4. Fundiranje.pdf

4. METODE POBOLJŠANJA OSOBINA TLA 4.1. Mehaničko poboljšanje 4.1.1. Zamjena tla Zamjena tla je najstariji poznati način poboljšanja osobina tla. Zamjena tla ima sljedeće dobre strane: smanjuje se visina temelja i pritisak koji se prenosi preko zamijenjenog tla na slojeve ispod njega, smanjuje se ukupno slijeganje temelja, a isto tako se smanjuju i neravnomjerna slijeganja zahvaljujući manjoj deformabilnosti zamijenjenog tla. Veći dio slijeganja se obavi za vrijeme graĎenja objekta i, najzad, zahvaljujući povoljnim drenaţnim osobinama zamijenjenog tla slijeganje temelja se obavlja brţe. U zavisnosti od nivoa podzemne vode, razlikujemo tri postupka zamjene tla, a to su: 1. Zamjena betonom i produbljeno fundiranje 2. Zamjena nasipom traţene zbijenosti iznad nivoa podzemne vode 3. Zamjena nasipom kod visokog nivoa podzemne vode

Slika 1. a) zamjena betonom; b) produbljeno fundiranje Zamjena nasipom traţene zbijenosti iznad nivoa podzemne vode je tehnika koju koristimo kada ţelimo da veoma deformabilno tlo debljine ne veće od 1,5 до 2,0m zamijenimo sa tlom manje deformabilnosti, a to je nekoherentan materijal bez glinovitih primjesa ili organskih materija (šljunak ili pijesak). Šljunčani jastuci izvode se nasipanjem u slojevima debljine 20 до 25 cm, uz polivanje vodom i nabijanje.Metodom zamjene tla povećava se nosivost, a smanjuje slijeganje tla, što je najčešće zadana veličina.

Zamjena tla nasipom kod visokog nivoa podzemne vode Ţitko i slabo nosivo tlo često se javlja na muljevitim i močvarnim terenima. U zavisnosti od dubine ţitkog tla, razlikujemo dvije metode poboljšanja tla, prikazane na sljedećim skicama.

1. Poboljšanje ţitke podloge vibriranjem krupnog kamena u mulj, za ţitko tlo debljine do 4,0m.

2. Za ţitko tlo debljine veće od 4,0m crpimo vodu iz graĎevinske jame 24 sata na dan, sve dok teţina graĎevine ne bude dovoljna da nadoknadi uticaj uzgona.

4.1.2. Povećanje gustine tla 4.1.2.1. Površinsko zbijanje Plitko ili površinsko zbijanje takoĎe je jedna od najstarijih metoda poboljšanja osobina tla. S obzirom na dugu primjenu ove metode postoji veliki raspon mehanizacije (valjci, jeţevi), koja se razlikuje po veličini, obliku i načinu rada. U zavisnosti od načina rada mašine zbijanje moţe biti statičko ili dinamičko.

1-vibro-nabijač, 2-vibro-ploča, 3-valjak na gumenim točkovima, 4-vibracijski jeţ, 5-vibracijski glatki valjak , 6-udarni valjak

Slika 4.2-1. Mašine za plitko zbijanje. Na slici 4.2-1 prikazane su mašine za zbijanje, čije su karakteristike navedene u tablici 4.2-1.

Za izvoĎenje terenskog zbijanja potrebno je definisati sljedeće:  broj prijelaza,  debljinu slojeva, i  frekvenciju (učestalost) za vibracijsko zbijanje. Obično se koristi 4-6 prijelaza kod dinamičkog zbijanja te 4-8 prijelaza kod statičkog zbijanja. Debljina slojeva obrnuto je proporcionalna pritisku zbijanja, što je odreĎeno vrstom tla. Kod dinamičkog zbijanja obično se primjenjuju pritisci od 50 – 100 kPa za pjeskovita, te 400 – 700 kPa za glinovita tla. Stepen zasićenosti tla takoĎe ima uticaja na učinke zbijanja. Nekoherentna tla lakše se zbijaju u potpuno zasićenom ili potpuno suvom stanju, nego u djelimično zasićenom stanju. Gline i prašinaste gline jako su osjetljive na sadrţaj vode pri ugradnji (Proctorov opit). Uputstvo za izbor odgovarajuće mehanizacije u zavisnosti od vrste tla i namjene prikazan je u tablici 4.2.1-1.

Površinsko povećanje gustine tla moţe se postići: valjanjem, nabijanjem i vibriranjem. Povećanje gustine tla valjanjem primjenjuje se ako je tlo sastavljeno od glinovitih i prašinastih čestica. Izborom optimalne teţine valjka i broja prelaza moguće je povećati gustinu tla do dubine od 50-60 cm. Povećanje gustine na većoj dubini moţe se postići mehaničkim i pneumatičkim nabijačima. Za povećanje gustine pjeskovitog tla, pored nabijanja, moţe se primijeniti vibriranje vibrovaljcima, i to do dubine 1,0 m. Kod površinskog zbijanja tla često koristimo razne dodatke, kako bismo izvršili stabilizaciju tla. Kreč je jedno od klasičnih dodataka, a pridruţio se i cement. U novije doba koriste se sintetički materijali, ulja, bitumeni itd. kao i najrazličitiji industrijski ostaci (topionička šljaka, pepeo i šljaka iz termoelektrana, leteći pepeo, ugljena prašina, cementna prašina), koji sluţe kao vezivo ali neki mogu sluţiti i kao punilo. Klasični redoslijed stabilizacije je: 1. Raskopavanje tla ( buldozerom ili rotofrezerom) 2. Usitnjavanje 3. Posipanje veziva pomoću samohodnih razastirača 4. Miješanje materijala i veziva 5. Nabijanje valjcima i jeţevima u zavisnosti od vrste tla Buldozer kao mašina za raskopavanje tla koristi rijač. Zubi rijača se u materijal potiskuju pod djelovanjem vlastite teţine, teţine dozera i sile potiska hidrauličkih cilindara. Rijanje (raskopavanje) se obično obavlja dva puta u jednom smjeru ili jedanput uzduţno i drugi put poprečno. Za manje trošenje same mašine i rijača, bolje je rijati s većom dubinom i manjom brzinom, a ne obrnuto. Glavni dijelovi buldozera

1 - vozni ureĎaj (na gusjenicama, rjeĎe na točkovima s gumama) 2 - pogonski motor (diesel motor velike snage) i do 850 kW, u zavisnosti od veličine mašine) 3 - upravljačka kabina (s amortizacijom sjedišta mašinovoĎe)

4 - radni element - dozerski noţ (raonik, plug); na donjem kraju oštrica od legiranog čelika 5 - noseći okvir noţa s hidrauličkim cilindrima za manipulaciju noţem 6 - rijački (ripperski) ureĎaj - 1 ili više zubi; namjena: raskopavanje (razrahljivanje) tvrĎeg tla

Dubine rijanja su, u zavisnosti od snage dozera i tvrdoće rijanog materijala, od 0,2 do 2 m, a obično se kreću od 0,5 do 1 m. Pri tome najmanja dubina rijanja treba biti za 20 do 30% veća od debljine sloja koji se skida dozerom ili drugom mašinom. Broj i dimenzije rijača ovise o tvrdoći materijala koji se razrahljuje (rije), dubini rijanja, snazi i vučnoj sili dozera. Broj rijača moţe biti od 1 do 7, a najčešće je 1 do 3. Kod rijanja tvrĎih stijena i zaleĎenog tla koristi se samo jedan rijač. Kod rijanja nevezanih stijena i tla koriste se više rijača. Rotofrezer (pulvimikser) je traktor sa gumama koji na zadnjem dijelu ima poklopac od lima ispod kojeg se nalazi vratilo sa noţevima koji rotiranjem reţu i miješaju tlo do dubine prodiranja. Često imaju i sklop za razastiranje i silos za vezivo (stabilizacijski voz).

Za površinsko miješanje tla sa dodacima savremeniji je sistem Keller. Plitko suvo miješanje nudi ekonomično rješenje za radove na poboljšanju ili sanaciji tla kada se radi o značajnim količinama vrlo slabog tla ili kontaminiranog površinskog tla sa velikim sadrţajem vode, kao što su naslage prekopanog tla, vlaţna organska tla ili otpadno blato. U ovoj metodi koriste se specijalni alati za miješanje, koji se u najvećem broju slučajeva fiksiraju za ruku bagera. Miješanje se odvija vertikalno ili horizontalno, uz pomoć alata za miješanje koji liči na propeler sa mlaznicom za vezivno sredstvo u centru. Vezivno sredstvo se ubrizgava iz odvojene jedinice koje sadrţi spremnik za vezivno sredstvo pod pritiskom, kompresor, isušivač vazduha i jedinicu za kontrolu količine ubrizgavanja. Stabilizacija se izvodi u fazama, prema operativnim mogućnostima bušeće garniture, koja u principu obuhvata područje od 8 do 10 m2 i dubinu do oko 4 m. Kada se primijeni odgovarajuća količina vezivnog sredstva, miješanje se nastavlja da bi se obezbijedile optimalne karakteristike ovako nastale mješavine.

