NA CZYM POLEGAJĄ PRACE MAJĄCE NA CELU UZDATNIENIE TERENU (PRACE PODSADZKOWE POPRZEZ ODWIERTY). KIEDY NALEŻY JE WYKONAĆ

Postępujący rozwój przemysłu, urbanizacja i odrolnienie działek powodują zapotrzebowanie na zabudowę terenów, które nie zawsze są do tego przystosowane. W miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego lub w warunkach zabudowy można znaleźć informacje o tym, co należy wykonać, by odpowiednio sprawdzić działkę przed zabudową i zaprojektować zabezpieczenie fundamentów. Zdarza się jednak, że dochodzi do powstania nieprzewidzianych wcześniej zjawisk osiadania i deformacji terenu. By przywrócić stan pierwotny i zabezpieczyć teren należy wykonać uzdatnienie terenu np. prace podsadzkowe poprzez odwierty. Zanim jednak do tego dojdzie potrzebne jest szczegółowe rozpoznanie terenu prac uzdatnieniowych.

 

Pracami poprzedzającymi uzdatnienie terenu powinny być:

  1. Analiza map geologicznych i materiałów górniczych
  2. Badanie geofizyczne
  3. Projekt prac zabezpieczenia
  4. Wykonanie odwiertów technologiczno-podsadzkowych we wskazanych miejscach (z równoczesnym rozpoznaniem gruntu)
  5. Przygotowanie węzła technologicznego lub dojazdu

Celem prac jest doszczelnienie podłoża poprzez likwidację rozwarstwień i pustek w górotworze. Strefy wymagające doszczelnienia zalegające na niewielkich głębokościach (relatywnie do 50 m p.p.t.) przeważnie są spowodowane:

  • niezlikwidowaniem starych zrobów górniczych
  • eksploatacją rabunkową np. za pomocą „bieda szybów”, dukla lub przez mniejsze zakłady górnicze
  • procesami krasowienia

 

Z uwagi na niewielką głębokość, zalegające wyżej skały i grunty nie wywierają wystarczająco dużego ciśnienia, aby wymusić osiadanie i zasklepianie się rozwarstwień. Powstaje w ten sposób stan nietrwałej równowagi, który może być zakłócony np. poprzez dodatkowe obciążenie ze strony zabudowy terenu. Dla zabezpieczenia inwestycji konieczna jest likwidacja i wypełnienie rozwarstwień i pustych przestrzeni. Podsadzka wykonywana jest przez odpowiednio przygotowane otwory powstałe po odwiertach.

 

Jak wyglądają odwierty technologiczno-podsadzkowe?

Prace wiertnicze (odwierty) przeprowadza się poprzez wykonanie otworów o większej średnicy w nadkładzie czwartorzędowym. W celu zabezpieczenia odwiertu przed zasypaniem oraz swobodnego prowadzenia prac podsadzkowych otwór należy rurować.

Po dowierceniu się do warstw skalnych średnica odwiertu ulega zmniejszeniu. W podłożu skalnym można wiercić przy wykorzystaniu gryzera oraz systemu z obiegiem zamkniętym płuczki. Obieg płuczki wykonany jest poprzez dostarczenie wody oraz przy wykorzystaniu pompy płuczkowej, węży i zbiornika do podawania przygotowanej płuczki przewodem wiertniczym. Schemat wiercenia z wykorzystaniem płuczki przedstawiony został na rysunku 1.

 

Rysunek 1. Obieg płuczki w trakcie odwiertu a-obieg prawy, b-obieg lewy (Na podstawie: Wójcik. 2010)

Ocena nawierconego materiału wykonywana jest poprzez makroskopowe określenie urobku wędrującego wraz z płuczką. Zatrzymywany jest on na specjalnie przygotowanym sicie. Obserwując ucieczkę płuczki można uzyskać istotne informacje na temat spękań.
W górotworze niespękanym płuczka wędrująca w obiegu zamkniętym powinna mieć znikome straty. W przypadku występowania spękań lub pustek występuje zjawisko ucieczki płuczki. Stopień konsolidacji górotworu określany jest również przy wykorzystaniu chronometrażu odwiertu. Skała twarda w odróżnieniu od skały miękkiej wymagać będzie więcej czasu na odwiercenie otworu o jednakowej długości. Spękania oraz pustki uwidaczniają się w postaci niejednostajnego postępu wierceń. W momencie nawiercenia pustki obserwowany jest znaczny postęp wiercenia, związany ze spadkiem przewodu wiertniczego w pustą przestrzeń.

 

Technologia zabezpieczenia górotworu. Z czego zbudowana jest podsadzka.

Dla uzdatnienia terenu wykorzystuje się spoiwo geotechniczne dostarczane cementowozami.

Podsadzka ta posiada odpowiedni certyfikat i aprobatę techniczną. Surowcami wykorzystanymi do produkcji spoiwa geotechnicznego są:

  • popiół fluidalny,
  • popiół lotny,
  • popiół denny,
  • żużel paleniskowy ze spalania węgla kamiennego.

Pod względem stężenia naturalnych pierwiastków promieniotwórczych oraz wartości zanieczyszczeń podsadzka nie przekracza dopuszczalnych wartości. Odczyn pH spoiwa jest zasadowy.

Wszystkie odmiany spoiwa charakteryzują się różną wytrzymałością na ściskanie w zależności od czasu zestalania podsadzki. Zaczyn zaczyna wiązać po minimum 120 h, natomiast koniec procesu następuje do 24 h od rozpoczęcia wiązania. Czas zestalania podsadzki uzależniony jest od jej składu.

Efekt zabezpieczenia -wypełniania i scalenia rozluźnionego szkieletu gruntowego ogranicza możliwość odprężania się skał ośrodka, tym samym zwiększając jego sprężystość. Poprzez wprowadzenie w puste i luźne przestrzenie górotworu spoiwa geotechnicznego modyfikujemy i ulepszamy parametry ośrodka gruntowego. Skutkiem zestalania podsadzki będzie zwiększona wytrzymałość na ściskanie i zabezpieczenie górotworu.

 

Zastosowanie podsadzki ma na celu:

  • uzdatnianie terenu do zabudowy
  • zabezpieczenie przed powstaniem deformacji
  • zapobieganiu sufozji mechanicznej pośrednio warunkującej odprężanie się górotworu,
  • dalsze przechodzenie skał i gruntów ze stref od sprężystej poprzez plastyczną, aż do odprężonej.

W obrębie prowadzonych robót zabezpieczających podłoże skaliste (metoda iniekcji niskociśnieniowej), można uznać, że naprężenia panujące w górotworze zostały zrównoważone. Zablokowano również możliwość wzmożonej sufozji mechanicznej w obrębie odwiertu. Odpowiednie zabezpieczenie poprzez uzdatnianie terenu weryfikuje się pomiarami geofizycznymi, najlepiej w momencie, kiedy zestalanie podsadzki się zakończy.