31. 7. 2020

Problematiky úpravy zemin s vysokým obsahem síranů 

Podrobný inženýrskogeologický průzkum v logistickém centru na okraji Mladé Boleslavi poukázal na nutnost věnování pozornosti chemickému složení zeminy zlepšované pomocí hydraulických pojiv a realizaci doporučovaných laboratorních zkoušek pro vyloučení rizika nadměrného bobtnání zlepšené zeminy

Inženýrskogeologický průzkum v rámci rozšiřování logistického areálu nedaleko Mladé Boleslavi, byl kromě standardního ověření geotechnických poměrů pro založení nových skladových a výrobních hal, zaměřen na zjištění příčin opětovného vzniku rozsáhlých poruch a deformací podlah stávajících hal, zpevněných ploch a komunikací.

Problematika deformací zpevněných ploch

Problematice vzniku poruch v podobě výrazného vyboulení a potrhání povrchu v důsledku objemových změn zemin v podloží se věnovala řada nezávislých průzkumů v letech 2013 až 2015. Na základě výsledků těchto průzkumů bylo přistoupeno k rozsáhlé opravě zpevněných ploch s největším rozsahem poruch v podobě dodatečného zlepšení zemin v aktivní zóně pomocí přidání 5 % Dorosolu C50. Navzdory této sanaci však opětovně začalo docházet ke vzniku obdobných deformací znemožňujících užívání dotčených ploch. Závěry následně provedeného průzkumu v roce 2017 jasnou příčinu problému vzniku poruch nedefinovaly.

Průzkumné a laboratorní práce odborníků SG Geotechniky

Naši specialisté přistoupili k vyřešení problematiky opětovného vzniku specifických poruch zpevněných ploch velmi komplexně – od souhrnného zhodnocení výstupů archivních průzkumů a posudků, zahraničních zkušeností se zlepšováním zemin v chemicky agresivním prostředí, přes realizaci souboru terénních průzkumných prací, detailního popisu zastižených zemin a odběru vzorků zemin, po realizaci komplexu laboratorních zkoušek a rozborů. Vzhledem k možnosti souvislosti řešeného problému s výskytem chemicky agresivním prostředí, byly vedle standardních geotechnických zkoušek zahrnuty také chemické a mineralogické analýzy.

>> Laboratoř SG Geotechniky s největší kapacitou prováděných zkoušek patří mezi největší a nejlépe vybavená pracoviště v České republice

Příčiny vzniku poruch

Z výsledků souboru teréních průzkumných a laboratorních prací vyplynulo, že příčinou neustávajících deformací komunikací a zpevněných ploch, bylo právě silně chemicky agresivní prostředí, související s vysokým obsahem drobně krystalického sádrovce v deluviálních a eluviálních jílech a nevhodný způsob úpravy těchto zemin v aktivní zóně pomocí pojiv obsahujících CaO, a to jak při první stabilizaci zeminy v rámci výstavbě, tak i později při provedené sanaci.

Kombinace velké koncentrace síranů (až 85 000 ppm), jílových minerálů obsahující vysoké procento hliníku (až 40 %) a CaO v použitém pojivu (nejprve 4 % CaO, poté 5 % Dorosol C50) zapříčinila vznik minerálů ettringitu a thamasitu, které jsou velmi náchylné k objemovým změnám při změně vlhkosti. Přítomnost těchto minerálů s celkovým podílem až 15 % byla potvrzena rentgenovou difrakcí ve vzorku nabobtnalé stabilizované zeminy v místě významné poruchy, kde zvětšení objemu této stabilizace oproti původní nezlepšené zemině dosáhlo téměř 50 % (suchá objemová hmotnost jen 965 kg/m3). Spouštěcím mechanismem bobtnání nevhodně zlepšené zeminy bylo zvýšení její vlhkosti, které mohlo být způsobeno jak akumulací srážkové vody v propustných konstrukčních vrstvách komunikací, tak i kapilárním vzlínáním vody křídové zvodně.

Sanace poruch a návrh úpravy zemin v rámci rozšiřování areálu

Na základě výsledků provedeného průzkumu byla navržena funkční sanace podloží oblastí s pozorovanými deformacemi a doporučena opatření pro zamezení vzniku obdobných poruch v dalších částech stávajícího areálu. V rámci projektu rozšiřování logistického areálu byl navržen bezpečný způsob úpravy zemin aktivní zóny v prostoru nově projektovaných hal, komunikací a zpevněných ploch.

Problematika úpravy zemin s vysokým obsahem síranů

S problematikou úpravy jílovitých zemin obsahující vysoký podíl sádrovce, v tomto případě křídové slínovce a jejich zvětraliny, se v geologických podmínkách České republiky setkáme poměrně málokdy. Případ z okolí Mladé Boleslavi ale názorně ukázal, že při realizaci inženýrskogeologického průzkumu je nutné věnovat pozornost i minerálnímu složení zlepšované zeminy a při návrhu receptury na zlepšení zemin nezanedbat doporučované zkoušky pro ověření rizika bobtnání zlepšené zeminy.

Realizace průzkumných vrtů pro projekt výstavby nových hal a ověření příčin poruch – příčinou je shledáno silně chemicky agresivní prostředí, související s vysokým obsahem sádrovce 

Jádro vrtu HV17 v místě výrazné poruchy – v úrovni 0,5–1,0 m poloha zeminy s vysokou vlhkostí a nízkou objemovou hmotností 

Zdroj: Případová studie byla prezentována v rámci videokonference Inženýrská geológia 2020