MG SS_2011z-2 w

MG SS

w 2

BADANIA TERENOWE GRUNT

Dokumentacja geotechniczna

uzyskiwana na podstawie badań

może

zawierać informacje o:

• właściwościach, cechach wytrzymałościowych i

odkształcalności gruntu

• poziomie wód gruntowych

• stateczności wykopów i nasypów

MG SS

w 2

METODY POZYSKIWANIA INFORMACJI

GEOTECHNICZNYCH

Przewiduje się 3 metody

• Metoda A

• Metoda B

• Metoda C

• Wybór jednej z

trzech

metod pozyskiwania

informacji geotechnicznych zależy od:

- znaczenia obiektu i rodzaju jego konstrukcji

- spodziewanego obciążenia gruntu

- stopnia rozeznania układu gruntów w podłożu

MG SS

w 2

Metoda A

wszystkie niezbędne wielkości

charakterystyczne gruntu

wyznaczane są bezpośrednio

na podstawie badań

polowych lub laboratoryjnych.

MG SS

w 2

Metoda B

Podstawowe wielkości charakterystyczne gruntu

• geneza powstania
• stopień plastyczności

dla gruntów spoistych

• stopień zagęszczenia

dla gruntów niespoistych

wyznaczane są metodą A (bezpośrednio)

i następnie

• z zależności korelacyjnych ustalane są pozostałe

parametry podłoża gruntowego.

MG SS

w 2

Metoda C

polega na

przyjęciu wartości parametrów gruntów

określonych na podstawie praktycznych doświadczeń

budownictwa na innych podobnych terenach

budowlanych

MG SS

w 2

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

•

Zakres

opracowywanej

dokumentacji geotechnicznej

zależy od

kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego

•

Kategoria geotechniczna

odnosi się do zagrożenia

bezpieczeństwa obiektu budowlanego i jest uwarunkowana:

•

konstrukcją samego obiektu

• warunkami geotechnicznymi podłoża gruntowego

•

Kategoria geotechniczna ma wpływ na:

• ustalenie rodzaju i zakresu badań geotechnicznych
• przyjęcie obliczeń projektowych obiektu budowlanego
• sposób kontroli konstrukcji obiektu budowlanego

MG SS

w 2

KATEGORIE GEOTECHNICZNE

• Przy

ustalaniu kategorii geotechnicznej

dla obiektu

budowlanego należy

uwzględnić

• stopień złożoności istniejących

warunków gruntowych

• wielkość obiektu budowlanego i koszt jego wykonania

•

rozkład

sposób przekazywania obciążenia

obiektu na

podłoże gruntowe

• możliwość występowania różnicy osiadań

• oddziaływanie podłoża na obiekt budowlany

MG SS

w 2

Kategoria I

• niewielkie konstrukcje budowlane

• proste warunki gruntowe

• zagrożenie życia i mienia jest niewielkie

wystarczy

jakościowe określenie właściwości gruntów

Kategoria II

• konstrukcje nośne i fundamenty obiektów budowlanych

nie podlegające szczególnemu zagrożeniu

• proste lub złożone warunki gruntowe

• mało skomplikowane przypadki obciążenia

MG SS

w 2

Kategoria III

• obiekty budowlane bardzo duże lub rzadko występujące

• obiekty wrażliwe na osiadanie podłoża gruntowego

• konstrukcje nośne w skomplikowanych warunkach

gruntowych

• konstrukcje obarczone nadzwyczajnym ryzykiem nawet

w prostych ale i w złożonych warunkach gruntowych

• obiekty budowlane na obszarach działania procesów

geologicznych i szkód górniczych

• obiekty zagrażające środowisku

MG SS

w 2

RODZAJE WARUNK

W GRUNTOWYCH

Proste

warunki

gruntowe

- jednorodne i równoległe

warstwy gruntów o dobrej nośności

poziom wody gruntowej

poniżej

projektowanego poziomu

posadowienia

brak

niekorzystnych zjawisk geologicznych

Złożone

warunki

gruntowe

niejednorodne

nieciągłe

warstwy gruntów

- występowanie

warstw gruntów słabych

w tym organicznych i

nasypów niekontrolowanych

poziom wody gruntowej

na poziomie

posadowienia lub

powyżej

brak

niekorzystnych zjawisk geologiczny

Skomplikowane

warunki

gruntowe

- występowanie

niekorzystnych procesów geologicznych

(zjawiska i formy krasowe, osuwiskowe, sufozyjne)

szkody górnicze

obszary delt

MG SS

w 2

USTALANIE GEOTECHNICZNYCH

WARUNK

W POSADOWIENIA

W celu ustalenia geotechnicznych warunków posadowienia
obiektów budowlanych wykonuje się analizę i ocenę:

