Pro provedení statické zatěžovací zkoušky je potřeba, aby zadavatel zajistil v místě provedení zkoušky vhodnou protizátěž (např. naložené nákladní auto o hmotnosti cca 12 tun). Dále lze použít hutnící těžší hutnící válce používané při hutnění zemního tělesa. Díky nízké hmotnosti a snadné manipulaci je vhodná do míst, kde není možno provádět statickou zatěžovací zkoušku (např. přechodové oblasti mostů, zásypy kolem pilířů, nepřístupnost pro protizátěž apod.).
Nízkozásahové řešení umožňuje např. díky nízké ceně a rychlosti použití orientační ověření míry zhutnění. Jedná se o zarážení penetračního hrotu do základové půdy pomocí beranu. Odpor proti vnikání kužele je definován jako počet úderů potřebných k zaražení o určitou hloubku. Slouží k ověření konzistence, únosnosti, ulehlosti, míry zhutnění, atd.
Geotechnické zkoušky a jejich cíle
Používají se při kontrole základové půdy, násypů, zásypů, štěrkových pilířů aj. Jedná se o soubor geotechnických zkoušek, využívaných pro kontrolu míry zhutnění zemin, sypanin a dalších materiálů v násypech, zásypech a konstrukčních vrstvách či ke kontrole únosnosti zemin v úrovni zemní pláně nebo základové spáry a únosnosti nestmelených konstrukčních vrstev.
Statické zatěžovací zkoušky (SZZ) provádíme dle ČSN 73 6190 a ČSN 72 1006. Pro měření se používá statická zatěžovací deska (SZD). Zkouška slouží pro kontrolu zhutnění jednotlivých vrstev násypů, zásypů, zemní pláně, stmelených a nestmelených konstrukčních vrstev vozovek. Výsledným parametrem zkoušky je modul deformace (modul přetvárnosti) z druhého zatěžovacího stupně Edef,2. Míru zhutnění určuje poměr hodnot Edef,2/Edef,1. Hodnota Edef,2 stanovuje deformační charakteristiky neboli únosnost zemin a ostatních sypanin při dané vlhkosti v okamžiku zkoušky.
Pro provedení zkoušky je potřeba zajistit protizátěž min. Rázové zatěžovací zkoušky provádíme dle ČSN 73 6192. Pro měření se používá lehká dynamická deska (LDD), rázové zařízení skupiny C. Zařízení slouží pro kontrolu zhutnění (stanovení deformačního modulu) zemin a ostatních sypanin do frakce 0/63 použitých v násypech, zásypech, obsypech kanalizací apod. Díky nízké hmotnosti a snadné manipulaci je vhodná do míst, kde není možno provádět statickou zatěžovací zkoušku, především přechodové oblasti mostů, zásypy kolem pilířů, rýhy pro inženýrské sítě apod. Míra zhutnění se stanovuje modulem deformace Mvd.
Stanovení objemové hmotnosti zemin provádíme dle ČSN 72 1010. Pro měření se používá membránový objemoměr nebo taky membránový denzitometr a půdní denzitometr. Tento způsob měření se hodí pro zeminy a sypaniny, jejichž charakter umožňuje vyhloubit stabilní jamku, jejíž stěny se udrží po celou dobu zkoušky. Půdní objemový denzitometr slouží ke stanovení objemové hmotnosti zemin a sypanin v přirozeném či zhutněném stavu in situ.
Jedná se o doplňující zkoušky zemin prováděné v laboratoři. Úkolem těchto zkoušek je základní klasifikace jednotlivých vzorků pro jejich vhodnost použití do jednotlivých konstrukčních vrstev zemního tělesa dle ČSN 73 6133 a TKP 4. Soubor geotechnických laboratorních zkoušek slouží k určení vhodnosti materiálů do násypu, zásypu, obsypu a aktivní zóny komunikace. Mezi tyto zkoušky patří stanovení vlhkosti dle ČSN CEN ISO/TS 17892-1, zrnitosti s použitím hustoměrné metody dle ČSN CEN ISO/TS 17892-4, konzistenčních mezí (mez tekutosti a mez plasticity) dle ČSN CEN ISO/TS 17892-12 a zdánlivé hustoty pevných částic dle ČSN CEN ISO/TS 17892-3.
