m01

z vrcholu křivky se odečte hodnota max. objemové hmotnosti při optimální vlhkosti. Na tuto objemovou hmotnost nebo % podíl je zapotřebí zhutnit zeminu na stavbě (např. podloží násypu je zapotřebí zhutnit na 92 % Proctora atd.). Je tedy zapotřebí stanovit okamžitou vlhkost zeminy na stavbě a tuto buď zvlhčit nebo vysušit pro dosažení vlhkosti optimální, při kterém lze zeminu nejlépe zhutnit. Rozdíl mezi zkouškou Proctor standard a Proctor modifikovaný je a) v jiné hmotnosti pěchu (modifikovaný má vyšší hmotnost pěchu) b) v počtu úderů na vrstvu (standard = 25, modifikovaný = 56) a c) v počtu hutněných vrstev (standard 3 vrstvy, modifikovaný 5 vrstev). Volba mezi zkouškou Proctor standard a Proctor modifikovaný závisí na účinnosti hutnicích mechanismů na stavbě.
Obr. 1.6a: Proctorův pěch
Obr. 1.6b: Graf stanovení optimální vlhkosti zeminy
Californský index únosnosti (CBR)
Srovnává pevnost zkoušené zeminy s pevností vztažného drceného materiálu (proto se vyjadřuje v %). Zkouška se provádí tak, že ocelový trn o průměru 50 mm se zatlačuje do povrchu zeminy nahutněné v CBR-hrnci (zemina je nahutněna při optimální vlhkosti podle výsledku Proctorovy zkoušky) do hloubky max. 12,7 mm. Hodnota CBR v % je pak poměr síly, kterou je nutno vyvinout k zatlačení trnu do výše uvedené hloubky k známé síle potřebné k zatlačení trnu do vztažného materiálu.
CBR = (p / p standard) x 100 (%)
Z hodnoty CBR se často odvozuje modul pružnosti materiálu podloží. V literatuře lze najít převodní vztah k modulu pružnosti podloží E ( 10 x CBR nebo E = 17,6 x CBR0,64
Obr. 1.7: Laboratorní zkouška CBR
Obr. 1.8: Polní zkouška CBR
Klasifikace zemin pro dopravní stavby
Dle normy ČSN 72 1002 Klasifikace zemin pro dopravní stavby se dělí zeminy do 4 skupin s určením do násypu a do 10 skupin podle vhodnosti do podloží. Zařazení zemin mezi málo vhodné a nevhodné ještě není důvodem k jejímu vyměnění. Zeminy lze zlepšovat např. hydraulickými pojivy.
Zařazení zeminy do příslušné skupiny záleží na následujících vlastnostech:
granulometrické složení (obsah jemných částic) ( trojúhelníkový diagram
základní fyzikální vlastnosti - vlhkost, mez tekutosti, plasticity atd.
technické vlastnosti zemin jako je zhutnitelnost (Proctor), CBR
namrzavost zemin
Násypy
Zásadně do násypu nesmí být použita zemina jejíž mez tekutosti wL( 60 %, nebo maximální objemová hmotnost (d(1500 kg/m3.
Zeminy zařazujeme do čtyřech základních skupin:
1. nevhodné až málo vhodné zeminy: jíl, písčitý jíl, jílovitá hlína, hlína, prachovitá hlína, jílovitý písek.
…….
4. velmi vhodné zeminy: písek dobře zrněný, písek hlinitý, písek jílovitý, písčitý štěrk, štěrk dobře zrněný, štěrk hlinitý, štěrk jílovitý.
Podloží
Rozdělení zemin podle vhodnosti do podloží je od zemin s plynulou čárou zrnitosti, stabilní jílovou a prachovou složkou, (tyto zeminy jsou stabilní i za nepříznivých podmínek, dobře se zhutňují na vysoké objemové hmotnosti a jsou velmi dobrým podložím) až po zeminy, které se nedají zlepšit a vyjímečně je možné je použít pro podloží vozovek přechodného charakteru:
I. plynulá čára zrnitosti, stabilní dobrý písčitohlinitý tmel, velmi vhodné i pro stabilizované podkladní vrstvy, např. písek se štěrkem, štěrk s příměsí hlinitého písku.
V. dobře se zhutňují, mají jemnozrnný charakter, obvykle mírně namrzavé, dají se stabilizovat, ještě jsou vyhovujícím podložím, např. jílovitý písek, jílovitý písek se štěrkem.
X. velké objemové změny, nedají se zlepšovat ani mechanicky ani chemicky, obvykle se odstraňují, např. jíl, prachovitá hlína.
Tabulka 1.2: Zatřídění zemin podle vhodnosti do násypu a podloží
Č.
