Wprowadzenie
Projekt wykonałem w ramach przedmiotu Geologii Inżynierskiej, w semestrze letnim roku akademickiego 2008-2009, prowadzonego przez...
Celem niniejszego ćwiczenia projektowego jest ustalenie warunków gruntowo-wodnych dla posadowienia budynku użyteczności publicznej oraz znajdującym się poniżej niego garażem podziemnym. Wstępnie ustalono, że garaż ma być położony na poziomie 7 metrów pod powierzchnią terenu.
Podstawę do rozpoznania podłoża stanowią 3 odwierty geologiczno-inżynierskie, o głębokości ok. 20 metrów każdy. Wiercenia wykonano metodą okrętno-udarową. Zamykania poziomów wodonośnych dokonano przez rurowanie.
Wizja lokalna.
Badania geologiczno-inżynierskie zostały wykonane na działce nr 9 zlokalizowanej w północno-wschodniej części Ostrowca Świętokrzyskiego przy ulicy Bałtowskiej. Do działki doprowadzona jest droga dojazdowa asfaltowa o sporym natężeniu ruchu ulicznego, a ponadto teren posiada pełną infrastrukturę podziemną, tj. kanalizację, gaz i wodę. Przy analizowanym terenie biegnie też linia wysokiego napięcia. Obszar ma charakter nizinny, płaski, bez żadnych pagórków, a rzędne terenu są na poziomie ok. 220 m n.p.m.
Wokół badanego terenu, sąsiadujące działki są w pełni uzbrojone i zabudowane przez budynki mieszkalne. Wykonano też na nim drenaż. Podczas wizji lokalnej, którą przeprowadzono dnia 14.05.2009r., w czasie słonecznej pogody, zaobserwowano, że w promieniu ponad 10 metrów, od analizowanej powierzchni, nie występują żadne drzewa, budynki, jak również brak jest jakichkolwiek powierzchniowych cieków wodnych oraz zbiorników wodnych.
Wiercenia, na podstawie których dokonano rozpoznania podłoża, wykonane zostały w trzech miejscach obejmujących cały obszar, na którym ma powstać projektowany budynek użyteczności publicznej wraz z garażem podziemnym. Będzie miał on dosyć znaczną powierzchnię-przewiduje się jego o powierzchni ok. 30 tys. m2, tj. ok. 200 m szerokości i 150 metrów długości. Głębokość posadowienia będzie wynosić 8 metrów. Wykopy będą robione do głębokości ok. 9 metrów. Otwory oznaczono następującymi cyframi dla następujących rzędnych terenu:
otwór nr 6 – 220,3 m n.p.m.,
otwór nr 17 – 220,2 m n.p.m.,
otwór nr 20 – 220,1 m n.p.m..
Poniżej podano wyniki wierceń geologiczno-inżynierskich wraz z rozpoznanymi warstwami gruntów oraz ich miąższościami. Przydatne będą one do sporządzenia profili geologiczno-inżynierskich, jak również do przekroju geologiczno-inżynierskiego.
WYNIKI WIERCEŃ GEOLOGICZNO-INŻYNIERSKICH
| Nr odwiertu: 20 | Nr odwiertu: 17 | Nr odwiertu: 6 |
|---|---|---|
| Rodzaj gruntu | Miąższość | Rodzaj gruntu |
| grunt próchniczny | 0.0-0.6m | nasyp niekontrolowany |
| glina piaszczysta | 0.6-2.3m | glina piaszczysta |
| pospółka | 2.3-4.6m | pospółka |
| glina | 4.6-6.3m | glina |
| piasek średni | 6.3-9.3m | piasek drobny |
| glina | 9.3-11.4m | glina piaszczysta |
| żwir | 11.4-13.9m | |
| piasek drobny | 13.9-15.2m | |
| pył | 15.2-16.9m | |
| glina | 16.9-22.1m | |
| głębokość odwiertu | 22,1 m | głębokość odwiertu |
Warunki geologiczno-inżynierskie.
Gruntowe.
