Vajumite vähendamine

Leca® kergkruusa kasutamine kergtäitematerjalina võimaldab oluliselt vähendada muldkeha põhjustatud lisakoormust aluspinnasele ning ehitamisjärgseid vajumeid. Siirdekiilude abil ühtlustatakse koormuse või aluspinnase mõjust tingitud ebaühtlasi vajumeid.

Geotehnilisteks lahendusteks sobiv Leca kruusa mahumass kuivalt on ainult 15–20% tavaliste täitematerjalide mahumassist. Aluspinnasele mõjuv koormus on väiksem, mistõttu on ka vajum väiksem.

Madala kandevõimega pinnasele ehitamisel tuleb arvesse võtta muldkeha põhjustatud lisakoormust, mille suurus sõltub materjali tihedusest ja kihi paksusest. Lisakoormus põhjustab aja jooksul vajumist. Koormuse suurus mõjutab nõrga aluspinnase korral vajumi suurust ja -erinevuste tekkimist ning piki- ja ristisuunalist tasasust.

Leca® kergkruusa kasutamine kergtäitena võimaldab oluliselt vähendada mulde põhjustatud lisakoormust aluspinnasele ja ehitamisjärgseid vajumeid. Kergkruusast siirdekiiluga ühtlustatakse lisakoormuse või aluspinnase mõjust põhjustatud ebaühtlasi vajumeid.

Kergtäitekihi ruumilised parameetrid leitakse geotehniliste arvutustega, milles pinnaseomadused ja koormused määratakse kindlaks objektipõhiselt. Kergtäitekihi arvutamise eesmärk on kompenseerida mulde massi põhjustatud lisakoormus aluspinnasele täielikult või vähendada koormust (osaline kergtäide).

Osaline kergtäide võib olla põhjendatud juhtudel, kui vajumid on suuremas osas juba tekkinud, tekivad pärast ehitamist suhteliselt kiiresti või kui need on kontrollitud ulatuses lubatud. Osalise kergtäite valiku põhjus võib olla ka põhjavee või lähedalpaikneva veekogu pinnatase. Kui veepind võib tõusta muldesse, nagu näiteks veekogu läheduses või üleujutusalal, tuleb arvutada ka kergkruusakihile mõjuv üleslükkejõud.

Leca kergkruusa abil vajumite vähendamisel tuleb muuhulgas arvesse võtta järgmist:

• aluspinnase omadused ja varasem koormamine;
• lubatud vajumi suurus ja vajumierinevuse
• arvutuslik kasutuskestus
• põhja- ja/või pinnasevee ning võimaliku pinnavee tase
• mulde pinna ja maapinna kõrguserinevus (muldkeha kõrgus)
• külgnevad tarindid

Allpool olevatel joonistel on näidatud põhimõttelisi lahendusi Leca kergkruusa kasutamiseks vajumit vähendava tarindina. Joonistel on näidatud aluspinnasele mõjuvad maantee ja raudtee muldkeha koormused ja koormuse põhjustatud vajumid kasutamise ajal.

Joonisel 1 on kujutatud looduslikule aluspinnasele ehitatud teemulle. Leca kergkruusa kasutamise korral väheneb mulde põhjustatud lisakoormus, mistõttu väheneb ka aluspinnase vajum. Aluspinnast võimalikult vähe koormav mulle võimaldab kasutada väiksema massiga aluse tugevduslahendust. Raskete pinnase- ja kivimiolude korral on aluse tugevuse tagamine oluline tegur, mis mõjutab suuresti ka teetööde maksumust.

JOONIS 1

Tasasele aluspinnasele ehitatud teemulde arvutuslik koormus- ja vajumikõver Leca kergkruusaga ja ilma.

Joonisel 2 on kujutatud kaldsele aluspinnasele ehitatud teemulle. Joonisel näidatud olukorras on nii vajumis- kui stabiilsusprobleem lahendatud Leca kergkruusa kasutamisega teemulde kihtides. Õigesti projekteeritud tarind põhjustab aluspinnasele kogu ulatuses ühtlasena püsiva lisakoormuse ja vajumierinevusi ei teki ka pika aja vältel.

JOONIS 2

Kaldsele aluspinnasele ehitatud teemulde arvutuslik koormus- ja vajumikõver Leca kergkruusaga ja ilma.

Kergtäitekihid raudteemuldes

Joonisel 3 on kujutatud raudtee mulkeha tasasel aluspinnasel. Raudteemuldes on Leca kergkruusa kasutamise põhimõte sama kui maanteemuldes.

JOONIS 3

Tasasele aluspinnasele ehitatud raudteemulde arvutuslik koormus- ja vajumikõver Leca kergkruusaga ja ilma.

Kergtäite- ja siirdekiilud sillaehitusel

Aluspinnasele mõjuv ebaühtlane koormus ja aluspinnase omaduste või koormuse suur muutumine lühikesel vahemaal võivad põhjustada tarindite ebaühtlast vajumist ja vajumierinevusi, vähendades nende toimivusomadusi ja püsivust. Suured vajumierinevused võivad tekkida madala kandvõimega pinnastel; tarindi tugevduskihtide servaaladel; uue ja vana tarindi piiril või silla, truubi või torustiku läheduses.

Ülekandekiht tasandab ebaühtlast vajumist. Siirdekiil on kiilukujuline kergtäitekiht, mille ülesandeks on ühtlustada kiilu ulatuses tekkivaid vajumierinevusi. Siirdekonstruktsioon arvutatakse nii, et kiilu õhemas otsas oleks vajum sama suur kui kergendamata muldel ja suurema paksusega otsas sama kui silla kandekonstruktsiooni vajum (st vajumit ei ole). Kiilu teise otsa vajumise takistamiseks kasutatakse siirdekihis sageli ka ülekandeplaati. Siirdekihi pikkus ja laius arvutatakse objektikohaselt ja selle pikkus on tavaliselt 5–30 m.

