Lekka płyta dynamiczna – wady i zalety

Lekka płyta dynamiczna, to urządzenie powszechnie stosowane w dzisiejszych czasach na budowach, służące do badania parametrów podłoża gruntowego. Mimo wielu niewątpliwych zalet jakie oferuje, niestety posiada również wady oraz wzbudza pewne kontrowersje. W tym poście przedstawię na czym polega badanie podłoża płytą dynamiczną oraz wady i zalety tej metody.

Sposób wykonywania badania płytą dynamiczną

Badanie przy użyciu lekkiej płyty dynamicznej, polega na kilkukrotnym opuszczaniu oraz podnoszeniu obciążnika, znajdującego się na prowadnicy. Obciążnik o wadze 10 kg, uderzając w płytę obciążeniową, znajdującą się na podłożu, generuje jej krótkotrwałe ugięcie. Dokonany pomiar jest przekazywany do elektronicznego miernika, połączonego z płytą obciążeniową za pomocą kabla.

Po wykonaniu trzech uderzeń wstępnych obciążnika o płytę oraz trzech właściwych, urządzenie oblicza tzw. dynamiczny moduł odkształcenia podłoża (Evd). Na podstawie wartości tego modułu, za pomocą wzorów empirycznych, można oszacować wartość wskaźnika zagęszczenia gruntu (Is), który jest miarą zagęszczenia gruntu nasypowego.

Uderzenia wstępne, wykonywane przed właściwym pomiarem, mają za zadanie usunąć wszelkiego rodzaju puste przestrzenie między gruntem a płytą. Jest to istotne dla prawidłowego przeprowadzenia badania.

Zalety używania lekkiej płyty dynamicznej

Główną zaletą jaką należy nadmienić jest przede wszystkim mobilność całego urządzenia. W skład aparatury lekkiej płyty dynamicznej wchodzi: płyta obciążeniowa, obciążnik znajdujący się na prowadnicy oraz elektroniczny miernik. Dzięki niewielkiej wadze całego urządzenia, płyta dynamiczna może być używana oraz w szybki i łatwy sposób przenoszona z miejsca na miejsce, przez jedną osobę.

Kolejną zaletą płyty dynamicznej jest możliwość wykonania badania nawet w trudno dostępnych miejscach tj. małe pomieszczenia piwniczne, dna wykopów lub inne miejsca o ograniczonej przestrzeni.

Brak konieczności zastosowania przeciwwagi w celu wykonania badania, jak w przypadku innego popularnego badania płytą sztywną VSS. Na budowach, nie zawsze jest dostępny ciężki sprzęt, który miałby odpowiednio dużą masę i pozwolił na realizację badania aparatem VSS. Płyta dynamiczna działa na innej zasadzie, mierzy ugięcie dynamiczne, wykorzystują do tego celu znajdujący się na prowadnicy obciążnik.

Szybkość wykonania badania za pomocą płyty dynamicznej w porównaniu do innych metod, określających parametry gruntu dla celów budowlanych jest niezwykle duża. Z reguły, wykonanie jednego badania za pomocą płyty dynamicznej, trwa ok. 2 minut. Przekłada się to na bardzo sprawną inspekcję prac ziemnych wykonywanych na budowie.

Wady badania podłoża za pomocą lekkiej płyty dynamicznej

Głębokość badania przeprowadzanego za pomocą lekkiej płyty dynamicznej jest nie większa niż 0,3 m, poniżej płyty. Dlatego, tego typu badanie, stosuje się głównie w drogownictwie np. pod drogi dojazdowe, parkingi czy inną infrastrukturę drogową, która nie wymaga głębszych badań. W niektórych sytuacjach stosowane są szurfy badawcze, będące w praktyce niewielkimi wykopami, które pozwalają badać warstwy położone znacznie niżej.

Płyta dynamiczna jest niezwykle czułym urządzeniem. Dlatego, prawidłowe przeprowadzenie badania wymaga spełnienia odpowiednich warunków. Płyta musi leżeć na poziomym płaskim podłożu i przylegać do niego całą powierzchnią. Prowadnica na której znajduje się obciążnik, musi być ustawiona pionowo. Jeżeli powyższe reguły nie zostaną spełnione może to zafałszować otrzymane wyniki.

Sposób badania podłoża gruntowego płytą obciążaną dynamicznie, pierwotnie pochodzi z Niemiec. Niemieckie normy budowlane traktują badanie płytą dynamiczną jako jedną z metod badania parametrów gruntu. W Polsce, używanie płyty dynamicznej nie jest normowane. Przeliczanie wartości uzyskanego modułu dynamicznego (Evd) nie zawsze wychodzi precyzyjnie. Więcej na ten temat poniżej.

Kontrowersje wokół badań lekką płytą dynamiczną

Badanie lekką płytą dynamiczną bazuje na pewnej zależności między nośnością podłoża gruntowego i jego zagęszczeniem a ugięciem płyty. Aby móc określić tą zależność, trzeba ustalić odpowiednie współczynniki korelacji, które najczęściej wiążą się z precyzyjnym określeniem materiału z którego zbudowane jest podłoże.

W praktyce, pozyskiwanie szczegółowych informacji na temat warstw budujących podłoże, w miejscu badania bywa kłopotliwe. Różnice w budowie podłoża mogą być nieznaczne ale mieć wpływ na uzyskiwane wartości parametrów gruntu.

Ponadto, wilgotność podłoża gruntowego także ma wpływ na otrzymywane wyniki. W przypadku badania podłoża bardziej wilgotnego, grunt będzie w większym stopniu wypierany na boki płyty dynamicznej, w rezultacie uzyskane parametry gruntu będą gorsze niż w przypadku tego samego podłoża gruntowego o mniejszej wilgotności.

Ciągły wzrost tempa robót budowlanych związany m.in. z rozwojem technologicznym w tym zakresie, determinuje konieczność wdrażania nowych metod kontroli postępów prac na budowach. Stosowanie płyty dynamicznej jest niewątpliwie próbą sprostania temu zadaniu. 

Niestety, pomimo niewątpliwych zalet badania wykonanego lekką płytą dynamiczną, nie ma wzoru empirycznego, pozwalającej precyzyjnie określić wskaźnik zagęszczenia gruntu (Is), będący w naszym kraju ważnym parametrem przydatności gruntów nasypowych do celów budowlanych.

Z powyższych względów, lekką płytę dynamiczną można zakwalifikować jako urządzenie do szybkiej kontroli jakości robót ziemnych na budowie. Wykonanie badania płytą dynamiczną daje pogląd na to czy podłoże gruntowe jest dobrze zagęszczone. Jeżeli chcemy dokładniejsze i bardziej precyzyjne wartości parametrów podłoża gruntowego, powinniśmy przeprowadzić sondowanie gruntu lub badanie za pomocą aparatu VSS.