Osnova za postupke stabilizacije moţe biti:  formiranje povoljnog granulometrijskog sastava ( tzv. mehanička stabilizacija)  korekcija vlaţnosti tla ( dodavanjem hemijskog sredstva, npr. kreča)  korekcija veza izmeĎu čvrstih čestica ( dodavanjem vezivnog sredstva, npr. cementa) Mehanička stabilizacija Mehanička se stabilizacija primjenjuje kod nekoherentnih materijala nepovoljnog (jednolikog) granulometrijskog sastava, koji kao takav nije stabilan. Mehanički stabilizirani materijal tla predstavlja homogenu mješavinu odabranog lokalnog materijala, prirodnu ili pripremljenu mješavinu sastavljenu preteţno od kamena, šljunka ili pijeska i dijela mineralnog veziva (prašinasto-glinovita frakcija). Pri tome krupnija kamena frakcija predstavlja skeletnu (nosivu) komponentu, a sitnozrna prašinasto-glinovita frakcija je tzv. "mehaničko vezivo". Sa stanovišta moderne struke i prakse, mehanički stabilna mješavina predstavlja svaku kombinaciju lokalnog materijala tla (od stijena do glina), čija mehanička (reološka) svojstva odgovaraju mjestu i funkciji u nekom od slojeva kolovozne konstrukcije. Kao takav mehanički stabilizirani materijal, sa gledišta strukturnog (racionalnog) projektovanja, mora biti okarakterizovan svojim osnovnim svojstvima (E, ν ), odnosno komponente materijala u sastavu mehaničke stabilizacije trebaju u potpunosti biti definisane u skladu sa vaţećim propisima. Stabilnost jednolikog zrnatog materijala moţe se povećati ako mu se doda zrnati materijal drugačijih dimenzija zrna, čime se omogućuje da sitnija zrna mogu doći u šupljine izmeĎu krupnijih zrna kao što je prikazano na slici. To je ujedno i princip mahaničke stabilizacije materijala. Dakle materijalu nepovoljnog, jednolikog granulometrijskog sastava koji kao takav ne moţe biti stabilan dodaje se drugačiji, sitniji ili krupniji zrnati materijal čime mu popravljamo granulometrijski

sastav. Nakon miješanja takav je materijal neophodno i zbiti čime mu povećavamo gustinu te dobijamo mehanički stabilan sistem s velikim unutrašnjim trenjem.

Slika- ispuna šupljina sitnozrnim materijalom Mehanička stabilizacija podrazumijeva:  formiranje optimalnog granulometrijskog sastava;  zbijanje sa najpovoljnijom vlaţnošću ( optimalna vlaţnost omogućava optimalnu energiju zbijanja). Optimalni granulometrijski sastav definiše Talbot-ov izraz: n

Pd  d    PD  D  gdje je: Pd - sadrţaj zrna manjih od prečnika d, PD- sadrţaj zrna manjih od prečnika D, pri d40 i slično). Formiranje mješavine dva materijala, u odnosu 1:n, definisano je odnosima: P  nPd 2 d1 1 Pd  d 1  d 2  nd1 1 n d2 n Stabilizacija cementom Postupak se sastoji od miješanja tla i cementa u "pulverizovanom" stanju sa vodom (vodenom prašinom) i zbijanja mješavine. Dobija se "cementno" tlo ili "cementovano" tlo sa

5-10% cementa. Cementovano tlo je homogen materijal, visoke čvrstoće (2-7 MPa), otporno je na eroziju, mraz, udar i koristi se kao noseći sloj ili pokrivač za parkinge, fabričke podove i dr. Poboljšano cementom, granularno tlo ima manji sadrţaj (2-5%) cementa i ima poboljšana svojstva čvrstoće. Poboljšano glineno-prašinasto tlo takoĎe ima poboljšana svojstva. Stabilizacija tla cementom danas je u potpunosti mehanizovana. Razvijene su i usavršene mašine za stabilizaciju koje daju velike radne učinke. Postupak stabilizacije radi se na samom gradilištu ("mix-in-place"), a uključuje 4 osnovne faze:  pripremu planuma,  razastiranje cementa,  miješanje tla sa cementom i  zbijanje. Pri pripremi planuma upotrebljava se uobičajena mehanizacija za tu vrstu posla - prevozna sredstva i grejderi. Na pripremljeni planum cement se razastire pomoću vučenih ili samohodnih mehaničkih razastirača, u potrebnoj količini na jedinicu površine. Razastiranje mora biti jednolično. Sitnjenje tla i miješanje sa cementom obavlja se pomoću rotofrezera. Zbog karaktera tla rijetko je potrebno obaviti rijanje prije nastupa rotofrezera. Treba primijeniti potreban broj prelaza rotofrezera da se tlo propisno usitni i da se cement jednolično pomiješa s tlom. U procesu miješanja nekada je potrebno dodati odreĎenu količinu vode radi pravilnog zbijanja. Valjanje se obavlja uobičajenim valjcima koji se primjenjuju u zemljoradnji za odreĎenu vrstu materijala (glatki, vibracijski, valjci na točkovima sa gumama). Debljina sloja je obično 20 cm. Po završenom valjanju, stabilizirani sloj treba odreĎeno vrijeme štititi od gubitka vlage, kako bi se mogao nesmetano razvijati proces očvršćavanja, što se postiţe vlaţenjem. Obično je planum već nakon 7 dana dobro nosiv i sposoban za gradilišni promet i izradu kolovozne konstrukcije. Od posebne je vaţnosti što stabilizirani materijal ne mijenja, ili tek malo mijenja, svoja svojstva u uslovima raznih vlaţnosti, temperature i drugih uticaja tako da predstavlja pouzdanu podlogu. Mehanizam stabilizacije tla cementom različit je kod nekoherentnog tla i kod koherentnog tla. Kod nekoherentnog tla (npr. pijeska) pomiješanog sa cementom, uz prisutnost vode dolazi do hidratacije cementa, do stvaranja odreĎenih produkata (u prvom redu kalcijumovih i aluminijumovih hidrata) i do sljepljivanja i povezivanja zrnaca. Obavijanje zrnaca je, zbog relativno male količine cementa, nepotpuno, tako da sistem ima veliku poroznost, ali je inače čvrst i stabilan, tj. mehanički otporan, a isto tako znatno mu je poboljšana otpornost protiv nepovoljnih vremenskih i hidroloških okolnosti (kiša, smrzavanje). Kod mješavine koherentnog tla (prašinaste gline i sl.) i cementa dolazi isto tako do hidratacije i pojave vezivanja čestica tla. Kod manje količine cementa u stabilizacijskoj mješavini mogu se stvoriti jezgre koje meĎusobno nisu povezane, ali ipak učvršćuju strukturu, dok se kod većih količina cementa razvija fini cementni skelet koji proţima materijal i poboljšava mu mehaničke karakteristike. Kod ove vrste materijala postoji i dodatni stabilizacijski efekt, jer se prilikom hidratacije iz cementa oslobaĎa odreĎena količina ţivog kreča koje, zatim, stupa u reakciju s aktivnim silikatima i mineralima gline iz tla i u jednom duţem, sporijem procesu dodatno povećava čvrstoću materijala. Švicarski i njemački propisi propisuju granična granulometrijska područja za stabilizaciju cementom (slika).

Materijali s lijeve strane propisanog područja nisu pogodni za stabilizaciju cementom zbog toga što su previše sitni i stoga zahtijevaju velike količine cementa. Materijali s desne strane propisanog područja su prekrupni i nepodesni za obradu mašinama. Osnovni materijal za stabilizaciju ne smije sadrţavati ni štetne materije, koje bi mogle omesti ili spriječiti proces vezivanja cementa. Od takvih mogu se spomenuti organske tvari (u prekomjernoj količini), a posebno su opasni sulfati. Stabilizaciju cementom moguće je primijeniti ako je wl≤40% i Ip≤15%, zbog mogućnosti miješanja sa cementom. Voda koja se eventualno dodaje tlu radi postizanja optimalne vlaţnosti treba biti čista i pogodna za radove sa cementom. Voda u stabilizaciji ima dvije uloge - sluţi za podmazivanje čestica i omogućavanje djelotvornog zbijanja (optimalna vlaţnost), te za proces hidratacije cementa. Zbog toga je potrebna vlaţnost mješavine tla i nešto viša od optimalne vlaţnosti samog tla. U tabeli 6.1. prikazane su granice potrebnih količina cementa kod pojedinih vrsta materijala u postocima od mase tla, kao i za stabilizaciju sloja tla debljine 20 cm. Tabela 6.1. potrebne količine cementa za stabilizaciju pojedinih materijala

Stabilizacija krečom Kreč je vezivo koje se proizvodi ţarenjem krečnjaka: CaCO3 + toplota → CaO + CO2 CaO + H2O → Ca(OH)2 + toplota gdje je: CaO – negašen kreč koji je nestabilan i u vlaţnoj sredini formira gašeni kreč Ca(OH)2 u obliku praha. Primjena kreča je ekonomičnija od primjene cementa, a efekti su:  smanjenje vlaţnosti tla ( hemijska reakcija) uz razvijanje toplote i isparavanje;  formiranje čvrste materije CaCO3;  formiranje čvrste materije- silikata tj. pucolanska reakcija sa glinom (spora reakcija traje 2-3 godine);  jonska reakcija praćena opadanjem Ip (wl≡const, wp raste).

Granična granulometrijska područja za stabilizaciju krečom su:

Za stabilizaciju krečom (vapnom) nije pogodno svako tlo. Napominje se da je za stabilizaciju tla krečom od posebne vaţnosti frakcija materijala ispod 0,002mm, koja se u geomehanici smatra čistom glinom. MeĎutim ponašanje te frakcije u dodiru s vodom (plastičnost) znatno se razlikuje kod pojedinih materijala različitog porijekla. Razlog tome nije granulacija, već mineraloški sastav gline. S inţenjerskog gledišta postoje tri glavne grupe minerala glina: kaoliniti, iliti i montmorilonit.

