PL165478B1 - Sposób uszczelniania przesiąkliwego podłoża dla celów budowlanych - Google Patents

Abstract

1. Sposób uszczelniania przesiąkliwego podłoża dla celów budowlanych, w sz seczególności przeznaczonego pod budowę składowisk ze szczelnymi dnami, w którym podłoże wyrównuje się, zagęszcza jego warstwę powierzchniową i buduje się skarpy, a następnie nanosi się na podłoże i skarpy warstwy materiału uszczelniającego i warstwy ochronne znamienny tym, że w skarpach formuje się od strony wewnętrznej uskoki schodkowe o szerokości od 50 do 100 cm, zaś na przygotowane wstępnie podłoże i skarpy nanosi się pierwszą warstwę materiału uszczelniającego o grubości co najmniej 3-5 cm w postaci shomogenizowanej wodnej zawiesiny mineralnej gytii węglanowej, korzystnie stabilizowanej śladowym dodatkiem dyspergatora, w której znajduje się nie mniej niż 12 kg suchej masy gytii na 1 m2 pokrywanej warstwą powierzchni poczem, po utworzeniu się na powierzchni tej warstwy filmu błoniastego nasypuje się na nią pierwszą warstwę ochronną o grubości od 2 do 7 cm, z materiału nośno-regeracyjnego, a następnie nanosi się międzyekranową wartwę piasku o grubości 20-40 cm zaś na nią wprowadza się drugą warstwę wodnej zawiesiny gytii na którą nanosi się warstwę piasku o grubości 40-50 cm, stanowiącą drugą warstwę ochronną, którą zagęszcza się mechanicznie w znany sposób.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób uszczelniania przesiąkliwego, podłoża przeznaczonego na specjalne cele budowlane, a w szczególności na składowiska o szczelnych dnach.

Przy projektowaniu terenu pod składowiska takie jak np. wysypiska śmieci lub magazyny odpadów przemysłowych obowiązuje bezwzględna zasada przestrzegania uwarunkowań ekologicznych. Wytypowane miejsce, którym jest zazwyczaj piaszczyste wyrobisko, wymaga odpowiedniego uszczelnienia podłoża aby opadowe wody dostające się naturalną drogą na wysypisko odpadów po wyługowaniu z nich szkodliwych substancji nie przenikały przez dalsze warstwy gruntu do wód gruntowych. Znanych jest wiele sposobów uszczelniania przesiąkliwego podłoża gruntowego. Często stosowane w praktyce jest uszczelnianie przez zagęszczanie gruntu na drodze wibracyjnego ubijania, zwykle połączonego z cementowaniem gruntu dodatkami uszczelniającymi. Jako materiał uszczelniający podłoże używana jest powszechnie glina, którą nanosi się na powierzchnię podłoża warstwą o grubości sięgającej 1,0 m. Do podłoża wprowadza się niekiedy warstwy papy smołowej lub asfaltowej a także folię z tworzywa sztucznego. Wszystkie te sposoby stosowane są indywidualnie lub zestawiane łącznie w dowolnych kompozycjach zmierzających do uszczelnienia gruntu, oczywiście z rezultatami o różnej skute165 478 czności. W wyjątkowych specyficznych warunkach terenowych stosowane są metody uszczelniania i stabilizowania podłoża wykorzystujące zjawiska elektrokinetycznego w gruntach przy zastosowaniu elektroosmozy. W metodach tych do podłoża wprowadza się elektrolity uszczelniające w postaci roztworów wodnych, na przykład szkła wodnego lub chlorków. W opisie polskiego zgłoszenia patentowego nr P 287268 dotyczącego, sposobu uszczelniania gruntu piaszczystego opisana jest metoda uszczelniania nawilżonego podłoża kolmotantem stanowiącym wodną zawiesinę montmorylamitowego iłu, na który nakłada się 2 cm warstwę piasku i ponownie wprowadza się kolmotant, a następnie nakłada się na powierzchnię folię z tworzywa sztucznego, na którą ponownie wprowadza się kolmotant z iłu i warstwę piasku o grubości 0,5 m.

