%) , ali je nikada ne

dotiče jer zbijanjem nije moguće istisnuti sav zrak iz uzorka. Očito je da povećanje energije

zbijanja povećava najveću zbijenost odnosno suhu gustoću ρdmaks, dok optimalna vlažnost, pri

kojoj se postiže najveća zbijenost, pada s povećanjem energije zbijanja.

Slika 5. Tipični izgled krivulja zbijanja za standardni i modificirani Proctorov pokus za

različite vrste sitnozrnih tala s istom gustoćom čvrstih čestica Gs

4.1.4. Primjer izvedbe standardnog Proctorovog pokusa

Standardni Proctorov pokus se uvijek izvodi po određenim pravilima kako bi rezultati

ispitivanja bili što bolji i točniji.

1. Za početak moramo biti sigurni da imamo dovoljno tla s kojim ćemo izvoditi pokus.

To tlo obično držimo u velikoj posudi tako da ga možemo rasprostrijeti u tankom sloju.

2. Moramo izvagati težinu tla i težinu kalupa za zbijanje sa svojom bazom.

3. Izračunati količinu inicijalne vode koju ćemo dodati. Za prvi test pretpostavimo da će

sadržaj vode biti 8%. Također možemo sadržaj vode izračunati koristeći formulu:

4. Potrebnu količinu vode dodati u tlo, te miješati sve dok tlo ne dobije jednoličnu boju, a preporučljivo je uzorke čuvati 24 sata u zatvorenoj posudi kako bi se vlaga ravnomjerno proširila kroz uzorak. (slika 6.)

Slika 6. Priprema i početak izvođenja pokusa

5. Staviti kalup za zbijanje na bazu, staviti određenu količinu tla u kalup te početi s zbijanjem tla, onako kako je propisano za standardni Proctorov pokus. Zbijanje bi se trebalo vršiti ujednačeno po cijeloj površini uzorka. (slika 7.)

Slika 7. Zbijanje uzorka

6. Tlo u potpunosti mora ispuniti cilindar, a posljednji sloj koji se je zbijao mora biti iznad ruba spoja gornjeg i doljnjeg cilindra. Ukoliko se dogodi da je tlo ispod ruba, test se mora ponoviti.

7. Pažljivo ukloniti gornji cilindar, te nožem ukloniti višak tla koji se nalazi iznad ruba donjeg cilindra. (slika 8.)

Slika 8. Uklanjanje viška tla

8. Izvagati masu zbijenog tla s kalupom. Mokru masu tla dobijemo oduzimanjem težine kalupa i baze koje smo izvagali na početku. (slika 9.)

Slika 9. Vaganje zbijenog tla s kalupom

9. Ukloniti tlo iz kalupa, te uzeti uzorke tla s vrha i dna. Iz tih uzoraka možemo odrediti sadržaj vode. (slika 10.)

Slika 10. Završna obrada uzorka

10. Uzorak ponovo stavimo u veliku posudu, te ga razlomimo tako da vizualno izgleda kao na početku, prije zbijanja. Dodamo tom uzorku oko 2% više vode i ponovimo korake od 4 do 9.

Tablični prikaz rezultata:

Određivanje sadržaja vode:

Zbijeno tlo - uzorak br. 1 2 3Sadržaj vode - uzorak br. 1A 1B 2A 2B 3A 3B

Broj pokusa 1 2 3 4 5 6Masa praznog, čistog kalupa +

poklopac [g] 7,78 7,82 7,71 7,9 7,5 7,9

Masa kalupa, poklopca i vlažnog tla [g] 11,78 11,05 10,71 11,1 10,7 12

Masa kalupa, poklopca i suhog tla [g] 11,48 10,81 10,41 10,75 10,3 11,52Masa tla [g] 3,2 2,98 2,7 2,85 2,84 3,62

Masa porne vode [g] 0,29 0,24 0,3 0,35 0,4 0,53Sadržaj vode - w [%] 7,9 8,1 11,1 10,9 12,6 13,1