Kaoliniti Kaolinske gline nalaze se u dobro dreniranim tlima, a nastale su u vlaţnim klimatskim okolnostima iz raspadnutih kristaliničnih stijena.

Montmoriloniti Montmorilonitne gline karakteristične su za slabo drenirana i organska tla, a nastale su od stijena s visokim sadrţajem ţeljeza i magnezijuma ili od vulkanskog pepela.

Iliti Iliti dolaze u tlima nastalim od morskih sedimenata i nekih drugih stijena.

Pogodnost tla za stabilizaciju krečom Iz razmatranja u prethodnoj tački vidljivo je da je za stabilizaciju krečom bitno da tlo sadrţi koloidne čestice, odnosno minerale glina kako bi moglo doći do hemijskih reakcija koje daju stabilizacijske efekte. Zbog toga se moţe reći da su za stabilizaciju krečom pogodne gline srednje do visoke plastičnosti kao i krupnozrna nekoherentna tla (šljunkovita i pjeskovita) ukoliko sadrţe dovoljnu količinu glinovitih frakcija. Ako se radi o niskoplastičnim glinama, prašinama i čistim nekoherentnim materijalima sam kreč nije efikasan, ali mu se moţe dodati neki pucolanski materijal kao što su zgura, leteći pepeo, cement i slično. U tablici 2 su date preporuke o vrsti vezivnog sredstva u odnosu na mineraloški sastav gline. Tablica 2. Preporuke za odabir vrste vezivnog sredstva u odnosu na mineraloški sastav gline

Najveća čvrstoća krečom stabiliziranih mješavina postiţe se sa glinovito-pjeskovitošljunčanim materijalom, gdje se javljaju dva vida čvrstoće, kohezija usljed pucolanskih reakcija izmeĎu kreča i minerala gline u glinenim frakcijama mješavine i unutrašnje trenje i ispunjenost u krupnim frakcijama (šljunku). Da bi se odredilo da li je neko tlo pogodno za stabilizaciju krečom potrebno je odrediti njegov granulometrijski sastav, granice konzistencije, odnos vlaţnosti i zbijenosti po Proctoru i mineraloški sastav. Dakako, ukoliko se sumnja u štetne materije, potrebno je i njih odrediti. Na slici 12. dat je dijagram iz kojeg se na osnovu granulometrijskog sastava moţe odrediti pogodnost tla za pojedinačne načine stabilizacije. Interesantno je da su u njemu uključena i praktična ograničenja za rad i to u području vrlo krupnih zrna i vrlo plastičnih glina, jer se takva tla teško mogu mašinama miješati ili sitniti.

Vrste kreča koje se primjenjuju kod stabilizacija tla Za stabilizaciju tla upotrebljavaju se različite vrste kreča. Od vrste upotrijebljenog kreča zavise karakteristike izvedenih stabilizacija. Isto tako postoje razlike i u pojedinim produkcijama koje proizlaze iz raznolikosti sirovine i mogućim razlikama u tehnološkom procesu prerade. Ispitivanja su pokazala da različite vrste znatno utiču na svojstva mješavina tlo – kreč. Kreč proizveden od čistog krečnjaka CaCO3 zove se visoko kalcijumski ili kalcitni. Onaj proizveden od dolomita (CaCO3, MgCO3) naziva se visokomagnezijumski ili dolomitni kreč. Pri tome kalcitni kreč treba imati do 8% magnezijumovog oksida (MgO) dok dolomitni kreč ima 25 do 45% magnezijumovog oksida (MgO). Postoje tri osnovne vrste kreča: - ţivi kreč - hidratizirani kreč i - hidraulični kreč. Ţivi kreč dobija se pečenjem kamena u vertikalnim ili poloţenim rotacionim pećima na temperaturi od oko 900ºC. Pri tome nastaje kalcijumov oksid (CaO) ili kalcijumov i magnezijumov oksid (CaO+MgO). Nakon pečenja dobijeni ţivi kreč je u komadima veličine tucanika a za primjenu u stabilizaciji on se melje u prah krupnoće od oko 0,1 mm. Hidratizirani kreč dobija se dodavanjem odreĎene količine vode ţivom kreču. Za razliku od gašenog kreča gdje se ţivom kreču dodaje i više vode nego što je potrebno, tako da se dobije kaša, u procesu hidratacije ţivom se kreču dodaje tek toliko vode da se zadovolji afinitet kalcijumovog oksida, CaO prema vodi. Radi se tako da se ţivi kreč melje na granulaciju do 15 mm, a zatim se gasi, pri čemu se on raspada u sitni prah. Hidratacijom ţivog kalcitnog kreča dobija se kalcijumov hidroksid, Ca(OH)2 dok se hidratacijom ţivog dolomitnog kreča dobije dolomitni monohidrat Ca(OH)2+MgO. Povećanim pritiskom i duţim zadrţavanjem uspio se dobiti hidratizirani kreč oblika Ca(OH)2+Mg(OH)2, no ta vrsta kreča nema značenja kod stabilizacije tla. Kod hidratiziranog je kreča vrlo vaţno da bude dovoljno sitan, kako bi imao veliku specifičnu površinu i kako bi mogao brzo i lako stupiti u reakciju s odreĎenim komponentama tla. Treba napomenuti da se ţivi kreč u prahu i hidratizirani kreč mogu dodatkom posebnih sredstava učiniti vodoodbojnim. To su takozvani hidrofobizirani krečovi. Pri stabilizaciji oni pokazuju jaki efekat odbijanja vode i sušenja tla.

Hidraulični kreč takoĎe moţe biti kalcitni ili dolomitni. Dobija se pečenjem krečnjaka ili dolomita koji nisu čisti već sadrţe i do 35% gline. Svojstva tog kreča nalaze se izmeĎu normalnog kreča i portland cementa, tj. ovaj kreč ima u sebi pucolanskih komponenti tako da djeluje i kao samostalno vezivo. U našoj se zemlji ova vrsta kreča ne upotrebljava za stabilizaciju tla. Ţivi i hidratizirani kreč se po svom djelovanju razlikuju u toliko što kod primjene ţivog kreča na vlaţno tlo dolazi do brţeg isušivanja, s jedne strane zbog vezivanja dijela vode a s druge strane zbog isparavanja, jer se tokom reakcije javlja i toplota. Iz tog je razloga vrlo vlaţna tla bolje stabilizirati ţivim krečom dok se tla sa sadrţajem vode oko optimalne vlaţnosti stabiliziraju hidratiziranim krečom. Hidraulični se kreč zbog svojih aktivnih pucolanskih komponenti moţe upotrijebiti za stabilizaciju tala koja sadrţe relativno malo minerala gline i kod kojih normalni krečovi nisu djelotvorni. Uticaj kreča na fizička i geomehanička svojstva stabilizirane mješavine Već prilikom miješanja tla i kreča dolazi do hemijskih procesa i promjene strukture tla i te se promjene očituju u ovim osobinama: 

Prirodni sadrţaj vode

Prirodni sadrţaj vode se sniţava, vrlo intenzivno ukoliko se radi sa ţivim krečom. U tom slučaju vlaţnost tla se moţe smanjiti i do 10%. Kao što je ranije rečeno osim vezivanja dijela vode, dolazi i do isparavanja zbog nastanka toplote u procesu gašenja ţivog kreča: CaO+H2O=Ca(OH)2+15,3 Cal. 

Granice konzistencije, indeks plastičnosti i indeks konzistencije

Ubrzo nakon miješanja tla s krečom dolazi do promjene plastičnih karakteristika mješavine. Granica krutosti raste a granica tečenja ili se smanjuje ili raste, ali manje od granice krutosti, tako da se indeks plastičnosti u svakom slučaju smanjuje. Tokom vremena dolazi do daljeg smanjenja plastičnosti, indeks plastičnosti se i dalje smanjuje. Ovakvo ponašanje ima uticaja i na konzistentno stanje jer se indeks konzistencije znatno povećava, čak i bez većeg isušivanja tla. 

Granulometrijski sastav

Struktura tla postaje evidentno krupnozrnatija. Kompletan granulometrijski sastav stabilizacije teško je odrediti u laboratoriji jer dolazi do poteškoća kod areometrisanja. U svakom slučaju količina čestica manjih od 0,06 mm u mješavini znatno pada kako s vremenom tako i s količinom dodatog kreča. 

Odnos vlaţnost-zbijenost

Dodatkom kreča Proctorove krive postaju povoljnije u graĎevinskom smislu. Optimalna vlaţnost se povećava a time i moguće područje za ugradnju. Oblik Proctorovih krivih postaje blaţi, što znači da je materijal kod ugradnje manje osjetljiv na varijacije vlaţnosti. Maksimalna suva zapreminska masa po Proctoru se sniţava, ali to ne smeta, jer procesima

vezanja stabilizacija dobija bolju čvrstoću i nosivost, nego što je to slučaj kod osnovnog glinovitog materijala bez veziva a koji bi imao veću gustinu. 

Vodopropusnost

Vodopropusnost krečom stabiliziranih glinovitih materijala raste u odnosu na isti materijal bez dodatka kreča. To je vjerovatno zbog promjene strukture pora u stabiliziranoj mješavini. 

Smičuća čvrstoća

Smičuća čvrstoća krečom stabiliziranog glinovitog materijala raste. Kohezijska komponenta se povećava od veziva koje nastaje pucolanskom reakcijom izmeĎu kreča i minerala gline a ugao trenja se isto povećava od pobojšane granulacije materijala. Zbog tog svojstva mogu se naprimjer nasipi od stabiliziranog materijala izvoditi sa znatno strmijim nagibom nego što bi to bilo moguće kada bi se radili od čistog glinovitog tla. 

