Case study of unconventional railway viaduct foundation with CDMM panels

openaccess, Vol. 634 (6) 2025 / czwartek, 26 czerwca, 2025

Niekonwencjonalne wykorzystanie paneli CDMM do posadowienia estakady kolejowej

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.06.04

citation/cytuj: Szczygielski M. Case study of unconventional railway viaduct foundation with CDMM panels. Materiały Budowlane. 2025. Volume 634. Issue 06. Pages 33-40. DOI: 10.15199/33.2025.06.04

Soil – cement mix panels executed with continuous deep mass mixing technology CDMM (Continous Deep Mass Mixing) are a technique employed in the foundation of viaduct, bridges, culverts and animal crossing supports, and abutments. Typically this kind of solution assume no connection between abutment and soil-cementmix panels, as such application is very limited when there are excessive horizontal forces. The solution where railway viaduct abutment is connected with panels by a special connectors in formofmicropiles is presented in the paper. Ultimate and serviceability limit states are verified with numerical simulations. It is shown that CDMM technology can be an alternative for traditional piling foundations. In presented application it was also possible to avoid some specific execution problems by limiting the depth of the foundation.

Panele gruntobetonowe wykonywane w technologii ciągłego wgłębnego mieszania gruntu CDMM (Continous Deep Mass Mixing), to rozwiązanie stosowane do posadowienia obiektów inżynierskich, takich jak mosty i wiadukty drogowe, przepusty oraz przejścia dla zwierząt. Zwykle tego typu posadowienie oznacza brak trwałego połączenia obiektu z gruntobetonem, a co za tym idzie nie sprawdzają się w przypadku, gdy duże obciążenia poziome mogą doprowadzić do przesunięcia bądź obrócenia się konstrukcji. W artykule przedstawiono rozwiązanie do zastosowania w tego typu sytuacjach na przykładzie posadowienia estakady kolejowej na panelach gruntobetonowych połączonych z podporami obiektu za pomocą łączników systemowych (mikropali). Stany graniczne nośności i użytkowania sprawdzono na drodze symulacji numerycznych. Wykazano, że technologia CDMM może stanowić alternatywę tradycyjnych rozwiązań posadowień palowych, a w analizowanym przypadku pozwala uniknąć dodatkowych problemów wykonawczych dzięki zmniejszeniu głębokości posadowienia.
trenchmixing; foundation; ground improvement; geotechnical design.

trenchmixing; fundamenty; wzmocnienie podłoża; projektowanie geotechniczne.
  1. Kitazume M, Terashi M. The Deep Mixing Method. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2013.
  2. KitazumeM. Quality Control andAssurance of the DeepMixingMethod. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2022.
  3.  TopolnickiM. Geotechnical design and performance of road and railway viaducts supported on DSMcolumn – a summary of practice, in International Conference on Deep Mixing, San Francisco, Jun. 2015.
  4. Sołtysik, R Brasse K, Tracz T, Zdeb T, Kańka S. Postęp w technologii wzmacniania gruntu z zastosowaniem kompozytów gruntobetonowych i fibrogruntobetonowych. Inżynieria i Budownictwo. 2021; vol. 77 nr 3: 351 – 355.
  5.  Mach A. Economic and environmental evaluation of TRENCHMIX technology and soil replacement. Materiały Budowlane. 2024. DOI: 10.15199/33.2024.09.06.
  6.  Piotr R, Magdalena R, Robert S, Szczygielski M. Zastosowanie technologii Trenchmixing do posadawiania obiektów inżynierskich i realizacji konstrukcji oporowych. Mosty. 022. [Online]. Available: https://yadda. icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-219b56f9-25ac- -42e5-b5a0-ad63b18e8b14.
  7.  PN-EN 1997-1:2008 Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne. 2008.
  8. DIN 40932015 Bemessung von verfestigten Bodenkörpern – HergestelltmitDüsenstrahl-, Deep-Mixing – oderInjektions-Verfahren. 2015.
  9. Denies N, Huybrechts N, Handbook – Soil Mix Walls: Design and Execution. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2018.
  10. Topolnicki M. Zasady stosowania i projektowania wzmocnienia gruntu metodą wgłębnego mieszania na mokro (DSM). Inżynieria i Budownictwo. 2018; pp. 3–16, [Online].Available: https://www.researchgate.net/publication/ 346441825.
  11. Kanty P. Aspekty projektowania kolumn DSM pod obiektami mostowymi. Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne. 2017.
  12. https://www. broszury. titan. com. pl/system-titan--przewodnik-projektowy- 2021_11, System Titan – Przewodnik Projektowy.
  13.  Jin Zhou J, nan Gong X, huaWang K, hong Zhang R, jia Yan J. Testing and modeling the behavior of pre-bored grouting planted piles under compression and tension. Acta Geotech. 2017. DOI: 10.1007/s11440-017- 0540-6.
  14.  linYu J, jin Zhou J, nan Gong X, hong Zhang R. The frictional capacity of smooth concrete pipe pile–cemented soil interface for pre-bored grouted planted pile. Acta Geotech. 2023. DOI: 10.1007/s11440-023-01842-3.
  15.  Zhou J,Yu J, Gong X, El NaggarMH, Zhang R. The effect of cemented soil strength on the frictional capacity of precast concrete pile – cemented soil interface. Acta Geotech. 2020. DOI: 10.1007/s11440-020-00915-x.
mgr inż. Maciej Szczygielski, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami
ORCID: 0000-0002-1166-6823

mgr inż. Maciej Szczygielski, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami
ORCID: 0000-0002-1166-6823

Correspondence address: szczygielski@agh.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.06.04

Article in PDF file

Received: 07.01.2025 r. / Artykuł wpłynął do redakcji: 07.01.2025 r.
Revised: 03.03.2025 r. / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 03.03.2025 r.
Published: 24.06.2025 r. / Opublikowano: 24.06.2025 r.