Die Grundlagen der Bodenverdichtung

Was ist Bodenverdichtung?

Fast alle von Menschenhand geschaffenen Strukturen auf der Erde sind auf Erde gebaut und werden von ihr getragen. 

Die Bodenverdichtung ist einer der kritischsten Teile des Baus; Bevor ein Wohn- oder Gewerbegebäude gebaut werden kann, muss ein Fundament gelegt und die natürliche Lage des Bodens durch Aushub, Planieren oder Graben gestört werden. Wenn der Boden gestört wird, wird Luft in die Bodenmasse gemischt und das Volumen des Bodens nimmt zu. Aber bevor dieser luftgefüllte Boden Strukturen darüber oder daneben tragen kann, müssen die Lufteinschlüsse reduziert werden, um stärkere, dichtere und festere Klumpen für ein stabiles, langlebiges Fundament zu bilden.

Dies wird als Bodenverdichtung bezeichnet und wird mit einer Vielzahl von spezialisierten Verdichtungsgeräten durchgeführt. 

Warum den Boden verdichten?

Die Bodenverdichtung ist notwendig, um die Tragfähigkeit und Steifigkeit von in situ (Naturzustand) oder chemisch modifizierten Böden zu erhöhen. Die Verdichtung erhöht die Scherfestigkeit des Bodens, indem die durch ineinandergreifende Partikel erzeugte Reibung erhöht wird. Reduziert zukünftige Bodensetzungen durch Erhöhung der Steifigkeit und Eliminierung von Hohlräumen, die zu verdichtetem Boden führen. Das Entfernen von Hohlräumen verringert die Wahrscheinlichkeit, dass sich der Boden absetzt oder schrumpft oder quillt, und verringert das Eindringen von Wasser, das nachteilige Schrumpfungs- und Quelleigenschaften des Bodens verursachen kann. Schwindungs-/Ausdehnungseigenschaften können die Fahrbahnstruktur beschädigen, was zu einem vorzeitigen Versagen der Fahrbahnstruktur führt.

Dieser Prozess hat fünf langfristige Hauptvorteile.

• Belastbarkeit erhöhen

• Siedlung reduzieren

• Bessere Stabilität

• Reduzieren Sie das Eindringen von Wasser

• Reduzieren Sie die Schrumpfung

Überall dort, wo Boden für den Bau bewegt werden muss, beginnt das Fundament mit der Bodenverdichtung. Mit modernen Innovationen bei freistehenden tragbaren Stampfern , Rüttelplatten mit Vorwärts- und Rückwärtsbewegung und kleineren Grabenwalzen sind Arbeiten in engen Bereichen wie Grabenverfüllung, Bordsteinen und Rinnen, Brückenstützen, Plattenarbeiten und Bodenverdichtung auf Gehwegen zu einer gängigen Praxis geworden .

Welche Faktoren beeinflussen die Bodenverdichtung?

Bodenart

Unterschiedliche Bodenarten reagieren unterschiedlich auf Verdichtung. Böden werden nach Korngröße und in einigen Bodenklassen nach kritischen Feuchtigkeitswerten oder Attberg-Grenzwerten klassifiziert. Gut sortierte körnige Böden, die eine Vielzahl von Partikeln enthalten, werden bei Bauanwendungen bevorzugt, da sie leicht verdichtet werden können, Hohlräume beseitigen und der Feuchtigkeitsaufnahme durch ineinandergreifende Partikel widerstehen, wodurch der Boden als sehr dichter Boden in der Lage ist, größeren Belastungen standzuhalten. Schlecht abgestufte Böden enthalten einen engen Bereich von Partikelgrößen, was für Bauzwecke nicht gut ist, da dem Boden die Scherfestigkeit fehlt, die mit nicht ineinandergreifenden Partikeln verbunden ist, da sie eine ähnliche Größe haben.

Feuchtigkeitsgehalt

Der Feuchtigkeitsgehalt spielt eine sehr wichtige Rolle bei der Bodenverdichtung. Die maximale Trockendichte kann nur erreicht werden, wenn der Feuchtigkeitsgehalt auf dem gewünschten Niveau liegt. Dieser Punkt wird als optimales Feuchtigkeitsniveau bezeichnet. Der optimale Feuchtigkeitsgehalt und die maximale Trockendichte werden im Labor bestimmt und dann als Zielwerte für den Feldeinsatz verwendet. Wenn der Boden zu trocken ist, kann der Sprinkler mobilisiert werden, um die Feuchtigkeit auf den akzeptablen optimalen Feuchtigkeitsgehaltsbereich zu erhöhen. Umgekehrt kann zu nasser Boden eine Menge Probleme verursachen. Jüngste Regenfälle, Tauwetter im Frühjahr oder Böden, die Feuchtigkeit speichern, können auf verschiedene Weise behandelt werden.