Název zeminy
Symbol
Násypy
Podloží
1
2
3
4
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
1
štěrkovitá hlína
F1 MG
2
štěrkovitý jíl
F2 CG
3
písčitá hlína I
F3 MS1
4
písčitá hlína II
F3 MS2
5
písčitý jíl I
F4 CS1
6
písčitý jíl II
F4 CS2
7
hlína s nízkou plasticitou
F5 ML
8
hlína se střední plasticitou
F5 MI
9
jíl s nízkou plasticitou
F6 CL
10
jíl se střední plasticitou
F6 CI
11
hlína s vysokou plasticitou
F7 MH
12
hlína s velmi vys.plasticitou
F7 MV
13
hlína s extr.vys.plasticitou
F7 ME
14
jíl s vysokou plasticitou
F8 CH
15
jíl s velmi vys.plasticitou
F8 CV
16
jíl s extra vys.plasticitou
F8 CE
17
písek dobře zrněný
S1 SW
18
písek špatně zrněný
S2 SP
19
písek s příměsí jemnozrn. zem.
S3 S-F
20
písek hlinitý
S4 SM
21
písek jílovitý
S5 SC
22
štěrk dobře zrněný
G1 GW
23
štěrk špatně zrněný
G2 GP
24
štěrk s příměsí jemnozrn. zem.
G3 G-F
25
štěrk hlinitý
G4 GM
26
štěrk jílovitý
G5 GC
Č
Název zeminy
Sym.
f (%)
WL (%)
Proctor Standard
CBR (%)
(d,max (kg/m3)
Wopt (%)
Při wopt
Při 95% saturaci
1
Štěrkovitá hlína
F1MG
35-65
do 60
1550-1900
10-25
8-18
5-10
2
Štěrkovitý jíl
F2CG
35-65
do 60
1550-2000
12-30
5-10
3-7
3
Písčitá hlína I
F3MS1
35-50
do 60
1750-2000
10-25
5-25
4-15
4
Písčitá hlína II
F3MS2
50-65
nad 60
1600-1950
12-30
3-15
2-5
5
Písčitý jíl I
F4CS1
35-50
do 60
1650-2000
12-30
5-30
5-20
6
Písčitý jíl II
F4CS2
50-65
nad 60
1550-1850
15-35
2-20
0-4
7
Hlína s nízkou plasticitou
F5ML
nad 65
do 30
1600-1800
12-20
3-20
2-7
8
Hlína se střední plasticitou
F5MI
nad 65
35-50
1500-1750
15-25
2-15
1-6
9
Jíl s nízkou plasticitou
F6CL
nad 65
do 35
1600-1950
10-30
3-20
1-8
10
Jíl se střední plasticitou
F6CI
nad 65
35-50
1550-1900
15-35
2-20
0-6
11
Hlína s vysokou plasticitou
F7MH
nad 65
50-70
1400-1700
15-33
3-7
0-4
12
Hlína s velmi vys. plasticitou
F7MV
nad 65
70-90
1380-1650
20-352-60-313Hlína s extra vys.plasticitouF7MEnad 65nad 901350-155022-382-50-214Jíl s vysokou plasticitouF8CHnad 6550-701380-170017-372-70-315Jíl s velmi vys. plasticitouF8CVnad 6570-901360-165019-391-70-316Jíl s extra vys. PlasticitouF8CEnad 65nad 901330-150020-401-60-317Písek dobře zrněný
S1SW
do 5
-
-
-
-
-
18
Písek špatně zrněný
S2SP
do 5
-
-
-
-
-
19
Písek s příměsí jemnozr.zeminy
S3S-F
5-15
-
1700-2100
8-16
8-70
6-25
20
Písek hlinitý
S4SM
15-35
-
1730-2050
8-18
6-50
4-15
21
Písek jílovitý
S5SC
15-35
-
1760-2000
8-20
4-30
2-12
22
Štěrk dobře zrněný
G1GW
do 5
-
-
-
-
-
23
Štěrk špatně zrněný
G2GP
do 5
-
-
-
-
-
24
Štěrk s přím.jemnozr. zeminy
G3G-F
5-15
-
1800-2150
6-16
20-90
6-60
25
Štěrk hlinitý
G4GM
15-35
-
1750-2100
8-19
10-60
4-40
26
Štěrk jílovitý
G5GC
15-35
-
1700-2000
10-23
5-30
3-20
Zatříděním zemin mezi málo vhodné a nevhodné se jejich použití pro dopravní stavby zcela nevylučuje, za předpokladu odpovídajících opatření jako je např. :
zabudováním zemin do vrstevnatého násypu
úprava vlastností zeminy (zlepšení cementem, vápnem)
vyztužení násypu geotextilií
Úprava zemin
Podloží ovlivňuje kvalitu celé konstrukce vozovky a proto musí mít takové vlastnosti, aby bylo únosné i při proměnlivých podmínkách, které jsou vyvolány změnou vodního a teplotního režimu.