Ze získané křivky zrnitosti lze poté určit zatřídění zeminy, míru namrzavosti a propustnost zeminy. Zkoušky prováděné dle ČSN CEN ISO/TS 13286-2 slouží k laboratornímu určení maximální objemové hmotnosti a ideální vlhkosti zemin a sypanin. Získané parametry se pak porovnávají s objemovou hmotností zjištěnou in-situ membránovým denzitometrem. Zkouška se provádí dle ČSN 72 1018, zjišťuje se podle ní maximální a minimální ulehlost nesoudržných zemin a slouží stejně jako zkouška Proctor k porovnání s objemovou hmotností zjištěnou in-situ membránovým denzitometrem. Zkoušky se provádí dle ČSN CEN ISO/TS 13286-47. Kalifornský poměr únosnosti CBR (California Bearing Ratio) slouží pro určení únosnosti zemin a zlepšených (upravených) zemin po zrání. IBI (Immediate bearing index) je zjednodušená zkouška CBR, jde o okamžitou hodnotu Kalifornského poměru únosnosti bez použití zatěžovacího prstence.
Laboratorní a polní zkoušky v praxi
Jedná se o soubor zkoušek čerstvého betonu prováděných in-situ a zkoušek ztvrdlého betonu prováděných v laboratoři. Soubor základních zkoušek asfaltových směsí v laboratoři i in-situ. Zkoušíme čerstvé asfaltové směsi odebrané před pokládkou i hotové asfaltové vrstvy vozovky formou jádrových vývrtů z konstrukce vozovky, případně nedestruktivním způsobem. V rámci kontroly pokládky AHV se provádí odběry směsí, které se následně zkouší v laboratoři.
Soubor základních kontrolních zkoušek kameniva. Požadavky na kamenivo v rámci dopravních staveb určuje TKP 5. Podle použití do jednotlivých směsí a konstrukčních vrstev se používají normy ČSN EN 12620, ČSN EN 13043 a ČSN EN 13242. V rámci dopravních staveb zkoušíme geosyntetika používané nejčastěji k vyztužování, oddělování, filtraci a odvodňování zemních těles a konstrukcí. Požadavky na četnosti a parametry jsou uvedeny TKP 30 a TP 97. Geotechnické polní zkoušky jsou určeny pro kontrolu zhutnění zemin, sypanin a dalších materiálů v násypech, zásypech a konstrukčních vrstvách a rovněž i ke kontrole únosnosti např. zemin v úrovni zemní pláně nebo základové spáry a únosnosti nestmelených konstrukčních vrstev.
Stanovení objemové hmotnosti in situ slouží pro zjištění skutečného zhutnění zeminy, popř. nestmelených a stmelených směsí. Ke stanovení je využívána metoda D-1 membránovým objemoměrem (jamková metoda) nebo metoda A vyřezávacím kroužkem. Získané výsledky se následně porovnají s příslušnou laboratorně stanovenou maximální objemovou hmotností příslušné zeminy nebo sypaniny (pomocí Proctorovy zkoušky dle ČSN EN 13286-2 nebo min. a max. ulehlosti dle ČSN 72 1018).
Na základě získaných hodnot lze stanovit parametr míry zhutnění D, popř. Pro provedení statické zatěžovací zkoušky je potřeba, aby objednatel zkoušky zajistil v místě provedení vhodnou protizátěž dostatečné hmotnosti (min. 3,5 t na nápravu). Tyto zkoušky se využívají především pro orientační ověření míry zhutnění nestmelených směsí a zemin. Pomocí této metody lze relativně rychle získat orientační hodnoty únosnosti a míry zhutnění. Zkouška se používá pro kontrolu zhutňování kamenitých a balvanitých sypanin, kde není možné s ohledem na velikost zrn použít některou z přímých zkušebních metod ke stanovení objemové hmotnosti.
Pro provedení geodetické kontrolní metody je nutné ze strany objednatele zkoušky zajistit zhutňovací prostředek, kterým byla příslušná vrstva zhutňována. Parametrem míry zhutnění je penetrační odpor, který zahrnuje všechny podmínky zkoušky. Pro správné vyhodnocení při ověřování zhutnění zemních konstrukcí je pak nutné znát typ zemin použitých v jednotlivých úrovních a pro každou zeminu provést porovnání hodnot stanovených pomocí penetrační zkoušky a pomocí přímé zkušební metody (objemová hmotnost in situ a následné odvození míry zhutnění).
Statické zatěžovací zkoušky a jejich význam v praxi
Statická zatěžovací zkouška slouží k ověření únosnosti a míry zhutnění podloží, zemní pláně a podkladních vrstev staveb. Zkouška umožňuje stanovit deformační charakteristiky zemin a posoudit, zda podloží splňuje požadavky projektové dokumentace a příslušných norem. Výsledkem jsou hodnoty modulů přetvárnosti Edef1 a Edef2 a jejich vzájemný poměr.
Statická zatěžovací zkouška bývá často preferovanou metodou při závěrečném posouzení podloží pro dopravní stavby, průmyslové a administrační objekty, zásypy inženýrských sítí či kontrolu hutnění násypů a podkladních vrstev. Dynamické zkoušky nabízejí rychlejší alternativu, ale pro definitivní posouzení kvality zemních konstrukcí bývá často vyžadována SZZ.