Das Warten auf warme, trockene Wetterbedingungen ist ein natürlicher Weg, um den Boden auszutrocknen, aber es kann zeitaufwändig und aufgrund von (zusätzlichem) schlechtem Wetter oft unwirksam sein.

Dicke anheben

Die Bodenverdichtung beinhaltet manchmal das Verdichten mehrerer Bodenschichten oder mehrerer Bodenschichten, bis eine gewünschte Gesamtdicke erreicht ist. Jeder Aufzug ist nur so stabil wie der Aufzug darunter, daher ist die Verdichtung jeder Schicht kritisch und muss überwacht werden. Das Festlegen der richtigen Auftriebsdicke ist wichtig, um das Gleichgewicht zwischen zu kleinen oder zu großen Schichten zu finden. Ein zu großer Hub kann eine schlechte Verdichtung verursachen und die Stabilität beeinträchtigen, während ein zu kleiner Hub zu übermäßigen Kosten und Zeit führen kann. Die Hubdicke liegt je nach Spezifikation normalerweise zwischen 8 und 14 Zoll.

Anpressdruck

Auch der Anpressdruck zwischen Boden und Verdichtungsgerät ist wichtig. Der Kontaktdruck wird durch das Gesamtgewicht der Verdichtungsausrüstung und den Bodenbereich, den die Ausrüstung berührt, beeinflusst. Je höher der Anpressdruck, desto höher der erzielte Verdichtungsgrad.

Viele Faktoren beeinflussen die Verdichtung, aber der grundlegendste Faktor ist die Art des zu verdichtenden Bodens und seine Wasserhaltekapazität. Der Boden muss geprüft werden, ob er für die Verdichtung geeignet ist.

Wie führt man einen Bodenverdichtungstest durch?

Es gibt mehrere Verdichtungsprüfverfahren, mit denen der Verdichtungsgrad bestimmt werden kann. Vorläufige Feldversuche am Projektstandort sind wichtig, um die anfänglichen Bedingungen zu verstehen. Sandkegeltests mit einem Ballon-Densitometer oder einem Shelby-Rohr sind alle praktikable Optionen, aber ein Nuklear-Densitometer wird am häufigsten verwendet, um die Verdichtung eines Standorts zu testen. Labormethoden beinhalten typischerweise das Verdichten von Erde in Formen bei 25°C, um eine Bodendichte zu erhalten. Zum Beispiel gibt ein Feuchtigkeitsdichtetest das Verdichten von Erde aus einer bestimmten Höhe unter Verwendung eines Standardgewichts in einer Form mit einem bestimmten Volumen an. Diese Anforderungen erleichtern kontrollierte und wiederholbare Verdichtungskräfte und sorgen für maximale Dichte und optimalen Feuchtigkeitsgehalt des Bodens.

Wie verdichtet man den Boden?

Die Bodenverdichtung wird durch statische oder dynamische Kräfte und Manipulationen des Bodens erreicht. Die Statik nutzt das Eigengewicht der Maschine, um einen kontinuierlichen Druck nach unten auszuüben und die Verdichtung durch Komprimieren der Oberkante des Bodens zu erhöhen. Dynamische Kräfte nutzen Bewegung in Form von Vibrationen oder fallenden Gewichten in Kombination mit der statischen Belastung der Maschine, um die Dichte des Bodens zu erhöhen. Arbeiten Sie durch Kneten und Scheren, um die Erde auf einer tieferen Ebene zu verdichten.

Speziell entwickelte Geräte werden verwendet, um lockeren Boden zu verdichten, ob kohäsiv (z. B. Ton) oder körnig (z. B. Kies), um einen stärkeren, kompakteren Boden zu bilden. Die Ausrüstung reicht von Handverdichtern bis hin zu sehr großen, sehr schweren Walzen. Diese Geräte finden Sie bei BISON Baumaschinenlieferanten.