Mezi základní způsoby úpravy podloží patří :
výměna nevhodné podložní zeminy za vhodnou
zlepšení zemin podloží pomocí pojiv, u zemin zařazených do VI. - IX. skupiny podle vhodnosti pro podloží t.j. u zemin s vysokou plasticitou a malou únosností. Zlepšení se provádí pomocí práškového nebo mletého vápna, je též možné použít vápno v kombinací s popílkem.
využitím vlastností technických geotextilií.
Zatřídění zemin podle rozpojitelnosti
Podle normy ČSN 73 3050 “Zemní práce” se horniny zatřiďují podle charakteristických vlastností a podle obtížnosti rozpojování do 7 tříd:
Třída rozpojitelnosti
Klasifikace hornin
Popis hornin a zemin
1. třída
Rypné soudržné, měkké konzistence s výjimkou jílu
Neulehlé nesoudržné, popř. se štěrkovými zrny do 50 mm
Ornice, hlína, písčitá hlína, písek, hlinitý písek, štěrkovitý písek, písčitý štěrk a drobný štěrk, stavební odpad. Zrna do 2 mm (může být 10% zrn do 5 cm)
2. třída
Lehce rozpojitelné soudržné, většinou tuhé konzistence, s výjimkou jílu
Nesoudržné, středně ulehlé, popř. se štěrkovými zrny do 100 mm
Ornice, hlína, prachovitá hlína (spraš), písčitá hlína, hlinitý písek, písčitý štěrk a střední štěrk se zrny do 5 cm (může být 10% zrn do 10 cm), stavební odpad
3. třída
Středně rozpojitelné soudržné, většinou pevné konzistence
Nesoudržné ulehlé, popř. s kameny největšího rozměru do 250 mm a zvětraliny některých skalních hornin, pokud mají obdobné vlastnosti
Hlína, prachovitá hlína (spraš), jílovitá hlína, jílovitá hlína písčitá, písčitý jíl, jíl, písčitý štěrk hrubý a hrubý štěrk se zrny do 10 cm (může být 10% zrn do 25 cm), jílovitá břidlice zvětralá, zvětralé skalní horniny
4. třída
Těžce rozpojitelné soudržné, většinou tvrdé konzistence,
Nesoudržné, popř. s kameny do 0,1 m3 objemu jednotlivě, nesoudržné horniny s jílovitým nebo hlinitým pojivem a zvětraliny některých skalních a poloskalních hornin, pokud mají obdobné vlastnosti,
Silně rozpukané a zvětralé, které by jinak patřily do 5. Třídy,
Kašovité konzistence, až tekoucí
Jíl, písčitý jíl, jílovitá hlína písčitá, jílovitá hlína, hlína, prachovitá hlína, hrubý štěrk s více než 10% objemu kamenů největšího rozměru do 25 cm (může být 10 % částic nad 25 cm do 0,1 m3), stavební odpad, drobný a střední štěrk s jílovitým nebo hlinitým pojivem, jílovec, zvětralá opuka, zvětralý pískovec, vápenec, břidlice, rula, žula, bahnitý náplav-kaše, tekutý písek
5. třída
Snadno trhatelné,
Silně rozpukané a zvětralé, které by jinak patřily do 6. a 7. Třídy,
Nesoudržné s kameny objemu do 0,1 m3
Hrubý štěrk s kameny do 25 cm, navážka (obdobná), střední a hrubý štěrk s jílovitým nebo hlinitým pojivem, pískovec, slepenec, opuka, jílovec, jíl. a písč. břidlice, fylit, chloritická břidlice, zmrzlá zemina
6. třída
Nesnadno trhatelné, do nichž se vrt hluboký 1 m vyvrtá pneumatickým kladivem s kaleným dlátem průměru 30 mm při přetlaku 0,45 MPa v čistém pracovním čase za 10 – 20 minut.
Kameny objemu do 0,1 m3 , slepenec, pískovec, droba s železitým nebo vápnitým tmelem, dolomit, vápenec, porézní čedič, fylitická břidlice, křemitá břidlice, svor, svorová rula, rula s puklinami
7. třída
Velmi nesnadno trhatelné, do nichž se vrt hluboký 1 m vyvrtá pneumatickým kladivem s kaleným dlátem průměru 30 mm při přetlaku 0,45 MPa v čistém pracovním čase delším než 20 minut.
Slepenec, křemenec, rohovec, rohovcový vápenec, diabas, čedič, znělec, buližník, žilný křemen, žula, granodiorit, gabro, andezit, rula, amfibolit, granulit.
Kontrola míry zhutnění zemin a sypanin
Pro zjištění míry zhutnění zeminy na stavbě dle normy ČSN 72 1006 slouží přímé a nepřímé metody kontroly zhutnění.
Přímé metody:
Stanovení objem. hmotnosti na stavbě a porovnání s objemovou hmotností zjištěnou v laboratoři metodou Proctor standard nebo Proctor modifi