Zbijeno tlo - uzorak br. 4 5Sadržaj vode - uzorak br. 4A 4B 5A 5B

Broj pokusa 7 8 9 10Masa praznog, čistog kalupa + poklopac

[g] 8,1 7,6 7,7 7,65

Masa kalupa, poklopca i vlažnog tla [g] 11,1 10,2 10,3 10,33Masa kalupa, poklopca i suhog tla [g] 10,7 9,84 10,02 9,92

Masa tla [g] 2,6 2,24 2,32 2,27Masa porne vode [g] 0,4 0,35 0,4 0,39Sadržaj vode - w [%] 15,5 16 17,1 17,6

Određivanje gustoće:

Zbijeno tlo - uzorak br. 1 2 3 4 5Pretpostavljeni sadržaj vode [%] 10 12 14 16 18

Stvarni prosjek sadržaja vode [%] 8 11 12,8 15,65 17Masa zbijenog tla i kalupa [g] 3457,2 3721,2 3909 3782,5 3715,2

Masa kalupa [g] 1933 1933 1976 1849,5 1782,2Masa mokrog tla u kalupu [g] 1524,2 1788,2 2176 2149 2082

Gustoća [g/cm3] 1,615 1,894 2,093 1,959 1,888Gustoća mase suhog tla [g/cm3] 1,5 1,71 1,68 1,69 1,61

Grafički prikaz rezultata:

Graf 1. Grafički prikaz rezultata Proctorovog pokusa

5. Terenska ispitivanja

Postoji čitav niz istraživanja na terenu koja se mogu provoditi u svrhu ispitivanja tla.

Neka od važnijih su geofizička i seizmička istraživanja, bušenje i sondažni iskopi, ispitivanje

tla ''in situ'', penetracijski pokusi i drugi te probno opterećenje tla kružnom pločom koje je u

daljnjem radu i detaljnije obrađeno s primjerom istraživanja na odlagalištu otpada Piškornica.

5.1. Probno opterećenje tla

Probnim opterećenjem tla određuje se kritično opterećenje koje izaziva slom tla i

dopušteno opterećenje tla. Ovakva vrsta ispitivanja ima mnoga ograničenja s obzirom na

način ispitivanja i sastav tla. Nerealni rezultati se često dobivaju zbog nehomogenosti tla ili

zbog nedovoljnog trajanja opterećenja. Homogenost tla igra veliku ulogu zbog toga jer objekt

izaziva opterećenja na većim dubinama od onih na kojima se vrši ispitivanje, a na tim

dubinama sastav tla se može bitno razlikovati. Samo u slučaju D > 3,5∙B možemo smatrati tlo

homogenim. (slika 11.)

Slika 11. Prikaz opterećenja u tlu

Homogenost tla do određene dubine možemo provjeriti istražnim bušenjem i

ispitivanjem uzoraka tla. Ukoliko se utvrdi da tlo nije homogeno do potrebne dubine mora se

izvršiti iskop tla do te dubine. Pokus probnom pločom traje između 10 i 20 dana. U slučaju

glinenog tla, gdje konsolidacija traje duže, rezultati se odnose ne nepotpunu konsolidaciju te

ih treba uzimati s oprezom.

Opterećenje ploče se može izvesti nanošenjem tereta (protuteže) ili hidrauličkom

prešom. Mjerenje slijeganja se vrši pomoću preciznog nivelmana ili komparatera. (slika 12.)