Jednoosna čvrstoća

Jednoosna čvrstoća zbijene mješavine tlo-kreč raste s vremenom pri čemu je obično prvi mjesec prirast čvrstoće veći dok je kasnije usporen. Dugotrajna ispitivanja pokazala su da čvrstoća stabilizacije vremenom neprekidno pomalo raste. Čvrstoća raste i s porastom dodatka kreča, meĎutim postoji neki sadrţaj kreča, nakon kojeg čvrstoća opada ili samo neznatno raste, a koji se moţe smatrati tehnički ili ekonomski optimalnim. Taj sadrţaj moţe varirati i u odnosu na starost stabilizacije. U praksi nije uvijek nuţno da se ide do onog sadrţaja kreča koji daje najpovoljnije mehaničke karakteristike tretiranog tla, nego do onoga koji osigurava minimalne traţene kriterijume za odreĎenu svrhu. Čvrstoća jako varira za različite vrste tla, što je i logično s obzirom na njihove različite mineraloške sastave i reaktivnost a znatan uticaj moţe imati i vrsta upotrijebljenog tla. Povećana čvrstoća na pritisak i nosivost (CBR) omogućavaju izradu slabije kolovozne konstrukcije a otpornost na vodu omogućava izradu posteljice koja je otporna na kišu i moţe relativno duţe vremena biti nezaštićena. 

Otpornost na mraz

Apsolutna sigurnost krečom stabiliziranih materijala na mraz ne postoji. To znači, da ukoliko predviĎamo da stabilizacija sluţi kao konstruktivni element gornjeg stroja saobraćajnice, moramo posvetiti znatnu paţnju odreĎivanju pravilne mješavine, koja će biti u dovoljnoj mjeri otporna na taj uticaj. U tom je pogledu vrlo vaţno da stabilizacija prije izlaganja djelovanju smrzavanja bude dovoljno stara jer tada je vezanje najvećim dijelom završeno i materijal ima veću stabilnost i otpornost prema smrzavanju. Za postizanje otpornosti na mraz često treba pribjeći i dodavanju odreĎenih količina drugih veziva uz kreč, na primjer cementa, zgure i sličnih materijala to jest izvesti takozvanu kompleksnu stabilizaciju. Ukoliko se ne radi o konstuktivnom elementu nego se radi o privremenoj graĎevinskoj mjeri, kojoj je svrha da se naprimjer olakša ugradnja materijala onda otpornost stabilizacije na mraz nije značajna. 

Bubrenje

Bubrenje se smanjuje dok se nosivost izraţena indeksom CBR povećava. Određivanje sastava stabilizacijske mješavine

Prije početka rada na stabilizaciji u laboratoriji se odreĎuje prethodni radni sastav (receptura). Nakon odreĎivanja osnovnih svojstava tla koje se ţeli stabilizirati (granulometrijski sastav, granice konzistencije, organske materije, Proctor) pristupa se izradi i ispitivanju mješavina tla s raznim dodacima kreča. Pored spomenutih svojstava kod mješavina se ispituje čvrstoća na pritisak na valjkastim uzorcima 10 cm visine 11,7 cm ili 15,2 cm i visine 15,2 cm koji se čuvaju u vlaţnom prostoru 7 i 28 dana. Za posteljicu se traţi da minimalna čvrstoća na pritisak bude: - nakon 7 dana 0,4 MN/m2 - nakon 28 dana 0,5 MN/m2. Na osnovi dobijenih rezultata, a naročito uzimajući u obzir kriterijume za čvrstoću, bira se mješavina za recepturu. Recepturom se daju ovi podaci: - potrebna količina kreča u masenim % u odnosu na suvu masu tla, - optimalna vlaţnost mješavine tla i kreča - maksimalna suva zapreminska masa mješavine po Proctoru - čvrstoća. Potrebna količina kreča obično se kreće od 3 do 5% od mase suvog tla, izuzetno do 10% za slučajeve vrlo plastičnog i mokrog tla. Na sloj glinovitog tla debljine 20 cm razastire se prema tome oko 10 do 15 kg kreča po m2. Izvođenje stabilizacije krečom Debljina sloja kreće se od 15 do 25 cm, ali je moguće raditi i stabilizirane slojeve debljine do 40 cm. Stabilizacija tla posteljice krečom radi se postupkom na licu mjesta (mix in place). Prije početka stabilizacije površina sloja zemljanog materijala pripremi se prema projektu. Sloj se zatim raskopava pogodnim načinom, pri čemu se završno sitnjenje obavlja rotofrezerima. Dubina usitnjavanja treba biti takva da se nakon miješanja s vezivom i zbijanja dobije sloj projektovane debljine. Na raskopani se sloj zatim razastire potrebna količina kreča po jedinici površine. Razastiranje se obavlja mehaničkim sredstvima koja osiguravaju dovoljnu jednoličnost razastiranja. Poslije se rotofrezerima miješa zemljani materijal i kreč sve dok se ne dobije homogena mješavina, što se provjerava prema boji mješavine. U toku miješanja dodaje se po potrebi odreĎena količina vode kako bi se dobila optimalna vlaţnost mješavine, a ako je materijal previše vlaţan izlaţe se prethodno suncu i vjetru kako bi mu se vlaţnost smanjila na potrebnu mjeru. Mješavina se zbija odmah ili nakon nekog vremena, što zavisi od vrste veziva, a mora biti odreĎeno prethodnim laboratorijskim ispitivanjima ili iskustvom. Zbijanje se obavlja jeţevima, valjcima na točkovima s gumama ili glatkim valjcima do potrebne jednolične zbijenosti. Prije izrade konstrukcije posteljica traţi odreĎeno vrijeme njege (3 do 7 dana) kroz koje se postiţe znatan dio stabilizacijskog efekta, a kasnije se svojstva stabiliziranog sloja neprestano i dalje pomalo poboljšavaju. Njega se obavlja vlaţenjem površine pomoću auto-cisterni. Stabilizacija bitumenom Bitumen je ugljovodonično vezivo. To je crna, polukruta ili kruta ljepljiva masa potpuno rastvorljiva u ugljendisulfidu (CS2). Dijele se na: prirodni (čisti ili pratioci krečnjaka i pješčara) i vještački ( tzv. naftni bitumeni). Elementarni sastav bitumena:  Ugljenik (C) 70-80%  Vodonik (H) 10-15%  Sumpor (S) 2-9%  Kiseonik (O) 1-5%



Azot (N) 0-2% Za stabilizaciju bitumenom koristi se pjenasti bitumen ili bitumenska emulzija. Pjenasti bitumen se proizvodi dodavanjem malih količina vode (pribliţno 2 do 3 % u odnosu na masu bitumena) vrućem bitumenu. Za ovaj postupak se koristi bitumen koji se i obično primjenjuje u proizvodnji vrućih asfaltnih mješavina, a najčešće su to bitumeni analogni BIT 60 do BIT 200. Kada se ubrizga, voda naglo isparava, uzrokujući tako eksplozivno pjenušanje bitumena u zasićenoj vodenoj pari. Bitumen se na taj način širi orijentaciono 15 do 20 puta od svoje početne zapremine čime se njegov viskozitet značajno smanjuje. U tom obliku, on je izuzetno pogodan za miješanje sa hladnim agregatom. Pjenasti bitumen se moţe koristiti kao vezivo za stabilizaciju različitih vrsta agregata, počev od drobljenog kamena dobrog kvaliteta, do šljunkovitih materijala sa sadrţajem čestica relativno visoke plastičnosti. Tipična struktura materijala stabilizovanog pjenastim bitumenom data je na slici.

Bitumenska emulzija je bitumen i voda sa odreĎenim emulgatorima ( stabilizatori). Prema stabilnosti ( brzini raspadanja) postoje: NE 50 (nestabilne emulzije), PE 55 ( polustabilne) i SE 55 (stabilne). 4.1.2.2. Dubinsko zbijanje 4.1.2.2.1. Kompakciono injektiranje Kompakciono injektiranje koristi se za poboljšanje svojstava tla povećanjem gustine i nosivosti tla zbijanjem. Metodu kompakcionog injektiranja koristimo u uslovima kod kojih je došlo do slabljenja tla bilo zbog djelovanja čovjeka ili zbog prirodnih procesa u zemlji, odnosno pojava urušavanja u tlu. TakoĎe se moţe primijeniti za pripremu terena za gradnju budućih objekata, kao ojačanje postojećih temelja nekog objekta, za izravnavanje i izdizanje slegnutih terena pod opterećenjem. Princip rada je sljedeći: izbuši se bušotina odreĎene duţine u koju se naknadno umeće injekciona cijev. Zatim slijedi utiskivanje injekcione smjese u fazama npr. počevši od dna bušotine prema vrhu. Nakon završetka prethodne faze injektiranja, cijev se izvlači prema gore za odreĎenu duţinu te slijedi sljedeća faza utiskivanja injekcione smjese. Zadnja faza injektiranja je pri samoj površini terena, nakon čega slijedi izvlačenje injekcione cijevi iz bušotine čime završava proces injektiranja jedne bušotine (Slika 4.3.5-2). Injekciona smjesa se utiskuje cilindrično kroz injekcione cijevi unutrašnjeg prečnika minimalno 5 cm.

