Verification of soil compaction degree based on the correlation of static probing during formation of DSM columns

openaccess, Vol. 630 (02) 2025 / środa, 19 lutego, 2025

Weryfikacja stopnia zagęszczenia gruntu na podstawie korelacji sondowań statycznych w trakcie formowania kolumn DSM

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.02.05

citation/cytuj: Jendruś R., Jendryś M., Łupieżowiec M., Stawiarski A. Verification of soil compaction degree based on the correlation of static probing during formation of DSM columns. Materiały Budowlane. 2025. Volume 630. Issue 02. Pages 32-39. DOI: 10.15199/33.2025.02.05

The state-of-the-art methods for verifying the correctness of ground improvement performed by means of the DSM (Deep Soil Mixing) technology are largely focused on the selection of adequate factors impacting the achievement of a correct compressive strength Rc [MPa] of the column core, which ensures the transfer of stress from the designed structures to the subsoil. In view of the operation of each of the columns, it is equally significant to ensure that their bases are located in load- -bearing soil at the entire area of the improvement, without the need to perform many costly subsoil surveys. Based on the complementary soil investigation results and parameters obtained during deep soil mixing from an automatic logger installed on the drilling machine, a method of comparing the PKDK [bar] working pressure and the resistanc evalues under the base of the qc [MPa] cone of the CPTU static probe was developed along with the method to interpret the results in the context of the correctness of the ground improvement.

Obecnie stosowane metody weryfikacji prawidłowo wykonanego wzmocnienia podłoża gruntowego w technologii wgłębnego mieszania gruntu DSM (Deep Soil Mixing) skupiają się przede wszystkim na odpowiednim doborze czynników mających wpływ na osiągnięcie wymaganej wytrzymałości na ściskanie Rc [MPa] trzonu kolumny, która daje gwarancję przeniesienia naprężeń od projektowanych konstrukcji na grunt. Równie istotną kwestią, z punktu widzenia pracy pojedynczej kolumny, jest uzyskanie gwarancji zagłębienia jej podstawy w warstwie gruntów nośnych na całym obszarze realizowanego wzmocnienia bez konieczności wykonywania wielu kosztownych badań podłoża. Bazując na wynikach uzupełniających badań gruntu oraz parametrach, uzyskiwanych podczas wgłębnego mieszania gruntu, z automatycznego rejestratora montowanego na urządzeniu wiercącym, przedstawiono sposób porównania ciśnienia roboczego PKDK [bar] i wartości oporu pod podstawą stożka qc [MPa] sondy statycznej CPTU oraz interpretację otrzymanych wyników w kontekście prawidłowo zrealizowanego wzmocnienia.
geotechnical investigations; deep soil mixing; static probing; automatic recorder.