Slika 12. Probna ploča s teretom (A), hidraulička probna ploča (B)

Ispitivanja probnom pločom se vrši u nekoliko koraka:

- iskop jame presjeka 10 m2 i poravnavanje dna

- postavljanje krute ploče kružnog oblika

- nanošenje opterećenja po fazama pri čemu se teret povećava za 25 – 100 kN/m2, po mogućnosti sve dok ploča ne počne naglo tonuti, odnosno do sloma tla

- mjerenje slijeganja u tri točke u svakoj fazi nanošenja opterećenja

Ispitivanja se vrše u stupnjevima i to po 25 kN/m2 u vrlo stišljivom tlu, 50 kN/m2 u srednje

stišljivom tlu i 100 kN/m2 u malo stišljivom tlu. Približno trajanje opterećenja iznosi 10

minuta do 1 sat u tlu velike propusnosti, 1 – 2 sata u propusnom tlu, 2 – 24 sata u malo

propusnom tlu i 1 dan i više u vrlo malo propusnom tlu.

5.2. Primjer mjerenja kružnom pločom

U daljnjim rezultatima prikazani su primjeri mjerenja statičkom kružnom pločom na

odlagalištu otpada Piškornica, datuma 11.5.2009. Naručitelj mjerenja je KOMING d.o.o.

Koprivnica. Ispitivanje je bilo izvedeno kružnom pločom promjera 300mm, a vrsta podloge je

glineni brtveni sloj. Rezultate je ustupio Geotehnički laboratorij, Geotehničkog fakulteta u

Varaždinu. U prvom primjeru se vide rezultati koji ne zadovoljavaju rezultate tražene

projektnom dokumentacijom, dok drugi primjer prikazuje zadovoljavajuće rezultate.

Slika 13. Ispitivanje probnom pločom na terenu

Kod ispitivanja kružnom pločom potrebno je da materijal na kojem će se izvesti

ispitivanje ima optimalnu vlažnost kako se ne bi dobili netočni rezultati. Iz tog se razloga prije

početka ispitivanja određuje vlažnost ispitivane podloge, a površina na mjestu ispitivanja

mora biti potpuno ravna i zaštićena od utjecaja vlaženja i sušenja. Na takvo pripremljeno

mjesto postavlja se kružna ploča i pomoću libele se namjesti da leži horizontalno. (slika 14.)

Ploča se najprije opterećuje s 0,02 MN/m2. To se opterećenje zadržava jednu minutu i nakon

toga se rastereti. Prvo opterećenje iznosi 0,05 MN/m2 i nakon što je ono postignuto s obzirom

na proteklo vrijeme očitava se slijeganje ploče. Slijeganje se očitava svake minute, sve dok

razlika očitanih slijeganja u posljednje dvije minute, ne bude manja od 0,05 mm. Nakon toga

se opterećenje povećava, svaki puta za 0,05 MN/m2, sve do maksimalnog opterećenja od 0,45

MN/m2. Rezultati se prikazuju u grafičkom obliku gdje je na apcisi opterećenje ploče, a na

ordinati slijeganje podloge (graf 2 i 3).

Slika 14. Kružna ploča

Primjer 1:

Normalno Očitanje komparatora: s [mm] Srednja Razlika Modul

naprezanje σ [MN/m2]

vrijednost očitanja: s

[mm]

slijeganja Ds [mm]

0,05 - 0,15 [MN/m2]

stišljivosti Ms

[MN/m2]M1 M2 M3

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

3,103 9,67

0,05 0,85 0,87 0,69 0,800,10 2,25 2,30 2,07 2,210,15 3,90 4,04 3,78 3,910,20 5,54 5,81 5,67 5,670,25 8,04 8,32 8,23 8,200,300,350,400,45

Graf 2. Grafički prikaz ispitivanja probnom pločom

Primjer 2:

Normalno Očitanje komparatora: s [mm] Srednja Razlika Modul

naprezanje σ [MN/m2]

vrijednost očitanja: s

[mm]

slijeganja Ds [mm]

0,05 - 0,15 [MN/m2]

stišljivosti Ms

[MN/m2]M1 M2 M3

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0,753 39,82

0,05 0,22 0,23 0,26 0,240,10 0,58 0,64 0,60 0,610,15 0,95 1,05 0,97 0,990,20 1,37 1,51 1,38 1,420,25 1,70 1,87 1,74 1,770,300,350,400,45