Pierwsze wiercenie oznaczone numerem 20 zostało wykonane na wysokości 220,1 m n.p.m., na głębokość 22,1 metra. Pierwsza warstwa to grunt próchniczny o miąższości 0,6 metra. Drugą warstwą jest glina piaszczysta, której grubość wynosi 1,7 metra, pod nią zalega pospółka o miąższości 2,3 metra. Następną warstwą jest glina o miąższości 1,7 metra. Głębiej położona jest warstwa piasku średniego o grubości 3,0 metra, pod nią ponownie glina o grubości 2,1 metra. W dalszej kolejności występuje warstwa żwiru o miąższości 2,5 metra, piasku drobnego – 1,3 metra, pyłu – 1,7 metra,
a ostatnią warstwę gruntu tworzy glina o miąższości 5,2 metra. Wiercenie zakończono na wysokości 198,0 m n.p.m..
Drugi odwiert, oznaczony symbolem 17, został wykonany w miejscu na wysokości 220,2 m n.p.m., na głębokość 20,2 metra. Rozpoznano następujące warstwy i ich miąższości: na powierzchni odwiertu, nasypu niekontrolowanego – 1,8 metra, gliny piaszczystej – 1,9 metra, pospółki – 1,1 metra, gliny – 6,4 metra, piasku drobnego – 2,4 metra. Ostatnią warstwę tworzy glina piaszczysta
o miąższości 6,6 metra. Wiercenie zakończono na wysokości 200 m n.p.m..
Trzecie i ostatnie wiercenie oznaczono numerem 6 i zostało wykonane na wysokości 220,3 m n.p.m., na głębokość 22,3 metra. Pierwszą warstwą, którą widać na powierzchni, jest nasyp niekontrolowany o miąższości 1,6 metra, potem znajduje się glina piaszczysta o grubości 2,2 metra, następnie glina – 0,5 metra, piasek drobny – 2,9 metra, pył – 0,9 metra, piasek średni – 2,7 metra, pospółka o miąższości 2,8 metra. Ostatnią warstwą jest glina piaszczysta o grubości 8,7 metra. Wiercenie zakończono na wysokości 198,0 m n.p.m..
Sporządzając przekrój geologiczno-inżynierski, według rozpoznanych warstw gruntowych, zauważono, że pod warstwami powierzchniowymi humusu i nasypu niekontrolowanego (grunt nasypowy), znajdują się głównie mineralne nieskaliste grunty, takie jak: glina piaszczysta, pospółka, glina, piasek drobny, średni a także pyły i żwir. Występują one w postaci warstw i soczew na całej głębokości.
Warstwa przepuszczalna, reprezentowana głównie przez piaski drobnoziarniste, rozciąga się na głębokości około 16 metrów. Warstwę nieprzepuszczalną reprezentują grunty drobnoziarniste spoiste, takie jak: glina, glina piaszczysta i pył, które występują już na głębokości 0,6 metra, aż do poziomu końca odwiertów. W ich obrębie znajdują się soczewki piasków, żwiru i pospółki(grunt gruboziarnisty). Osady nie tworzą regularnych warstw, lecz wzajemnie się zazębiają i przewarstwiają.
Wodne.
Dzięki występowaniu dużej ilości skał okruchowych, tj. piasków i żwirów, mających zdolność do przewodzenia i gromadzenia w sobie pewnej ilości wody zdolnej do grawitacyjnego przemieszczania się, podczas wierceń stwierdzono obecność tylko jednego poziomu wód gruntowych. W innych warstwach, takich jak: gliny, gliny piaszczystej, czy pyłu nie stwierdzono obecności wody, gdyż, z swojej natury, te grunty są nieprzepuszczalne. Zauważono również, że poziom zwierciadła wody nawierconej pokrywa się z poziomem wody ustabilizowanej.
Podczas wykonywania odwiertu nr 20, zarejestrowano zwierciadło wody na głębokości 13,2 m p.p.t. w obrębie żwirów, a w otworze nr 17 na głębokości 12,8 m p.p.t.. W ostatnim odwiercie nr 6 poziom zwierciadła wody jest na głębokości 13,1 m p.p.t. w obrębie pospółki. Generalnie poziom wód gruntowych na tym obszarze jest głęboki.
W razie potrzeby można zastosować drenaż wykopów, który byłby na tyle szczelny, aby woda gruntowa nie zalewała placu budowy. Badania wody stwierdziły, że jest ona słabo zmineralizowana, pozbawiona zanieczyszczeń i można ją wykorzystać na cele własne budowy jako np. woda zarobowa do betonu, zapraw itp.