Wszystkie powyższe metody postępowania zmierzające do uszczelnienia podłoża nie są pozbawione wad, których zasadniczą przyczyną są liczne trudności technologiczne i organizacyjne ujawniające się w trakcie prowadzenia prac. I tak na przykład uszczelnianie wyrobiska piaszczystego grubą warstwą gliny łączy się zawsze z koniecznością transportu gliny nieraz z odległych miejsc, a ponadto glina niedostatecznie uwodniona i uplastyczniona, wydobyta w postaci grud o różnych wielkościach, wadliwie zabezpiecza podłoże składowiska przed przenikaniem wód opadowych i wysługowanych ze składowiska szkodliwych substancji do dalszych przylegających warstw gruntu. Natom^:ast stosowanie wykładzin w postaci dywaników bitumicznych, papy smołowej lub folii z tworzyw sztucznych wnosi ze sobą to niebezpieczeństwo, że już w czasie nanoszenia warstw z tych materiałów, a także przy nanoszeniu dalszych warstw następują, często niezauważalne uszkodzenia i przerwania wykładziny, prowadzące w konsekwencji do nieszczelności składowiska. Metoda opisana w zgłoszeniu P 287268 ma tę istotną wadę, że montmorylamitowy ił zalega z reguły głęboko w profilu gruntowym, co stwarza problemy przy jego wydobyciu. Ponadto wiele specjalistów wyraża wątpliwości co do zdolności dyspersyjnych iłu w wodzie i wypełniania przez niego przestrzeni ziarnowej podłoża gruntu.

Nieoczekiwanie okazało się, że właściwości te ma, w stopniu dotychczas niespotykanym, jeziorny lub rzeczny osad denny czwartorzędowy, złożony w przeważającej mierze z węglanu wapnia, zwany mineralną gytią węglanową, którą w dalszej części opisu nazywać się będzie skrótowo gytią. Jak wykazały doświadczenia laboratoryjne, a także rezultaty praktycznego zastosowania tego surowca jako materiału uszczelniającego, gytia, która dotychczas wykorzystywana była jedynie jako składnik poprawiający właściwości fizyko chemiczne gleb, ma szczególnie dobre właściwości wypełniające i uszczelniające przestrzeń międzyziarnową piaszczystego, przesiąkliwego gruntu, skutecznie izolującym go od przenikania niepożądanych szkodliwych cieczy. Istotne jest przy tym, że gytia występuje u dużych, ilościach w warstwie dennej i brzegowej stawów, jezior, rzek, oraz na terenach rozlewiskowych i nieckach wyschłych jezior, a jej pozyskanie nie stanowi żadnego problemu technicznego.

Nieoczekiwanie dobre właściwości uszczelniające i wypełniające gytii, ogrom zasobów oraz łatwość jej pozyskiwania pozwalają uznać gytię za materiał szczególnie przydatny dla uszczelniania podłoży pod wszelkiego typu składowiska. Wytyczono zatem zadanie opracowania sposobu uszczelniania przesiąkliwych podłoży, z wykorzystaniem gytii jako materiału uszczelniającego. W sposobie tym, wykorzystano znane operacje uszczelniania takie jak: wyrównanie podłoża, zagęszczenie jego warstwy powierzchniowej oraz otoczenie podłoża skarpami, a także znaną ideę nanoszenia na podłoże warstwy materiału uszczelniającego na przemian z warstwami ochronnymi.

Zgodnie z wynalazkiem, po wstępnym przygotowaniu podłoża, w trakcie budowania skarp, formuje się w nich od strony wewnętrznej uskoki schodkowe o szerokości 50-100 cm tworzące wzdłużne poziome ławy obwodowe na skarpie. Na tak przygotowane podłoże i skarpy nanosi się pierwszą warstwę, o grubości co najmniej 3-5 cm shomogenizowanej wodnej zawiesiny mineralnej gytii węglanowej utrzymywanej przed jej nanoszeniem, w stałym ruchu turbulentnym. Korzystnie jest stabilizować ją śladowym dodatkiem dyspergatora przy czym jako dyspergatora najkorzystniej jest użyć sześciometafosforanu sodu, ale w zależności od właściwości fizyko-chemicznych gytii, uzależnionych od miejsca jej pobierania, użyć można do stabilizacji gytii innych dyspergatorów.