Graf 3. Grafički prikaz ispitivanja probnom pločom

5.3. Volumetar

Ispitivanje tla volumetrom je terenski pokus kojim se određuje gustoća tla. Mjerenje

gustoće tla ovim pokusom izuzetno je korisno ukoliko se radi o sitnozrnatim materijalima,

dok je izvođenje pokusa u krupnozrnatim materijalima teško ili ako se radi o kamenim

materijalima, praktički nemoguće. Pokus se izvodi na način da se u tlu iskopa rupa

propisanim načinom, odnosno najčešće je to utiskivanje cilindra i taj se uzorak spremi u

zatvorenu posudu, te će se kasnije laboratorijski obraditi. Volumen iskopanog tla mjeri se

utiskivanjem fleksibilne gumene membrane u jamu koja pod tlakom vode koji se regulira

potiskivanjem cilindra iznad jame dobro prione uz stjenke iskopa i zapuni iskopani volumen

tla. (slika 15.) Promjena nivoa vode u cilindru, potrebne da se ispuni volumen iskopanog tla,

očita se na skali rezervoara vode. Uzorak iskopanog tla kojeg smo spremili u laboratoriju

izvažemo i izmjerimo mu vlažnost, te se jednostavno odredi gustoća tla. Volumen uzorka je

ograničen do približno 2l. Također uređaj se mora redovito kalibrirati u laboratoriju kako bi

rezultati bili što precizniji.

Slika 15. Volumetar

6. Zaključak

Geotehnička ispitivanja su izuzetno važan dio pri izgradnji ili sanaciji bilo kojeg

objekta. Njima dobivamo važne informacije o tlu na kojem se nalazi ili će se tek nalaziti neka

građevina ili objekt. Treba ih provoditi u skladu s propisima i uvjetima kojima su regulirani.

Zasigurno nisu mjesto na kojem se trebaju štedjeti sredstva namijenjena za gradnju ili sanaciju

objekta. Bilo bi nezamislivo krenuti u izgradnju nekog objekta bez prethodne analize i

ispitivanja, te obrade dobivenih podataka. Na raspolaganju imamo niz vrsta i načina

ispitivanja tla i samim time nismo ograničeni i možemo dobiti razne vrste potrebnih podatak.

Kada se kreće sa sanacijom nekog objekta, kao što su odlagališta otpada, koristit će nam

geotehnička ispitivanja u svrhu određivanja stanja tla što će nam pomoći u donošenju daljnjih

odluka u vezanih s odlagalištem otpada.

Literatura

Ivanković, T. (2010.): Geotehnički istražni radovi, Varaždin

Soldo, B. : Geotehničko – ekološki zahvati, skripta, Varaždin

Tomljanović, Z., Đukan P. (prosinac 2001.): Opći tehnički uvjeti za radove na

cestama, Knjiga II – zemljani radovi, odvodnja, potporni i obložni zidovi, Zagreb

Veinović, Ž., Kvasnička, P. (2007.): Površinska odlagališta otpada, Rudarsko geološko

naftni fakultet, interna skripta, Zagreb

Podaci s interneta:

http://www.gradst.hr/LinkClick.aspx?fileticket=dSKE5mb%2F%2BqA%3D&tabid=1277&mid=2415

(datum pristupa: 2. kolovoz 2012.)

Sažetak:

Ime i prezime autora: Tomislav Hodić

Naslov rada: O geotehničkim ispitivanjima kod zahvata sanacije odlagališta otpada

Opis: U radu su opisani tehnički uvjeti zemljnih radova pri izvođenju temeljnog tla, izrade nasipa i izrade posteljice. Opisana su laboratorijska ispitivanja, te Proctorov pokus. Od terenskih ispitivanja opisano je probno opterećenje tla i volumetar.

Documents

· Web viewIz razloga što je riječ o glinama bubrenje materijala ne smije biti veće od 4% nakon četiri dana pod vodom. Ukoliko materijal zadovoljava sve ove navedene uvjete,