Slika 4.3.5-2. Proces injektiranja jedne bušotine izvlačenjem injekcione cijevi od dna prema površini. Vrste tla u kojima se postiţu dobri efekti primjenom kompakcionog injektiranja dijele se na 5 kategorija: Rastresita krupnozrna tla iznad i ispod nivoa podzemne vode Tla okarakterisana ovom kategorijom su najpogodnija za upotrebu kompakcionog injektiranja. U ovakvim tlima se obično javljaju pijesci ili šljunci sa sadrţajem praha i nekih glina. Broj udaraca, dobijeni SPT opitima, obično se kreću izmeĎu 0 do 15 ili 20. Kompakciono injektiranje se u ovim tlima izvodi bez obzira na postojeću gustinu i postojanje ili nepostojanje opterećenja. Meka nesaturisana sitnozrna tla U ovim tlima se najvećim dijelom javljaju mulj i/ili prah, te se kompakciono injektiranje moţe primijeniti samo u slučaju da su tla nesaturisana. Zahvati u debelim saturisanim slojevima gline i praha mogu biti i dodatni problem, odnosno dodatno ubrzati slijeganje, te se u takvim tlima ne bi smjelo izvoditi kompakciono injektiranje. Vrijednosti N – broja udaraca za meka nesaturisana sitnozrna tla, dobijene SPT opitima, obično se kreću izmenu 0 i 10. Kolapsibilna tla Kompakciono injektiranje se uspješno primjenjuje i u naslagama prapora i lesa nastalim nanosima vjetra u suvim područjima. Problem kod ove kategorije moţe biti saturacija tla izazvana loše izvedenim dreneţnim sistemom na nekom odreĎenom području. Porozna tla Popunjavanje pora unutar tla ili stijena kompakcionim injektiranjem je efikasnije od zapunjavanja pora ţitkim smjesama. Injekcione smjese utisnute kompakcionim injektiranjem lakše je kontrolisati, te se smjese neće dodatno proširivati. Iz tih razloga se kompakciono

injektiranje koristi i kod sanacije terena kod kojih je došlo do urušavanja pojavom unutrašnjih erozija u podzemlju. Tanki nepopravljivi slojevi praćeni određenim opterećenjem Tla mogu biti suvi ili saturisani prah, glina ili organsko tlo (treset), no debljine naslaga ne bi smjele biti manje od 2 m te se slojevi trebaju nalaziti 2 m ispod opterećenja izazvanog objektima na površini. Primarni cilj kompakcionog injektiranja jest zbijanje, odnosno povećanje gustine i čvrstoće oslabljenih formacija tla. Takav efekat se postiţe cilindričnim utiskivanjem injekcione smjese kroz injekcione cijevi, usljed čega dolazi do širenja injekcione smjese i zbijanja okolnog tla. Tijelo koje se formira kompakcionim injektiranjem je uglavnom kuglastog oblika prečnika oko 1m ili više u zavisnosti od uslova u tlu (Slika 4.3.5-1). Prilikom utiskivanja injekcione smjese u tlo, formirano tijelo se radijalno širi što izaziva i plastične deformacije u zonama kontakta injekcione smjese i okolnog tla, dok se u zonama udaljenijim od tog kontakta čestice tla zbijaju, tj. povećava im se gustina, te su u tom području deformacije više elastične nego plastične.

Slika 4.3.5-1. Tijelo formirano kompakcionim injektiranjem Parametri koji se uzimaju u obzir pri projektovanju zahvata kompakcionim injektiranjem su:  Razmak izmeĎu injekcionih cijevi  Redoslijed injektiranja  Pritisak tokom injektiranja  Brzina injektiranja  Volumen injekcione smjese  Izdizanje  Injekciona smjesa 4.1.2.2.2. Dubinsko miješanje tla sa dodacima Današnja tehnologija omogućuje dodavanje veziva i miješanje s tlom u dubokim slojevima. Na slici je prikazan način izvoĎenja ovakvog poboljšanja tla. Pribor se vrti i raskopava tlo do potrebne dubine. Zatim se kroz središnju cijev pod pritiskom ubacuje vezivno sredstvo, pribor ubrzano rotira i miješa tlo i vezivo, a istovremeno se pribor programirano podiţe. Ovaj postupak se razlikuje od mlaznog injektiranja. Ne preporučuje se ovu tehnologiju koristiti kao zamjenu za šipove.

Metoda se moţe primijeniti za nasipe na mekom tlu, podupiranje objekata fundiranih na temeljnim trakama, samcima i pločama, temeljenje mostova i turbina na vjetar, izradu zaštitnih zidova iskopa primenom armiranih DSM(Depth Soil Mixing-DSM) stubova, stabilizaciju kosina, smanjenje mogućnosti pojave likvefakcije, vodonepropusne zavjese i barijere, stabilizaciju i očvršćavanje okolnog tla i sl. Dubinsko miješanje tla sistemom Keller ( vlaţno i suvo miješanje) U osnovi postoje dvije različite metode miješanja. Postojeće tlo koje treba poboljšati moţe se miješati mehanički bilo sa suspenzijom koja sadrţi vezivno sredstvo (vlaţna DSM metoda) ili sa suvim vezivnim sredstvom (suva DSM metoda). Ubrizgavanje suspenzije se takoĎe moţe primijeniti za pospješivanje mehaničkog miješanja. Vlaţna metoda je adekvatnija za meku glinu, prašinu i finozrni pijesak sa manjim sadrţajem vode i za slojevito tlo uključujući tla sa izmiješanim slabim i čvrstim slojevima. Suva metoda je pogodnija za meka tla sa vrlo visokim sadrţajem vlage i stoga pogodna za miješanje sa suvim vezivnim sredstvima. Stabilizacija organskih i muljevitih tla je takoĎe moguća, meĎutim teţa je i iziskuje paţljivo pripremljena vezivna sredstva i procedure izvoĎenja. Mehaničko dubinsko miješanje tla vlaţnom metodom ( vlaţna DSM metoda) Kellerova metoda dubinskog miješanja tla obuhvata utiskivanje specijalnog alata za miješanje u tlo. Ovaj alat za miješanje sastoji se od bušeće šipke, poprečnih greda i bušeće krune. Bušenje ne izaziva nikakve vibracije i pri tome se ubrizgava cementna suspenzija kroz mlaznice koje se nalaze na kraju svrdla. Kad se dostigne dubina koja je definisana projektom, započinje faza izgradnje DSM stubova. U osnovi prečnik takvih stubova moţe varirati izmeĎu 40 do 240 cm u zavisnosti od primjene. Alat za miješanje koji se moţe kretati gore i dole duţ stuba radi poboljšanja homogenosti mješavine tla, omogućava ravnomjerno miješanje suspenzije sa tlom cijelom duţinom. Sastav i količina injektirane suspenzije prilagoĎava se zahtijevanim osobinama poboljšanog tla, uzimajući u obzir zahtijevanu čvrstoću i/ili zaptivnu funkciju. Čvrstoća se takoĎe moţe poboljšati dodavanjem raznih komponenti u suspenziju, kao što je npr. bentonit. Otpornost na smicanje DSM elemenata moţe se uvećati čeličnim ojačanjem koje se ugraĎuje u svjeţe stubove. Vlaţnu DSM metodu moguće je izvesti unutar cijevi. Ova metoda, koja se zove Miješanje tla unutar cijevi (Tubular Soil Mixing – TSM), uglavnom se koristi za izvoĎenje stubova visokog kvaliteta koji se primjenjuju za kontrolu iskopa.

Tipični alat za miješanje koji se koristi pri DSM metodi je:

Mehaničko dubinsko miješanje tla suvom metodom (Suva DSM metoda) Nasuprot vlaţnoj metodi, suvo miješanje tla moguće je jedino u tlu koje sadrţi dovoljno vlage da omogući hemijsku reakciju vezivnog sredstva koje se injektira u suvom obliku sa tlom i podzemnom vodom. Osnovne prednosti suvog miješanja su postizanje stabilizacije u dubokim naslagama vrlo slabog tla, uključujući organska tla, zatim visoka produktivnost, mala količina povratnog materijala i ekonomičnost. Moguća su i izvoĎenja na niskim temperaturama. Tipična oprema za suvu DSM metodu obuhvata stacionarni ili pokretni rezervoar za vezivno sredstvo i ureĎaj za injektiranje, kao i bušeću garnituru specijalno dizajniranu za izvoĎenje stubova i opremljenu posebnim alatom za miješanje. Tipični prečnik stuba je 60 do 80 cm a dubina tretiranja je do 25 m. Punjenje i miješanje suvog vezivnog sredstva sa tlom odvija se dok se bušeći pribor povlači, pri čemu se alat za miješanje okreće u smijeru

suprotnom od smera u kom se okretao u fazi prodiranja. Vezivno sredstvo se transportuje od rezervoara do mašine kroz crijeva uz pomoć komprimovanog vazduha. Količina vezivnog sredstva se podešava promjenom brzine rotiranja točka za injektiranje. Vazdušni pritisak i količina vezivnog sredstva automatski se kontrolišu kako bi se odreĎena doza vezivnog sredstva dovela do tretirane zone tla. Po pravilu plastične gline i prašine očvršćuju se krečom ili mješavinom cementa i kreča, dok se za organska tla koriste mješavine koje sadrţe pepeo iz visokih peći.