Joonisel 4 on kujutatud Leca kergkruusast kergtäitekihti teemuldes ja täitekihti sillatarindi tugiseina taga. Silla ehitamisel tekkiv teepind on algsest, looduslikust aluspinnasest kõrgemal, mistõttu pealesõidutee muldkeha põhjustatud koormus tekitab aluspinnase olulise vajumise. Suurim vajum tekiks silla kandekonstruktsiooni juures, mis ise ei vaju. Probleemi saab lahendada ülekandeplaadi ning Leca kergkruusa kasutamisega teemuldes ja väljakaevatud aluspinnase asemel nii, et tugiseina juures vajumit ei teki.

JOONIS 4

Tasasele aluspinnasele ehitatud silla kandekonstruktsiooni arvutuslik vajumikõver Leca kergkruusa kasutamisel.

Joonisel 5 on kujutatud pehmele aluspinnasele ehitatud hoone. Hoone põhjustatud koormuse kompenseerimiseks on osa hoone all olevast aluspinnasest asendatud Leca kergkruusaga, mistõttu vundamendi kaudu aluspinnasele ülekanduva koormuse mõju hoone seinte kohal on väiksem kui ilma kergtäitekihita.

JOONIS 5

Pehmele aluspinnasele ehitatud kompenseeriva vundamendi arvutuslik koormus- ja vajumikõver Leca kruusaga ja ilma.

Tähelepanu! Osalise kergtäitega võib saavutada vajumi lubatud väärtuse ja keerukamate/kallimate vundamenditarindite, näiteks vaiadega tugevdamise, vajadus langeb ära. Peale selle vähendab väiksem vajumierinevus hoonele mõjudavõivaid koormusi.

Leca eritarindid: kergbetoon ja kerge koormusjaotusplaat

Kergkruusakihi kandevõimet saab parandada kergkruusa stabiliseerimisega näiteks vee- või bituumenipõhiste sideainete abil. Tsemendiga sidumiseks võib tarindi ülaosa tsemendipiimaga stabiliseerida või pumbata tihendatud kergkruusakihi peale betoonitehasest toodud kergbetooni.

Leca kergbetoon

Leca kergbetoon on betoon, milles kasutatakse tsemendi ja vee abil seotava jämedateralise kivimaterjali asemel kergkruusa. Kergkruusa jämeteralisuse tõttu on vaja lisada ka peeneteralist täiteainet, näiteks peeneteralist kivi- või täitematerjali. Kergbetooni saab valmistada ka kergkruusa puhurseadme abil, lisades puhumise ajal eraldi pumbaga tsemendilahust.

Tavaliselt kulub kergbetooni kuupmeetri kohta umbes 150 kg tsementi (CEM II 42,5 R). Kergbetooni tugevus oleneb tsemendi ja sideaine kogusest. Tabelis on esitatud survetugevuse orienteeruvad väärtused erinevate tsemendikoguste korral. Kergbetooni nõuded on täpsemalt esitatud dokumendis InfraRYL. Kergbetooni valmistamise kohta anname meelsasti täiendavat teavet.

(1) Alati veepinnast kõrgemal (Wmax = 30 massi%).

Sarrustatud kergbetoonist koormusjaotusplaat

Kerge koormusjaotusplaat (LLP) (light load distributing plate with LWA) on veepõhise sideainega kergbetoonist objektil valatud sarrustatud kergkruusaplaat, mis hajutab tõhusalt ülalpool paiknevate kihtide ebaühtlasi koormusi. LLP valatakse tsemendiga seotud kergkruusast ning selle üla- ja alakihti on tugevdatud terasvõrguga. Plaadi paksus teemuldes on tavaliselt 0,3–0,5 m.

LLP-l on palju kasutusvõimalusi infrastruktuuritarindite (muuhulgas maantee- ja raudteemullete) ehitamisel, kui ainult kergtäitekiht ei ole piisav ebaühtlase koormuse või ebaühtlastest pinnasetingimustest põhjustatud vajumierinevuste vältimiseks.

LLP head kasutuskogemused on Rootsis ja Norras. Esimene LLP-ga maanteemulle avati liikluseks 1994. aastal ja esimene raudteemulle 2004. aastal. Kergbetoonplaati on arendatud, uuritud ja laiemalt kasutatud Rootsis ning selle nõuded ja kasutamisjuhised on täpsemalt esitatud rootsikeelses juhendis "Leca – Lastspridande lätt platta med Leca® lättklinker".

Joonisel 6 on näidatud LLP kasutamise mõju tasasele aluspinnasele ehitatud raudteemulde korral. LLP jaotab koormust tõhusamalt, mistõttu on kandevõimetingimused täidetud tarindi väiksema kogupaksuse korral.

JOONIS 6

Tasasele aluspinnasele ehitatud raudteemulde arvutuslik koormus- ja vajumikõver Leca kergkruusa ja LLP-ga.

JOONIS 6 b

Tähelepanu! LLP-kiht ühtlustab tõhusalt välise koormuse põhjustatud pingeid, mistõttu on kandevõimetingimused täidetud tarindi väiksema kogupaksuse korral. Seetõttu väheneb ka kaevetööde ja/või kerge täitematerjali vajadus.

Joonis 6 b Leca-kergkruusa ja LLP sillatarindis kasutamise põhimõte.