Prognoza wpływu obiektu na środowisko.
Planowane posadowienie budynku użyteczności publicznej wraz z podziemnym garażem można uznać za inwestycję, która tylko pośrednio, podczas budowy, będzie oddziaływać na środowisko naturalne. W czasie realizacji przedsięwzięcia wystąpią okresowe uciążliwości wpływające na otoczenie naturalne, które będą mieć charakter okresowy i lokalny.
Do lokalnych zmian środowiska można zaliczyć:
zmianę morfologii terenu w następstwie usunięcia warstwy gruntu próchnicznego na czas realizacji inwestycji,
lokalną degradację gleby spowodowaną robotami budowlanymi oraz ciągłym ruchem pojazdów oraz emisją spalin,
czasowe obniżenie poziomu wód gruntowych, poprzez wykonanie drenażu za pomocą igłofiltrów,
zmianę naturalnych siedlisk zwierząt zamieszkujących powierzchniowe warstwy gruntów.
Można ograniczyć negatywny wpływ na środowisko poprzez odpowiednie przygotowanie miejsc postojowych dla maszyn i środków transportu na placu budowy. Dobrym pomysłem byłoby też zastanowienie się, chociaż nad częściową, rekonstrukcją pierwotnej zieleni występującej na tym terenie, np. umiejscawiając wokół planowanego budynku małe zespoły zieleni miejskiej jak klomby. Uzyskanoby wówczas efekt funkcjonalności budynku wraz poszanowaniem środowiska naturalnego,
a tym samym cała inwestycja w pewien sposób wtopiła by się w jej pierwotne otoczenie.
Ocena gruntu jako podłoża budowlanego.
Analizując obszar, na którym zostanie posadowiony projektowany obiekt, występują grunty mineralne rodzime o różnej konsystencji i miąższości, piaski i pospółki średnio zagęszczone oraz woda gruntowa na głębokości ok. 13 metrów. Nie będzie problemu z posadowieniem obiektu
w obrębie warstw piasków, ponieważ są to grunty łatwe do zagęszczenia i odwodnienia. Z kolei glina jest wrażliwa na temperaturę i zawilgocenie. Nie nadaje się ona na obszar pod zabudowę, gdyż działanie wody opadowej czy gruntowej będzie powodować spadek wytrzymałości i zmianę konsystencji, jak również może nastąpić pęcznienie i rozmakanie.
Planowany poziom posadowienia obiektu użyteczności publicznej wraz z garażem podziemnym przyjęto powyżej poziomu wody gruntowej. Dlatego też na obiekcie będzie wskazane wykonanie ciężkiej izolacji przeciwwodnej i przeciwwilgociowej. Powodem jest zdolność wody do przemieszczania się grawitacyjnego, w górę, na zasadzie wzniosu kapilarnego pod wpływem ciśnienia wywieranego przez pozostały grunt i cały budynek. Ponadto budynek jest lepiej posadowić na gruntach spoistych, toteż konieczne będzie ich zagęszczenie.
Do głębszego zanalizowania obszaru pod planowaną zabudowę należałoby wykonać dokładniejsze badania, które obejmowałyby swoim zakresem następujące zagadnienia:
rzeczywista grubość i sposób zalegania warstw w gruncie na całej powierzchni objętej zaplanowaną budową,
badania cech fizyko-chemicznych oraz mechanicznych gruntów występujących na tym terenie,
rozpoznanie głębokości zalegania wód gruntowych na całej powierzchni objętej zaplanowaną budową, jak również agresywności i możliwości eksploatacji tych wód,
szczegółowe określenie możliwych zmian zachodzących w gruncie w czasie realizacji
i eksploatacji budowli.
Spis załączników:
wyniki wierceń geologiczno-inżynierskich,
objaśnienia symboli i znaków użytych na przekrojach,
mapa poglądowa umiejscowienia planowanej budowy, skala 1:10 000,
plan sytuacyjny wykonanych odwiertów, skala 1:500,
profile geologiczno-inżynierskie, skala 1:200,
przekrój geologiczno-inżynierski, skala 1:200.
Literatura, strony internetowe:
Koszela J., Teissyre B., „Geologia inżynierska”, Skrypt PWr, Wrocław 1991,
Pisarczyk S., „Gruntoznawstwo inżynierskie”, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2001,