Vzdelávacie centrum

Stena garáže, ktorá prilieha k svahu bola dodatočne izolovaná hydroizolačnými asfaltovanými pasmi. Výkop bol hlboký približne 3 000 mm. Po realizácií prác izolatérskou firmou, bol výkop zasypaný pôvodnou zeminou. Po niekoľkých týždňoch sa časť zásypu viditeľne prepadla a s ňou aj odvodňovací žľab. Realizačná firma sa musela vrátiť na miesto činu, oblasť znovu vykopať, zasypať, zhutniť a znovu osadiť betónové dielce žľabu.

Doslova vlnobitie zámkovej dlažby vzniklo na príjazdovej ceste k skladu. Cestu využívali prevažne nákladné automobily. Po realizácií sond do skladby cesty sa zistilo, že dlažba bola položená do lôžka z drveného kameniva frakcie 4 až 8 mm. Pod lôžkom bola už iba návoz zeminy, ktorou bol terén v minulosti vyrovnávaný.

Po dokončení chodníka sa prepadla dlažba okolo stĺpov verejného osvetlenia aj nad vedením prívodného kábla. Ďalšie defekty sa vyskytujú pozdĺž obrubníkov.

Štyri prepadnuté miesta na parkovacom státí pre osobné automobily.

V niektorých z uvedených prípadov bol nevhodný podklad, niekde možno bolo zaťaženie príliš veľké, ale vo všetkých prípadoch bol podklad nedostatočne zhutnený.

Pozrime sa nasledujúcom texte na technológiu hutnenia a voľbu správnych strojov pre hutnenie zemín.

Hutnenie

Princípom hutnenia je dosiahnutie ustáleného stavu materiálu, ktorý už v čase nemení svoj objem a jeho únosnosť vyhovuje predpokladanému zaťaženiu. Zároveň nesmie prísť počas hutnenia k drveniu materiálu, ktorého zrnitosť by sa tým menila. Počas hutnenia dochádza v materiály k zmene orientácie častíc, zvyšuje sa počet častíc v kontakte a zmenšuje sa objem vzduchu medzi časticami . priestor sa zahusťuje (pozri schému).

Materiál je možné hutniť pôsobením statickej sily – napr. valiaci sa valec. Efektívnejšie pre hutnenie zeminy je však dynamické pôsobenie vibráciami, ktoré lepšie upraví orientáciu a polohu zŕn materiálu. V hutniacej mechanizácii sú vibrácie vyvolané excentrom, ktorého parametre určujú výsledný výkon hutniaceho stroja.

Priebeh a výsledok hutnenia závisí predovšetkým od druhu zeminy, zrnitosti zeminy a obsahu vody v zemine. Vplyv obsahu je na nasledujúcich schémach.

Optimálna je teda primeraná vlhkosť zeminy, tá sa líši podľa typu jej typu. Pre stavebnú prax si môžeme zjednodušene povedať, že počas sucha sa odporúča hutnenú zeminu prevlhčiť a naopak vyvarovať sa hutneniu zemín, na ktorých stoja kaluže vody. Obrázok 09 a obrázok 10 to jasne ilustrujú.

Hutniaca technika

V stavebnej praxi sa najčastejšie hutnia zásypy stavebnej jamy, zásypy inžinierskych sietí a podkladné vrstvy pod spevnenými plochami alebo pod základovými konštrukciami. V nasledujúcich odstavcoch sú opísané príklady pracovných činností vyžadujúcich hutnenie a najvhodnejšia hutniaca technika, jej výhody a nevýhody. Porovnanie s doplňujúcimi informáciami je v tabuľke v závere článku.

Hutnenie malých plôch a v neprístupných miestach

Vibračné pechy sú základné hutniace stroje pre malé plochy, stiesnené miesta vo výkopoch a pri stenách. Sú ručne vedené, pohon bežne zabezpečuje spaľovací motor. Manipulácia aj práca je ľahká.

Hutnenie podkladných vrstiev chodníkov a hutnenie dlažieb

Na hutnenie štrkových podkladných vrstiev chodníkov a peších ciest sa používajú vibračné dosky s hmotnosťou 100 až 200 kg. Ľahšie dosky bývajú jednosmerné (hutnia a pohybujú sa iba v smere dopredu). Väčšie dosky už bývajú vybavené pojazdom v oboch smeroch (hutnia pri pohybe dopredu aj dozadu). Manipulácia s doskami je ešte zvládnuteľná ručne. Pracovná šírka je približne 400 až 600 mm.

Tieto dosky je možné využiť zároveň aj pre hutnenie nášľapných vrstiev z dlažby. Dlažba sa musí po položení do pieskového lôžka alebo jemného drveného kameniva zhutniť. Len tak si zachová správnu rovinnosť a škárorez. Aby sa povrch dlažby vibračnou doskou nepoškrabal, nasadzujú sa na oceľovú dosku ochranné gumené podložky. Výber dosky závisí od hrúbky a veľkosti dlažby. Dosky s hmotnosťou okolo 100 kg sú určené pre malé formáty dlažieb s hrúbkou do 60 mm. Veľké formáty dlažieb sa hutnia doskami s hmotnosťou okolo 200 kg.

Zásady pre hutnenie dlažieb je možné zhrnúť do nasledujúcich bodov:

• pred hutnením najprv vyškárovať,

• šírka dosky by mala ideálne byť 2x až 3x väčšia ako rozmer dlaždíc,

• začať od najnižšieho miesto smerom hore,

• každú časť plochy zavibrovať minimálne 4x až 5x,

• prechádzať od okrajov k stredu, aby sa prejazdy prekrývali vždy o polovicu šírky stroja.