Izbor alata za suvo miješanje u različitim vrstama tla

4.1.2.2.3. Dubinsko zbijanje tla sa površine Ovo je ustvari dinamička stabilizacija tla sa površine. Metoda se sastoji u tome da se teški maljevi spuštaju(padanjem) sa velike visine uzrokujući zbijanje tla. Uobičajene su sljedeće veličine:  masa malja do 170 t,  visina pada do 22 m,  efekat zbijanja dubine do 40 m,  razmak do 14 m. Učinak zbijanja moţe se pribliţno proračunati pomoću jednačine:

W je teţina tega u tonama, H visina pada u metrima, dok je n iskustveno 0,5. Izgled dinamičke stabilizacije:

Dinamička stabilizacija tla sa površine moţe se izvoditi i sa dodavanjem tla u nastale udubine. Princip rada prikazan je na sljedećoj skici:

4.1.2.2.4. Dubinsko zbijanje sondama i vibroflotacija Ovaj način poboljšanja temeljnog tla je učinkovitiji od zbijanja s površine. Vrlo je koristan za tla sklona likvefakciji ( objašnjena u sljedećoj tački), a to su rastresiti pijesci jednolikog granulometrijskog sastava, kao i za ojačanje hidrauličkih nasipa, nastalih refulisanjem pijeska. Relativno je jeftin i vremenski brz. Pokazalo se da je učinkovit do dubine od oko 4,0 m. Moţe se izvoditi bez ili sa dodavanjem nekoherentnog tla u podtemeljno tlo. Postupak se temelji na pobudi čestica nevezanog tla, koje se premještaju iz rastresitog u zbijeniji poloţaj. Na taj se način postiţe veća relativna zbijenost (Dr) i poboljšavaju fizičkomehanička svojstva tla. Postupak premještanja čestica prilikom vibroflotacije:

Postupak vibroflotacije se u krupnozrnim tlima vrši isključivo vibriranjem dok se u koherentnim tlima prostor nastao vibriranjem i spuštanjem sonde, dodatno puni šljunkom i tako nastaju uspravni drenovi koji ubrzavaju proces disipcije pornog pritiska u bliţoj okolini. U koherentnom tlu nije moguće vibriranjem pokrenuti čestice tla.

Za bolji učinak postoji mogućnost razbijanja tla vodom pod visokim pritiskom:

Vibroflotacija u rastresitom, nekoherentnom tlu bez dodavanja šljunka izaziva slijeganje tla na račun zbijanja, što najbolje moţemo vidjeti na sljedećoj skici:

Vibriranje sa zamjenom materijala (eng. vibro-replacement) primjenjuje se u koherentnim tlima, gdje se vibratorom stvori najprije cilindrična rupa koja se naknadno ispunjava krupno-zrnim materijalom (npr. šljunak ili drobljeni kamen). Zbijanje se moţe poboljšati upotrebom vode ili vazduha pod pritiskom koji se kroz cijev utiskuje, uzrokujući lom i istiskivanje prirodnog materijala koji se nadomiješta materijalom koji se utiskuje kroz cijev. Ova metoda najbolje rezultate daje u koherentnim tlima čija je nedrenirana smičuća čvrstoća Cu = 20 – 60 kPa. Postupak vibriranja u koherentnom tlu uz dodatak šljunka prikazan je na sljedećoj skici:

Primjenjivost metoda vibriranja u nekim materijalima:

4.1.2.2.5. Šljunčani šipovi Ugradnja šljunčanih šipova je odavno poznati način poboljšanja podtemeljnog tla. Izvodili su se nekom od tehnika za izvoĎenje šipova, s tim da je umjesto betona u tlo ugraĎen šljunak. Nove tehnologije znatno su proširile mogućnosti izvoĎenja šljunčanih šipova kao i njihovu učinkovitost. Danas se izvode uz vibriranje ( koje je objašnjeno u prethodnoj tački), što bitno povećava poboljšanje podtemeljnog tla u smislu dodatnog zbijanja. Ovako zbijenije tlo ima povećanu čvrstoću na smicanje čime je povećana nosivost, smanjeno slijeganje, ubrzano dreniranje, a smanjena je i opasnost od likvefakcije. Likvefakcija je pojava koja se javlja u rastresitim, vodom zasićenim pijescima uskog granulometrijskog sastava, u trenutku cikličke promjene stanja naprezanja uzrokovanog zemljotresom. Ciklička promjena stanja naprezanja izaziva potresanje tla, koje gubi čvrstoću na smicanje, te se ponaša kao viskozna tečnost. Da bi došlo do likvefakcije moraju istovremeno biti ispunjena dva uslova: 1. Tlo mora biti rastresito, zasićeno vodom, pjeskovito i na dubini od 0 do 10 metara ispod površine tla; 2. Potres mora biti dovoljno jak da bi izazvao tlo sklono likvefakciji da se pokrene. Granulometrijski sastav tla za koje se zna da je podloţno likvefakciji dat je na sljedećoj skici:

Prilikom zemljotresa, šljunčani šipovi oteţavaju nastanak likvefakcije u njoj sklonom tlu. Jedan od razloga je različita krutost šljunčanih šipova i okolnog tla. Na šljunčane šipove, kod kojih su dominantne gravitacione sile, nije moguć tako snaţan uticaj ubrzanja od zemljotresa. Šljunčani šipovi djeluju drenirajuće i trenutno mijenjaju sliku pornih pritisaka u korist povećanja efektivnih naprezanja u okolnom tlu. Tehnologije izvođenja U svim tehnikama izvoĎenja smisao je da se postigne:

1) zbijanje okolnog tla; 2) punjenje nastalog prostora nekoherentnim tlom veće propusnosti od okolnog tla. Temeljno je da se ugradnja vrši uporedo sa dubinskim vibriranjem te se na taj način zbija okolno tlo, ali se zbija i ugraĎeni kameni agregat te postiţu značajni učinci. Tehnologija izvoĎenja šljunčanog šipa prikazana je na sljedećoj skici:

4.1.2.2.6. Zbijanje miniranjem Metoda je poznata dugi niz godina. Korištena je u Rusiji za zamjenu lošeg, površinskog sloja tla, naročito treseta, pri gradnji saobraćajnica. Postupak se sastoji u tome da se u tlu izvedu bušotine u koje se ugradi eksploziv, a zatim se prostor prekrije odreĎenom količinom šljunka tako da nakon eksplozije šljunak utone u novonastali prostor. Tokom vremena se ova tehnika poboljšanja temeljnog tla usavršila. Danas se na trţištu mogu naći izvoĎači specijalizovani za ove vrste radova. Na sljedećoj skici prikazan je učinak miniranja:

Tehnologija je usavršena tako da se danas koristi u dva pravca: miniranje s površine i miniranje u bušotini. Miniranjem se pobuĎuju potresni talasi unutar mase tla. Oni izazivaju flotaciju čestica. Koristi se za površinsko i dubinsko zbijanje rastresitih, nekoherentnih tala, najčešće rastresitih pijesaka sklonih likvefakciji. Raspored čestica u tlu: lijevo- prije miniranja, desno- nakon miniranja

Učinak miniranja na površini sličan je dinamičkoj stabilizaciji s površine. Prema postojećim podacima, 1kg eksploziva (TNT) odgovara energiji udarca malja od 5 tona koji slobodno padne s visine od 100 metara. Tehniku mikrominiranja moguće je primijeniti pri visokom nivou podzemne vode kao i na površini tla (dnu) ispod vode. Učinak miniranja tla na površini tla i ispod površine vode prikazan je na skici:

Mogući načini punjenja pri mikrominiranju u bušotini prikazan je na skici:

U koherentnim tlima nije moguće izazvati flotaciju i pomicanje čestica. Tu se mikrominiranje moţe koristiti za izvoĎenje pješčanih drenova. Za to je potrebno površinu, na kojoj se izvodi poboljšanje tla, prekriti nasipom od pijeska provjerene granulacije da zadovolji filtarsko pravilo. U trenutku miniranja pijesak puni nastali prostor u koherentnom tlu i oblikuje uspravni dren koji uslovljava radijalno dreniranje.

Metoda poboljšanja tla pomoću eksploziva vrlo je zanimljiva zbog svoje upotrebljivosti u uslovima kod kojih je djelotvornost drugih metoda poboljšanja tla slaba. Prije svega to se odnosi na zbijanje potpuno zasićenih nekoherentnih materijala na područjima od više hiljada kvadratnih metara i dubinama do 40 m. Na temelju iskustava u primjeni mogu se definisati sljedeće prednosti i nedostaci ove metode: Prednosti:  primjenjiva kod nekoherentnog i koherentnog tla  učinkovita na većim dubinama  niski troškovi i ušteda u vremenu  stabilnost tretiranog tla Nedostaci:  nemogućnost primjene u izgraĎenim područjima  slaba djelotvornost iznad nivoa podzemne odnosno nadzemne vode  nuţna probna ispitivanja prije primjene na odreĎenoj lokaciji  osjetljivost na promjene terenskih uslova. 4.2. Fizičko i hemijsko poboljšanje 4.2.1. Mlazno injektiranje Mlaznim injektiranjem (jet grouting) stvaraju se u tlu valjkasta tijela sastavljena od mješavine injekcione smjese i čestica tla, koji su poboljšanih karakteristika u odnosu na prirodno tlo. Posve se razbija struktura tla, te se čestice miješaju (in-situ) s vezivnim sredstvom, pa nastaje homogenizovana masa poboljšanih svojstava. Dubina injektiranja zavisi od raspoloţive tehnologije ( bušilice), a iznosi 20-30 m, najveća poznata dubina je 70 m.