165 478

Ilość suchej masy gytii w warstwie zależna jest od właściwości i uziarnienia podłoża ale nie może być ona w żadnym razie mniejsza niż 12 kg na 1 m² pokrywanej warstwą powierzchni. Po utworzeniu się na warstwie filmu błoniastego nasypuje się nań pierwszą warstwę ochronną z materiału separacyjno-nośnego o grubości od 2-7 cm. Korzystnie jest użyć na tę warstwę ochronną piasku, ale może być ona również utworzona z trocin albo mieszaniny tych materiałów. Następnie nanosi się międzyekranową warstwę piasku o grubości 20-40 cm, a na nią wprowadza się drugą warstwę wodnej zawiesiny gytii. Po utworzeniu się na niej filmu błoniastego nanosi się warstwę piasku, o grubości 40-50 cm, stanowiącą drugą warstwę ochronną, którą zagęszcza się mechanicznie jednym ze znanych sposobów. Korzystnie jest także poddać mechanicznemu zagęszczeniu każdą warstwę utworzoną z sypkiego materiału.

Teren pod składowisko uszczelniany sposobem według wynalazku charakteryzuje się całkowitą nieprzepuszczalnością gruntu, a sam sposób uszczelniania nie stwarza żadnych problemów technologicznych.

Sposób według wynalazku przedstawiony został poniżej szczegółowo w przykładach wykonania.

Przykład I. W osiedlu liczącym kilka tysięcy mieszkańców przystąpiono do budowy składowiska śmieci osiedlowych. Na składowisko wytypowano miejsce odległe o 4 km od osiedla, do którego prowadzi polna droga. Powierzchnia przeznaczonego na ten cel piaszczystego wyrobiska wynosiła 100 x 100 m. Grunt składowiska stanowi piasek o uziarnieniu średnim. Potrzebną na sporządzenie wodnej zawiesiny gytię pobrano z odległości 1 km z brzegu jeziora. Gytia zawiera 70% wody i miała konsystencję miękkoplastyczną jak również była nieznacznie zanieczyszczona drobnymi ziarnami piasku. Po wyrównaniu i zagęszczeniu zagęszczarką dna wyrobiska, uformowano obwodową skarpę pola składowiska o wysokości 2 m, na której od strony pola wykonano wzdłużną poziomą ławę o szerokości 1,0 m tworząc jeden schodowy stopień na pochyłości skarpy. Na każde 100 kg gytii zawierającej 60 kg suchej masy dodano 50 1 wody uzyskując proporcje suchej masy do wody jak 1:1,5. Komponenty starannie wymieszano, a w celu uzyskania dokładnej dyspersji gytii i jej stabilizacji w wodzie dodano jeszcze 5,5 kg sześciometafosforanu sodu. Zalewę zawiesiny gytii utrzymywanej w stałym ruchu turbulentnym, wprowadzono na powierzchnię składowiska, na pochyłe pobocze i ławę skarpy za pomocą pompy, węża i rozpylacza na grubość 5 cm. Aby nie uszkadzać powierzchni składowiska ułożono na niej przenośne elementy dystansowe, które stopniowo przenoszono na dalsze miejsca w miarę postępu prac. Po czterech godzinach na wylanej warstwie gytii utworzył się film błoniasty i wtedy narzucono na powierzchnię dna warstwę piasku o grubości 30 cm stosując przy tej pracy metodę nasuwania piasku od czoła spychaczem i po wyrównaniu jej powierzchni wprowadzono ponownie warstwę zawiesiny gytii, na którą po następnych czterech godzinach nałożono ostatnią zabezpieczającą warstwę piasku o grubości 40 cm. Po wyrównaniu jej powierzchni i utwardzeniu bijakiem mechanicznym pracę budowy składowiska zakończono. Poprawność wykończenia pracy sprawdzono znaną metodą. Dla założonej powierzchni 100 x 100 m czyli 1 ha zużyto następującą ilość materiału:

- gytia o wilgotności w złożu 67% - 200 m³

- wody - 300 m3

- sześciometafosforanu sodu (stabilizator) - 458 kg

Przykład II. Na składowisko stałych odpadów komunalnych przeznaczono wyrobisko po kopalni kruszywa budowlanego o powierzchni 60 m x 80 m = 4800 m². Grunt w podłożu wyrobiska stanowił piasek drobny o wskaźniku wodoprzepuszczalności Kw 2,0 x 10^m2/s'¹ i zagęszczeniu Id wynoszącym 0,45. W bliskim sąsiedztwie wyrobiska pozyskano gytię o wilgotności 75%, w której stosunek suchej masy do wody wynosił 1:1,3, wobec czego zrezygnowano z wypełniającego dodatku wody i stabilizatora. Przy takim stosunku gytii do wody, sucha masa gytii dostatecznie bowiem wypełniła przestrzeń w piasku i spowodowała całkowite zahamowanie filtracji, nie dopuszczając do infiltracji wód z wysypiska w podłoże. Nakładania zawiesiny gytii dokonano pasowo strumieniem kierowanym na powierzchnię wyrobiska, na którą nałożono 4 cm warstwę zawiesiny gytii. Po stwierdzeniu poprawności nałożenia tej warstwy i po ukazaniu się na jej powierzchni filmu błoniastego metodą od czoła naniesiono pierwszą warstwę ochronną z trocin, którą zagęszczono gąsienicami spychacza, po czym

165 478 naniesiono na nią warstwę międzyekranową piasku o grubości 20 cm. Po zagęszczeniu tej warstwy czynności zalewowe gytią powtórzono w analogiczny sposób jak na warstwie dolnej nanosząc zalew o grubości 6 cm. Kolejną metodą od czoła nasunięto górną warstwę ochronną piasku o grubości 40 cm, którą zagęszczono zagęszczarką kroczącą i spychaczem osiągając wskaźnik zagęszczenia I^D wynoszący 0,67.

165 478

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób uszczelniania przesiąkliwego podłoża dla celów budowlanych, w w szczególności przeznaczonego pod budowę składowisk ze szczelnymi dnami, w którym podłoże wyrównuje się, zagęszcza jego warstwę powierzchniową i buduje się skarpy, a następnie nanosi się na podłoże i skarpy warstwy materiału uszczelniającego i warstwy ochronne znamienny tym, że w skarpach formuje się od strony wewnętrznej uskoki schodkowe o szerokości od 50 do 100 cm, zaś na przygotowane wstępnie podłoże i skarpy nanosi się pierwszą warstwę materiału uszczelniającego o grubości co najmniej 3-5 cm w postaci shomogenizowanej wodnej zawiesiny mineralnej gytii węglanowej, korzystnie stabilizowanej śladowym dodatkiem dyspergatora, w której znajduje się nie mniej niż 12 kg suchej masy gytii na 1 m² pokrywanej warstwą powierzchni poczem, po utworzeniu się na powierzchni tej warstwy filmu błoniastego nasypuje się na nią pierwszą warstwę ochronną o grubości od 2 do 7 cm, z materiału nośno-regeracyjnego, a następnie nanosi się międzyekranową wartwę piasku o grubości 20-40 cm zaś na nią wprowadza się drugą warstwę wodnej zawiesiny gytii na którą nanosi się warstwę piasku o grubości 40-50 cm, stanowiącą drugą warstwę ochronną, którą zagęszcza się mechanicznie w znany sposób.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodną zawiesinę gytii utrzymuje się w trakcie nanoszenia warstwy w ruchu turbulentnym.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako dyspergator stosuje się sześciometofosforan sodu.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako materiału separacyjno-nośnego używa się piasku.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako materiału separacyjno-nośnego używa się trocin.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako materiału separacyjno-nośnego używa się mieszaniny trocin i piasku.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwy utworzone z materiału sypkiego dodatkowo zagęszcza się jednym ze znanych sposobów.