BODEMSTABILISATIE

Bodemstabilisatie is een algemene term voor elke fysische, chemische, mechanische, biologische of gecombineerde methode om een natuurlijke bodem te veranderen om aan een technisch doel te beantwoorden.

Verbetering van de technische eigenschappen omvat verhoging van het draagvermogen, de treksterkte en de algemene prestaties van in situ ondergrond, zand en afvalmaterialen.

Het is over het algemeen nodig wanneer de grond onder de fundering voor de constructie niet geschikt is om de structurele belasting te dragen. Bodemstabilisatiemethoden zijn een remediërende maatregel die de permeabiliteit en samendrukbaarheid van de grondmassa in grondconstructies vermindert en de afschuif- en buigsterkte verhoogt, wat helpt bij het verminderen van de totale of differentiële zetting van constructies. Bodemstabilisatie is een veel voorkomend proces bij bijna alle wegen- en bouwprojecten.

In grote lijnen en afgezien van geogrid en weefselstabilisatietechnieken kunnen alle soorten grondstabilisatie in twee groepen worden ingedeeld, namelijk mechanische stabilisatie en chemische stabilisatie. Bij mechanische stabilisatie wordt de gradatie van grond veranderd door deze te mengen met andere grondsoorten van verschillende gradatie. Op die manier kan een verdichte grondmassa worden verkregen. Bij chemische stabilisatie daarentegen worden de bodemeigenschappen gewijzigd door toevoeging van chemisch actieve materialen. Bij bodemstabilisatie is het van groot belang inzicht te krijgen in de materiaaleigenschappen van het mengsel en het resultaat na menging. Bovendien is het belangrijk uit te zoeken hoe het materiaal na stabilisatie zal presteren. Tegelijkertijd moeten de effecten van het proces op de nabijgelegen structuren en de omgevingsomstandigheden worden geëvalueerd. Op basis daarvan kunnen beslissingen worden genomen over de keuze van de materialen en de bijbehorende doses. Naast de keuze van de materialen en de doses zijn er nog vele andere factoren die de doeltreffendheid van deze methode bepalen, b.v. het mengen en verspreiden, de keuze van de rol, de dikte van de verdichtingslaag, de verdichtingsinspanning, de volgorde van de werkzaamheden, de uitharding, de omgevings- en klimatologische omstandigheden, enz. In dit hoofdstuk worden de mechanische en de verschillende soorten chemische stabilisaties besproken.

Naast keien, rotsblokken en rotsblokken hebben graaf- en nivelleermachines te maken met een aantal verschillende grondsoorten, waaronder grind, zand, slib, klei, en verschillende korrelgroottes en combinaties daarvan. De volgende tabellen geven de bodemclassificatiemethoden van de American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) en de American Society for Testing & Materials weer.

Naast de classificatie op basis van deeltjesgrootte en Atterberggrenzen (plastische en vloeibare grens), worden bodems beoordeeld op hun structurele eigenschappen met behulp van relatief standaard testmethoden, waaronder de California Bearing Ratio (CBR), R-waarde, consolidatie, directe afschuiving, triaxiale compressie, en veerkrachtige modulus. Deze testmethoden bepalen de geschiktheid van elke aangetroffen grond voor het beoogde structurele gebruik, dat kan bestaan uit opvulling of ondersteuning van de ondergrond voor snelwegen, bruggen, funderingen, luchthavens, gebouwen, hellingstabiliteit, en vele andere toepassingsgebieden.

In het algemeen hebben kleigronden een relatief lage doorlatendheid, een hoog zwelpotentieel, een hoge plasticiteit en een slechte kwaliteit als onderlaag of ander ondersteunend mechanisme. Kleigronden hebben een relatief hoge ongeconsolideerde druksterkte en zeer lage CBR-, R-waarde en veerkrachtige moduluswaarden. Zandgronden hebben een hoge doorlatendheid, een laag zwelpotentieel, een lage plasticiteit, en een hoge kwaliteit als ondergrond of ander ondersteunend mechanisme. Zandige bodems hebben een relatief lage ongeconsolideerde druksterkte en zeer hoge CBR-, R-waarde en veerkrachtige moduluswaarden.

Wanneer de bodems voor elk project worden geëvalueerd en ongeschikt worden bevonden, worden zij vaak ter plaatse gemodificeerd in plaats van geschikt materiaal te importeren. Bij de modificatie van kleigronden worden meestal de permeabiliteit, de druksterkte, de plasticiteit en het zwelpotentieel aangepast. Vaak gebeurt de modificatie van klei met chemicaliën die een interactie aangaan met de organische delen van de klei om de plasticiteit te verminderen of de sterkte te verhogen. Klei is een microscopisch kleine, platte, plaatjesdeeltje dat, wanneer het in een chaotische structuur wordt gelaten, de neiging heeft snel te bezwijken. De wijziging voor zandige, weinig plastische bodems is gewoonlijk het aanpassen van de ongeconsolideerde druksterkte. Of het nu gaat om klei- of zandige materialen, de voorgeschreven test bestaat uit een druksterkte die wordt gecorreleerd aan een CBR, R-waarde, of veerkrachtige modulus.

Bij kleigrond reageert Cold Fusion Concrete (CFC) met de plaatjes en bindt de silica- en aluminiumdeeltjes, waardoor de plasticiteit en het zwelpotentieel worden verminderd en de druksterkte wordt verhoogd. Bij zand of grond met een lage plasticiteit bindt CFC de deeltjes aan elkaar en heeft het een grote invloed op de ongeconsolideerde druksterkte. Of de grond nu klei of korrelig is, met de toevoeging van CFK is er een exponentiële toename van de bijbehorende CBR, R-waarde, of veerkrachtige modulus.

Omdat CFC geschikt is om klei of korrelige materialen te behandelen, zijn alle projecten, ongeacht het bodemtype, een optie voor CFC, wat de koolstofvoetafdruk op elk project vermindert en tegelijk de kwaliteit en duurzaamheid van de behandeling drastisch verhoogt. Geopolymer Solutions LLC levert laboratorium evaluatiediensten zonder extra kosten voor elk project dat we uitvoeren.