Tehnologija se primjenjuje kod raznih vrsta tla s raznim injekcionim smjesama: - vodo-cementne; - vodo-cementno-bentonitne smjese; - u odreĎenim slučajevima koristi se i kreč (čist kreč, kreč s cementom i dr.). Za mlazno injektiranje koriste se visoki pritisci ( 30-70 MPa), smjesa se utiskuje u tlo brzinom 250-300 m/s. Velika brzina smjese ( fluida) sluţi za razbijanje strukture tla, premještanje čestica i njihovo miješanje sa fluidom. Pri izvoĎenju mlaznog injektiranja imamo tri sistema: 1) jednofluidni sistem ( injekciona smjesa) 2) dvofluidni sistem ( smjesa-vazduh ili smjesa-voda) 3) trofluidni sistem ( smjesa-voda-vazduh) Šema toka fluida kroz mlaznice u sva tri slučaja prikazana je na sljedećoj skici:

Ukoliko se radi o dvofluidnom sistemu gdje imamo vodu i smjesu, one se u tlo ubrizgavaju kroz različite mlaznice, a ne kao smjesa-vazduh. Smjesa se kroz mlaznicu propušta pod pritiskom od 300-500 bara, vazduh pod pritiskom od 7-12 bara, a voda pod pritiskom od 500 bara. Šematski prikaz postrojenja trofluidnog sistema:

Sasvim razumljivo je da, ukoliko se radi o dvofluidnom sistemu voda-smjesa, nema potrebe za kompresorom za vazduh. Osnovni parametri injektiranog tijela su:  dubina ( oko 20-30 m, najveća 70 m)  prečnik, što se najbolje vidi iz tabele

čvrstoća na pritisak ( šljunak 20 MN/m2, pijesak 15 MN/m2, prašina i glina 8 MN/m2 i organsko tlo 3 MN/m2 ) -7 -9  vodopropusnost k = 10 do 10 m/s  modul elastičnosti Modul elastičnosti je različit za pojedine vrste tla: 2  u šljunku je 10000-15000 MN/m 2  u pijesku je 7000-10000 MN/m 2  u prašini i glini 4000-5000 MN/m 2  u organskom tlu 1500-3000 MN/m 

Kako bismo imali pregledan uvid u parametre izvoĎenja mlaznog injektiranja, oni su prikazani tabelarno:

Primjena mlaznog injektiranja je mnogostruka: podgraĎivanje temelja, izrada dijafragme, zaštita iskopa i zaptivanje dna dubokih graĎevinskih jama, ojačanje tla plitko temeljenih stubova mostova, hala, zaštita riječne obale, kao vodonepropusne zavjese, sanacija klizišta, zaštita iskopa okna, tunela itd. Moţemo zaključiti sljedeće:  što je vodocementni faktor (W/C) veći, čvrstoća je niţa  što je veća količina cementa, čvrstoća je veća  u pijesku i šljunku postiţu se veće čvrstoće nego u glini i prašini  što je injektirana smjesa starija, to joj je i veća čvrstoća, s tim da je porast čvrstoće sporiji nego kod betona  izvoĎenjem injektiranja s 2-fluidnim sistemom postiţe se skoro dvostruki prečnik valjka u odnosu na 1-fluidni, a kod 3-fluidnog sistema on je pribliţno 3 puta veći od prečnika valjka izvedenog sa 1-fluidnim sistemom, ali samo 50% u odnosu na izvoĎenje sa 2-fluidnim sistemom  utrošak cementa raste s porastom obima injektiranog tijela ali njegov udio u mješavini cement - čestice tla pada. Time je dijelom objašnjiv i odreĎeni pad čvrstoće injektirane mase tla kod rada s više fluida u odnosu na jedan  cijena opreme za rad s više fluida znatno se povećava, a to bitno utiče i na cijenu konačnog proizvoda. Prednosti mlaznog injektiranja su:  Moţe se koristiti kod svih vrsta tala (šljunak, pijesak, prašina, glina) sa ekološki prihvatljivim vodo-cementnim injekcionim materijalima

   

Veliki prečnici valjaka injektiranih šipova tla (50-300 cm) izvode se priborom malih dimenzija Prepreke u tlu (npr. komadi drveta, gromade kamena i dr.) mogu biti zaobiĎene ili uklopljene u injektiranu zonu tla Mlazno injektiranje moţe započeti na gotovo svakoj dubini, te biti završeno na bilo kojoj dubini ispod površine terena Mlazno injektiranje izvodi se vertikalno, koso i horizontalno u odnosu na površinu terena.

Nedostaci mlaznog injektiranja su:  Osnovni nedostatak je zahtjev za osiguravanjem nesmetane komunikacije (toka) fluida od poloţaja injektiranja do površine terena. Ako je komunikacija spriječena, to moţe izazvati hidraulički lom tla.  Cijena zna biti vrlo visoka  Čvrstoće injektiranog tla dosta variraju, a kod prašinastih i glinovitih vrsta tla relativno su niske.  U slučaju kad su brzine podzemne vode velike, moţe se dogoditi ispiranje cementa (prije nego što on veţe), što onda utiče na kvalitet očvrslog injektiranog volumena tla. 4.2.2. Elektrohemijsko očvršćavanje U glinovitom tlu znatnu količinu vode čini vezana voda, tj. voda koja se javlja u vidu vodenih filmova- membrana koje obuhvataju čestice granularnog skeleta tla. Ove membrane od vode predstavljaju sredinu u kojoj se ispoljavaju različiti elektrohemijski procesi. Ovi procesi izazivaju starenje glina ( dijagenezu) i povećanje njene gustine tokom vremena pod uticajem pritisaka slojeva koji se nalaze iznad njih. Vremenom one dobijaju osobine slične osobinama stijenske mase. Proces starenja moţemo ubrzati vještačkim putem ako kroz takvo tlo propuštamo električnu struju i dodajemo mu hemijska sredstva potrebna za njihovo očvršćavanje. Pri propuštanju struje konstantnog toka kroz glinovito tlo u njemu dolazi do migracije vlage pema negativnom polu- katodi. Ova pojava poznata je kao elektro- osmoza. Elektro-osmoza je još jedna od tehnika kojom se moţe uspješno odvoditi voda iz tla i uzrokovati prethodno slijeganje. U tlo se ugrade elektrode, čelične cijevi povezane sa pozitivnim polom generatora i iglofiltri sa opremom za crpenje vode. Iglofiltri se spajaju sa negativnim polom. Prostorno se katode i anode mogu rasporediti na razne načine (pravougaono, kvadratno, a najbolje heksagonalno, što vidimo na slici). Elktrode obično imaju duţinu 12-15 m, rastojanje izmeĎu elektroda se kreće od 0,8 do 1,0 m, a rastojanje izmeĎu redova je 2-5 m. U procesu očvršćavanja u tlo se dodaju hemijska sredstva, prvenstveno kalcijum hlorid. Heksagonalni raspored elektroda:

Metoda se uspješno primjenjuje ukoliko su zadovoljeni sljedeći uslovi: 1. saturisana prašina ili prašinasta glina 2. normalno konsolidovano tlo 3. mala koncentracija elektrolita (soli) Uobičajeni parametri u primjeni su sljedeći: napon: 50 - 100 V jačina struje: 20 - 200 A potrošnja energije: 30 kWh/m Slika 6.5-3 pokazuje povećanje nedrenirane smičuće čvrstoće uzrokovano statičkom konsolidacijom te elektro-osmozom. Uočava se najveće povećanje čvrstoće uz katodu.

Slika 6.5-3. Odnos vlažnosti i čvrstoće kod elektro-osmoze i statičke konsolidacije. Iz navedenog moţemo zaključiti da ovu metodu moţemo svrstati i u fizičko-hemijsko poboljšanje i u hidrauličko poboljšanje.

Na slici 6.5-4 pokazani su rezultati edometarskog opita na dva uzorka tla od kojih je prvi u prirodnom stanju, dok je drugi bio podvrgnut elektro-osmozi tokom 40 sati. Uočava se povećanje krutosti i opterećenja prethodne konsolidacije kao posljedice elektro-osmoze.

Slika 6.5-4. Uticaj elektro-osmoze na konsolidacione karakteristike. Metoda se obično koristi za rješavaje sljedećih problema: 1. povećanje čvrstoće senzitivnih glina prije iskopa (As – Norveška) Ulazni podaci: volumen tretiranog tla: 2000 m3 duţina tretmana: 120 dana broj elektroda: 186 (F 19 mm, duljina 10 m) razmak redova: 2 m napon: 40 V Postignuti efekti: povećanje Su: 10 ® 60 kPa slijeganje: 500 mm 2. poboljšanje temeljnog tla ispod brane West Branch Dam (H=24 m) - 1967 Ulazni podaci: volumen tretiranog tla: 580.000 m3 debljina sloja: 18 m duţina tretmana: 10 -12 mjeseci broj elektroda: 990 katoda i 660 anoda (l = 40 m) razmak redova: 6 m napon: 100 - 150 V 3. šipovi - poboljšanje nosivosti omotača