badania geotechniczne; wgłębne mieszanie gruntu; sondowanie statyczne; rejestrator automatyczny.
  1. Wiłun Z. Outline of geotechnics. Publisher: Communications and Connection Publisher Sp. z o.o.; Poland, Warszawa 1976.
  2. Pisarczyk S. Geoinżynieria. Metody modyfikacji podłoża gruntowego, WPW, Warszawa 2004.
  3.  Łęcki P, Dojcz P. Problems and methods of stabilization and reinforcement of building grounds. www.gtprojekt.pl 2007.
  4. Wojtasik A, Łęcki P, Troć M, Dojcz P. Geotechnical Conditions and Soil Improvement Techniques Applied in Construction of theA2Motorway in Poland. Proc. Of the 2nd International Conference on Problematic Soils, Petaling Jaya, Malaysia 2006.
  5.  Nowacki P, Łęcki P. DSM columns as a palisade protecting the excavation. Geoengineering, roads, bridges, tunnels, number 02/2006.
  6. Nowacki P, Łęcki P. DSM columns as a palisade protecting the excavation for the concert hall of the Music Academy in Poznań. Engineering and Construction. 2005; 9.
  7. Ellen MC. et al. Federal Highway Administration Design Manual: Deep Mixing for Embankment and Foundation Support, 2013.
  8. Topolnicki M. Good application and design practice of wet Deep SoilMixing (DSM). XXXII Nationwide Workshop of a Construction Designer. 2017; Wisła, Poland.
  9. Topolnicki M. General overview and advances in Deep SoilMixing, Conference: XXIV Geotechnical Conference of Torino Design, Construction and Controls of Soil Improvement Systems, Torino 2016.
  10. Robertson PK. Interpretation of cone penetration tests – a unified approach. Can. Geotech. J. 2009; 46 (11): 1337 – 1355.
  11. Sikora Z. Static probing, methods and application in geoengineering. Scientific and Technical Publisher, Warszawa, Poland, 2006.
  12.  Wahl DAJ. Variable penetration rate cone testing for characterization of intermediate soils. [W:] Coutinho R. Q.,Mayne P.W. (red.), Geotech. and Geophys. Site Characterization 4. Taylor & Francis Group, London, England, 2013, pp. 25–42.
  13.  Krage CP, Albin BM, Dejong JT, Degroot D.J. The influence of in-situ effective stress on sample quality for intermediatesoils. [W:] Lehane B. M., Acosta-Martínez H. E., Kelly R. (red.), Geotechnical and Geophysical Site Characterisation ISC’5 (Proc. 5thInter. Conf. Geotech. and Geophys. Site Characterisation, September 2016, Queensland), Australian Geomechan. Soc. 2016; Sydney, Australia, vol. 1, pp. 565 – 570.
  14. Lunne T, Berre T, Andersen KH, Strandvik S, Sjursen M. Effects of sample disturbance and consolidation procedures onmeasured shear strength of soft marine Norwegian clays. Can. Geotech. J. 2005 42: 1 – 50.
  15. Mayne PW. Interrelationships of DMT and CPT readings insoft clays. Proc. 2ndInter. Conf. on DMT, Washington, USA, 2006, pp. 231–236.
  16. Robertson PK. Interpretation of in-situ tests some insight. Geotech. and Geophys. Site Characterization 4 (vol. 1), Publisher: Taylor&Francis Group, Boca Raton, USA, 2012, pp. 3–24.
  17. Stefaniak K. Assessment of shear strength in silty soils. Stud. Geotechn. et Mechan. 2015, 37 (2): 51 – 55.
  18.  Czado B, Wrana B. Bearing capacity of pile foundations based on CPT results in accordance to Polish Standards and Eurocode 7. AGH Journal of Mining and Geoengineering. 2012; Vol. 36, No. 2, Poland.
  19.  PN-EN 1997-2 Eurokod 7 – Projektowanie geotechniczne. Część 2: Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego.
  20.  Materiały archiwalne firmy Zakład Robót Inżynieryjnych Henryk Chrobok i Hubert Chrobok Sp. J.
dr inż. Rafał Jendruś, Silesian University of Technology, Faculty of Mining, Safety Engineering and Industrial Automation, Department of Geoengineering and Raw Materials Extraction
ORCID: 0000-0002-7065-4187
dr inż. Marek Jendryś, Silesian University of Technology, Faculty of Mining, Safety Engineering and Industrial Automation, Department of Geoengineering and Raw Materials Extraction
ORCID: 0000-0003-1159-1275
dr hab. inż. Marian Łupieżowiec, prof. PŚ, Silesian University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Department of Geotechnics and Roads
ORCID: 0000-0003-4863-2333
mgr inż. Arkadiusz Stawiarski, Engineering Works Company Henryk Chrobok and Hubert Chrobok General Partnership

dr inż. Marek Jendryś, Silesian University of Technology, Faculty of Mining, Safety Engineering and Industrial Automation, Department of Geoengineering and Raw Materials Extraction
ORCID: 0000-0003-1159-1275

Correspondence address: marek.jendrys@polsl.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.02.05

Article in PDF file

Received: 12.11.2024 / Artykuł wpłynął do redakcji: 12.11.2024 r.
Revsed: 02.12.2024 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 02.12.2024 r.
Published: 21.02.2025 / Opublikowano: 21.02.2025 r.