Podkladné vrstvy pojazdných plôch alebo plošných základov

Väčšia hrúbka podkladných vrstiev a plôch vyžaduje ťažšiu techniku, volia sa dosky s hmotnosťou 400 kg a viac. Hrúbka hutnenej vrstvy môže byť vyššia, plocha dosiek je väčšia, práca je efektívnejšia. Vďaka veľkej styčnej ploche s podkladom (šírka dosky 600 až 800 mm), sú ideálne na hutnenie hrubého kameniva, dosky potom musia mať aj čo najväčšiu hmotnosť, vo väčšine prípadov až 1 000 kg. Dosky majú benzínový alebo naftový spaľovací motor a automatický štartér. Pravidlom je možnosť pohybu vpred aj vzad (označovaný ako reverzný). Manipulácia na stavbe musí byť zabezpečená pomocou zdvíhacej techniky.

Výkopy inžinierskych sietí

Na hutnenie zásypov inžinierskych sietí sú vhodné diaľkovo ovládané valce. Obsluha je chránená pred splodinami výfukových plynov, ktoré by sa mohli vo výkope hromadiť a zároveň je v bezpečnej vzdialenosti od stroja. Valce majú hmotnosť približne 1 500 kg, pracovnú šírku 600 mm je možné ju zvýšiť rozšírením až na 850 mm. Behúň môže byť hladký alebo s ježkovitými segmentmi. Ježkovité segmenty, predovšetkým pri jemnozrnných zeminách, premiešajú povrchovú vrstvu zeminy a zlepšujú tak výsledný efekt hutnenia. Pre manipuláciu na stavbe je potrebná mechanizácia. Do výkopu môže byť zrealizovaná rampa, po ktorej vie valec vyjsť sám.

Plošné násypy, veľké plochy

Pre hutnenie plošných násypov je možné využiť stroje, ktoré boli spomenuté vyššie. Ich nevýhodou bude ale malá efektivita vzhľadom na veľkosť plochy. Z tohto dôvodu sa pre veľké plochy využívajú valce s vyššou prevádzkovou hmotnosťou a širokým pracovným záberom. Majú univerzálne využitie pri hutnení rôznych typov zemín, kameniva menších až veľkých frakcií, návozov zeminy a pod. Behúň môže byť hladký alebo ošetrený ježkovitými segmentmi.

Asfaltové plochy

Pre asfaltové kryty ciest a vozoviek sa používajú cestné valce. Veľkosť sa volí podľa veľkosti stavby a šírky komunikácie, resp. finišeru. Tieto typy valcov sú vždy ošetrené kropením behúňa. Pre chodníky a cesty sa využívajú menšie valce s pracovnou šírkou približne od 600 mm do 1500 mm. Menšie valce sú vybavené ručným vedením, väčšie sú už plnohodnotné so sedadlom obsluhy.

Miera a kontrola zhutnenia

Existuje niekoľko typov skúšok miery zhutnenia zemín, ktoré sú založené na statickom alebo dynamickom pôsobení na zhutnenú zeminu. Jednotlivé typy skúšok podrobne popisujú príslušné STN a STN EN. Výstupom týchto skúšok je najčastejšie deformačný modul podložia (N/mm), ktorý sa porovnáva s hodnotou predpísanou v projekte. Tá je navrhnutá podľa charakteru prevádzky na finálnej konštrukcii. V praxi sa ďalej používajú aj rádiometrické prístroje, ktoré merajú zhutnenie zemín na základe merania objemovej hmotnosti.

Priebeh dynamickej zaťažovacej skúšky. Ide o orientačnú skúšku realizovateľnú priamo na stavbe. Skúška je vhodná pre nesúdržné zeminy (piesky a štrky do veľkosti zrna 63 mm).

Praktickým pomocníkom, ktorým sú dnes vybavené veľké hutniace stroje, je zariadenie pre priame meranie miery zhutnenia v reálnom čase (Obr. 27). Táto technológia sa v zjednodušenom vyhotovení dostala aj do menšej hutniacej technicky, ako sú vibračné dosky a menšie valce. Miera zhutnenia je na týchto strojoch zobrazená v reálnom čase. Nie je získavaná konkrétna hodnota modulu deformácie, ale len miera zhutnenia na danej stupnici (Obr. 28 a Obr. 29). Hutnenie je v tom prípade možné realizovať až do stavu, kedy sa dosiahne najvyššia možná miera zhutnenia (miera zhutnenia už nenarastá) alebo do vopred definovaného referenčného stavu (pôvodný terén vs. násyp). Táto funkcia strojov odhalí aj lokálne nezhutnené miesta, dutiny a nehomogenitu materiálu.

Empíria

V stavebnej praxi sa zrealizovalo veľa zásypov a ich hutnenie bez erudovaného merania a kontroly. Vo viacerých prípadoch je takýto prístup dostatočný. Je ale nevyhnutné dodržať všeobecné základné platné zásady technológie hutnenia:

• hutniaci stroj zvoliť s ohľadom na typ zeminy a veľkosť kameniva,

• výkon hutniaceho stroja zvoliť s ohľadom na veľkosť hutnenej plochy resp. objem hutnenej zeminy,

• hutniť iba primerane hrubé vrstvy,

• dodržať požadovaný počet pojazdov,

• sledovať vlhkosť hutnenej zeminy,

• vyvarovať sa zle hutniteľným a nehomogénnym sypaninám (kaverny, zasypané predmety a pod.).

Ako pomôcka pre výber hutniaceho stroja poslúži nasledujúca tabuľka:

Tab. 1 Odporúčané používanie hutniacej techniky

Hutniacu techniku BOMAG, ktorá je uvedená v článku je možné požičať na 19 pobočkách Požičovne Stavebnín DEK. Podrobnosti nájdete na www.dek.sk/pozicovna.