Jak zkouška probíhá
Měření se provádí pomocí zatěžovací desky, která je postupně zatěžována definovanou silou. Na základě deformace podloží během zatěžování a odlehčování se vyhodnocují deformační moduly a kvalita zhutnění konstrukčních vrstev. K provedení zkoušky je zpravidla nezbytné zajistit vhodnou protizátěž, například nákladní vozidlo o hmotnosti kolem 12 tun.
Průběh jednotlivých zkoušek a jejich vyhodnocení se provádí podle platných norem ČSN a dalších standardů. Výstupy ze zkoušky zahrnují např. modul přetvárnosti Edef1, Edef2, poměr Edef2/Edef1, vyhodnocení únosnosti podloží a posouzení míry zhutnění zemin.
Typy zkoušek a jejich využití
Statické zatěžovací zkoušky deskou patří mezi nepřímé metody kontroly hutnění. Výsledným parametrem zkoušky je modul deformace z druhého zatěžovacího stupně Edef2 a poměr Edef2/Edef1. Statické zatěžovací zkoušky provádíme zařízením s elektronickými snímači síly a tlaku a vyhodnocovací jednotkou, která umožňuje měření podle ČSN, DIN a dalších algoritmů.
Dynamické penetrační sondování se provádí střední a těžkou dynamickou soupravou a penetrační sondou podle ČSN EN ISO 22476-2. Princip spočívá v zarážení soutyčí s koncovým kalibrovaným kuželem do zeminy beranem; počet úderů N10 na 10 cm penetrace slouží k výpočtu měrného dynamického odporu qdyn.
Rázové zkoušky lehkou dynamickou deskou jsou vhodné pro kontrolu hutnění u liniových staveb, násypů a obsypů, a to zejména pro nesoudržné zeminy do frakce 63 mm. Nelze je považovat za náhradu statické zkoušky, ale poskytují užitečné orientační údaje.
Praktické tipy a doporučení
- Pro provedení SZZ zajišťuje zadavatel vhodnou protizátěž dostatečné hmotnosti (min. 3,5 t na nápravu).
- Při interpretaci výsledků je důležité znát typy zemin použitých v jednotlivých úrovních a provést srovnání hodnot získaných penetrační zkouškou a objemovou hmotností in situ.
- Mobilita zařízení umožňuje provádět zkoušky i v místech, kde není možné dopravit protizátěže nebo kde je omezený přístup.
- Pro kategorizaci zhutnění se často používá poměr Edef2/Edef1 a definované práh hodnot dle platných norem.
Pro vizuální doplnění lze doplnit grafické srovnání jednotlivých metod z hlediska cíle, dat a časové náročnosti.
Video ukazuje postup měření a vyhodnocení, včetně umístění protizátěže a interpretace výsledků.
Tabulka: Přehled zkoušek a jejich klíčových parametrů
| Název zkoušky | Podstata | Hlavní parametr | Norma / doporučení |
|---|---|---|---|
| Statická zatěžovací zkouška deskou | Kontrola hutnění a únosnosti | Edef1, Edef2, poměr Edef2/Edef1 | ČSN 73 6190, ČSN 72 1006 |
| Rázová zatěžovací zkouška deskou | Rychlá orientační kontrola hutnění | Modul deformace Mvd | ČSN 73 6192 |
| Dynamické penetrační sondování | Stanovení měrného dynamického odporu qdyn | N10 na 10 cm, qdyn | ČSN EN ISO 22476-2 |
| Laboratorní zkoušky zrnitostní a vlhkostní | Klasifikace a vhodnost pro vrstvy | Vlhkost, zrnitost, CEN ISO/TS 17892 | ČSN CEN ISO/TS 17892 a 13286 |
| Proctorova zkouška (a min./max. ulehlost) | Stanovení max. objemové hmotnosti | Max. a min. ulehlost | ČSN EN 13286-2, ČSN 72 1018 |
Statické zatěžovací zkoušky se tedy aplikují pro ověření únosnosti a zhutnění podloží, zemní pláně a základových vrstev staveb. Dynamické zkoušky slouží k rychlému orientačnímu posouzení, ale pro finální rozhodnutí bývá nutná SZZ podle příslušných norem.
Pro správné použití a vyhodnocení je klíčové dodržet normy ČSN a TKP, a zvolit vhodný test v závislosti na typu zemin, velikosti zátěže a požadavcích projektu. Společnost GEOSTAR zajišťuje statické zatěžovací zkoušky deskou i další geotechnické práce s dodržením všech platných standardů a s důrazem na bezpečnost a přesnost měření.
tags: #staticka #zkouska #zhutneni #cementove #stabilizace