Slika 6.5-6. Promjena otpora prodiranja šiljka usljed elektro-osmoze. 4.2.3. Termičko očvršćavanje Termičko očvršćavanje se primjenjuje uglavnom u tlu eolskog porijekla. Ţarenjem se postiţe stabilnija kohezija izmeĎu čestica granularnog skeleta lesa. Na ovaj način se moţe postići očvršćavanje tla i do dubine 10-15 m. Ţarenje se izvodi ili ubrizgavanjem u bušotinu uţarenog vazduha čija se temperatura kreće od 6000C do 8000C, ili zapaljenog tečnog goriva, na primjer mazuta. Bušotine prečnika 10 do 20 cm, rasporeĎene na meĎusobnom rastojanju od 2-3- m, ispune se tečnim gorivom koje se zapali. Tečno gorivo se dovodi u raspršivač- pulverizator pod pritiskom od 0,15 do 0,2 bara. Istovremeno se u bušotinu ubrizgava hladan vazduh pod pritiskom od 1,5 bara, koji sniţava temperaturu sagorijevanja sa 20000C na 800-10000C. Proces ţarenja traje od 5-10 dana. Po završenom procesu ţarenja otpornost tla na pritisak se povećava i do 1000 kN/m2. Isto tako se znatno povećava kohezija i vodonepropustljivost. Očvršćavanje tla termičkim putem se, za sada, primjenjuje uglavnom za otklanjanje neravnomijernih slijeganja. 4.2.4. Smrzavanje Kod izgradnje tunela i okana, gdje je materijal pokretljiv, tečan, ispod nivoa podzemne vode, u gradovima gdje je nadsloj plitak itd. potrebno je primijeniti posebna sredstva i tehnike za izvoĎenje. Postupak sa smrzavanjem tla se provodi tako da se sloj tla kroz koji treba iskopati tunel zamrzne dovodeći u njega kroz cijevi hladan vazduh ili hladnu tečnost. Metoda se moţe primijeniti na veoma velikim dubinama. Zamrzava se uţe područje oko mjesta rada i tako sukcesivno do završetka objekta. Umjetno smrzavanje tla, u današnjem obliku, je osmislio F.H.Poetsch 1883. godine. Najvaţnija komponenta smrzavanja tla je ispodpovršinski rashladni sistem koji se sastoji od niza rashladnih cijevi, instaliranih različitim tehnikama bušenja. Količina, rastojanje, dubina i veličina rashladnih cijevi je jedinstvena za svako gradilište i odreĎena je na osnovu toplotnih i hidroloških svojstava tla, rasporeda graĎevina na površini i ekonomičnosti. Sistemi za smrzavanje tla dijele se na:  sistemi za hlaĎenje sa kruţnim tokom sekundarnog rashladnog sredstva

sistemi za ekspanziono hlaĎenje Kod sistema za hlaĎenje sa kruţnim tokom sekundarnog rashladnog sredstva, koji je prikazan na slici, postoji:  primarno rashladno sredstvo (izvor hlaĎenja), amonijak ili freon  sekundarno rashladno sredstvo, otopina soli (hlorid kalcijuma, natrijuma, magnezijuma ili litijuma) 

Sistem za ekspanziono hlaĎenje koristi tekući nitrogen sa temperaturom ispod -1500C , što je prikazano na slici.

Smrzavanje se često koristi u gradovima gdje nije dopušteno sniţavanje nivoa podzemne vode. Naime, sniţavanjem nivoa podzemne vode povećala bi se efektivna naprezanja u tlu što bi uzrokovalo dodatna slijeganja. Koji će se rashladni materijal koristiti zavisi od karakteristika tla i vrste zahvata. Nakon završetka graĎenja i osiguranja objekta, hlaĎenje tla se prekida i nakon topljenja leda ponovo uspostavlja reţim podzemne vode koji je vladao prije zamrzavanja. Brojni su primjeri iz prakse gdje je korišteno smrzavanje tla, a jedan od njih je iskop tunela ispod Limmat rijeke u Cirihu, što je prikazano na slici.

4.3. Hidrauličko poboljšanje 4.3.1. Površinsko odvodnjavanje Površinsko odvodnjavanje je sniţavanje NPV pomoću kanala i drenaţnih jama, što je prikazano na slici 5.1-1. To je najjednostavniji i najjeftiniji način dreniranja. Primjenjiv je u plićim iskopima načinjenim u dobro graduiranim tlima i stijenama, te u slučaju da se ispod propusnog tla nalazi sloj nepropusnog materijala. Kod poduprtih iskopa treba paziti da ne doĎe do pojave hidrauličkog sloma tla.

Slika 5.1-1. Drenažne jame i kanali. Sniţavanje NPV u kosinama koje su načinjene u glinama moţe se ostvariti izgradnjom drena u noţici i vertikalnih drenaţnih usjeka (slika 5.1-2).

Slika 5.1-2. Dreniranje kosine. 4.3.2. Gravitacioni i vakum bunari Bunarima ili pumpanjem vode iz drenaţne bušotine sniţava se NPV u njenoj okolini. Obično se linija slobodne površine vode spušta najmanje 0,5 m ispod kote iskopa u šljuncima i krupnim pijescima odnosno više od 0,7m u sitnim pijescima. Upotreba gravitacionih bunara prikazana je na slici 5.2-1.

Slika 5.2-1. Vrste bunara Spuštanje linije slobodne površine vode moţe se obaviti i u nekoliko faza kako je prikazano na slici 5.2-2.

Slika 5.2.-2. Spuštanje NPV u nekoliko faza U finim pijescima i prašinama (k = 10-4 – 10-6 m/s) crpljenje vode moţe biti oteţano zbog kapilarnih sila. U tom se slučaju gravitacioni tok vode poboljšava korištenjem vakumbunara (slika 5.2-3). Vakum-bunari moraju se postaviti vrlo blizu jedan drugoga 1 – 2,5 m, s razmakom izmeĎu redova od 15 – 20 m. Bunari mogu biti vertikalno ili koso poloţeni.

Slika 5.2-3. Vakum-bunari Količina vode koja se moţe izdrenirati iz elementa tla zavisi od koeficijenta propusnosti. U tlima s koeficijentom propusnosti 0,0001 – 0,01 m/s (šljunci, pijesci) postiţu se najbolji učinci dreniranja. Pouzdano poznavanje koeficijenta propusnosti bitno je za projektovanje drenaţnih bunara i odabir pumpi za crpljenje vode. Poznat je empirijski izraz kojeg je dao Hazen (1892): k  C  D102 [cm/s] gdje konstanta C zavisi od koeficijenta jednoličnosti, Cu, kako je prikazano u Tablici 5.5-1 (Beyer).

Navesti ćemo i neke iskustvene pretpostavke. Korištenjem površinskih pumpi moţe se voda ispumpavati do maksimalno 8 m dubine. Razmak izmeĎu bunara ne bi trebao biti manji od 3 – 4 m za bunare prečnika 150 mm, odnosno 5 – 6 m za bunare prečnika 350 mm. Ukoliko treba brzo sniziti NPV razmak izmeĎu bunara moţe se smanjiti na puno manje vrijednosti (do 0,2 m za šljunke i 1,5 m za fine pijeske). Postupak projektovanja bunara Postupak se provodi u nekoliko koraka: Korak 1: Gruba procjena ukupne količine vode koju treba iscrpiti. Prava površina iskopa zamjenjuje se kruţnom iste veličine, te se koristi relacija:   k  h2  y 2 Qtot  ln L / a  Veličine h, y i k odreĎuju se iz dimenzija izdana (vodonosnog sloja), zahtijevanog sniţenja NPV i vrste tla. Pri tome je a poluprečnik zamjenjujuće kruţne površine. On se za pravougaoni iskop dimenzija x · y odreĎuje prema: x y a







L  C  h  hw  k C=3000 za bunare. Grubo se L za razne vrste tla moţe procijeniti prema (Kezdi i Marko, 1969): krupni šljunak i obluci L = 500 m, krupni šljunak L = 100 – 150 m, srednji šljunak L = 50 m, pijesak L = 33 m, fini pijesak L = 5 – 10 m. Da bi se mogao procijeniti L, mora se pretpostaviti h0. On se provjerava u koraku 3, te se po potrebi postupak ponavlja. Korak 2: Potrebni broj bunara. Q n  tot Qmax

Korak 3: Provjera pretpostavljenog h0.   k  h 2  h02 Qtot  ln L  1 / n   ln x1  x2    xn 





Iz ove se jednačine odredi h0, te se ponovno računaju L i Q. Koraci 1 – 3 ponavljaju se dok se ne dobije zadovoljavajuća podudarnost pretpostavljene i dobijene vrijednosti za h0. Korak 4: Povratak na originalni iskop. Potrebno je rasporediti n bunara po obodu iskopa. Provjeriti NPV na obodu i u sredini iskopa korištenjem izraza:   k  h2  y2 Q ln L  1 / n   ln x1  x2    xn 





Ukoliko je NPV preveliki, potrebno je povećati količinu crpljenja. Proračun se u tom slučaju ponavlja za manji h0 i veći broj bunara. Kapacitet pumpe procjenjue se iz izraza: Qh [kW], ako je Q u [l/s], a h u [m]. N 40 Slijeganje susjednih objekata procjenjuje se iz izraza:  `   H s  Cc  log v 0 ` 1 e  v0   h   w gdje je H debljina konsolidujućeg sloja, s početnim koeficijentom pora e i indeksom kompresije Cc. Ukoliko je konsolidujući sloj male propusnosti i velike debljine, njegova konsolidacija moţe biti vrlo spora tako da privremeno sniţenje NPV ne mora nuţno uzrokovati slijeganje susjednih objekata. Ukoliko procijenjena slijeganja mogu uzrokovati štetu na susjednim objektima, moţe se nametnuti potreba izgradnje vertikalne zagatne stijene kako se ne bi NPV značajno mijenjala u podzemlju tih objekata. 4.3.3. Predopterećenje Predopterećenjem, odnosno prethodnim opterećenjem, postiţe se konsolidacija tla prije izgradnje nekog objekta, čime se smanjuje slijeganje tla nakon izgradnje. Ova se metoda koristi prilikom izgradnje zgrada, nasipa, saobraćajnica i drugih objekata sa svrhom poboljšanja temeljnog tla. Teret q1 izazvati će ukupno slijeganje s1, u nekom vremenu t. GraĎevina, koja će na tlo predati teret q2, znatno manji od predpoterećenja q1 (q2