•

dokumentacji geotechnicznej

• dokumentacji geologiczno-inżynierskiej

• dokumentacji hydrogeologicznej

• danych archiwalnych

• innych danych dotyczących danego terenu

MG SS

w 2

USTALANIE WARTO

CI PARAMETR

GEOTECHNICZNYCH GRUNTU

• Badania makroskopowe

• Badania laboratoryjne

(

PN-EN 1997-1 – EK 7

)

ciężar objętościowy
skład granulometryczny
porowatość
wilgotność
kształt ziaren
szorstkość powierzchni ziaren
granice konsystencji

MG SS

w 2

ZAKRES BADA

w TERENIE

• sondowania statyczne i dynamiczne

• badania za pomocą obciążenia płytą sztywną

• badania presjo-metryczne i dylatometryczne

• badania elektrooporowe i georadarowe

• badania dynamiczne gruntów

• odkrywki fundamentów

• badania wodoprzepuszczalności gruntów i konstrukcji

ziemnych

• badania wód gruntowych i ich oddziaływania na

konstrukcje nośne

• badania na poletkach doświadczalnych

MG SS

w 2

OGL

DZINY i WYWIAD w TERENIE

•

ukształtowanie powierzchni ziemi

•

kierunki spływu wody, cieki i zbiorniki wodne

•

stan istniejących ob. bud.

–

obciążenie podłoża gruntowego

pod nimi - wnioski co do nośności gruntu

•

informacje o gruntach i wodach od okolicznych

mieszkańców – świadków :

wykonywania wykopów, pogłębiania studni,

zasypywania glinianek

podsypywania terenu, powstawania wysypisk gruzu

•

obserwacje poziomu wody gruntowej – pobliskie studnie

•

podnoszenie się wody w studniach i zbiornikach w okresie

wiosennych roztopów – mieszkańcy

MG SS

w 2

SONDOWANIE POD

A GRUNTOWEGO

Sondowanie

– daje przybliżoną ocenę podłoża gruntowego

mierzy się wielkość oporu, jaki powstaje przy zagłębianiu

odpowiednio wyprofilowanej końcówki

Sondowanie

może być:

•

statyczne

, polegające na

wciskaniu

lub też

wkręcaniu

odpowiedniej sondy

•

dynamiczne

, polegające na

wbijaniu

sondy w

podłoże gruntowe

MG SS

w 2

Sondowanie

• stan gruntów niespoistych

–

stopień zagęszczenia – określa
się stosując sondy:

stożkową,

krzyżakową,

cylindryczną.

• stan gruntów spoistych

określa

się sondą cylindryczną

a) Sonda wbijana,
b) Sonda cylindryczna,
c) Wykres sondowania sondą krzyżakową.

MG SS

w 2

Sonda do badania gruntu:

1) ruchoma część młota, 2) nieruchoma
część młota, 3) prowadnica młota,

4) końcówki sondy, 5) żerdź sondy

Sonda krzyżakowa,

do pomiaru oporu gruntu na ścinanie:

1) klucz dynamometryczny, 2) końcówki
sondy

MG SS

w 2

Sonda krzyżakowa – badanie gruntów s

abych

Schemat ścinania gruntu sondą krzyżakową

Dla s

abych gruntów

= 0,

zatem

(

opór ścinania = spójności

)

(mad, mu

ów i torfów)

MG SS

w 2

Badania presjometryczne

Zasada badań presjometrem:

mierzymy deformacje ścianki

otworu wiertniczego w

wyniku przy

ożenia do niej

określonego obciążenia

poziomego, ko

owo-

symetrycznego.

Mierzymy wielkość ciśnienia p

ynu

oraz wzrost objętości komory, czyli

deformację objętościową otworu.

Wyniki

•

modu

odkszta

cenia,

• naprężenie graniczne,
• naprężenie dopuszczalne.

MG SS

w 2

Wyniki badań

presjometrem

1. Presjometryczny modu

odkszta

cenia

(

∆

)

–

wspó

czynnik odkszta

cenia sondy

zależny od średniej objętości p

ynu

doprowadzonego do komory pomiarowej

2. Edometryczny modu

ściśliwości

– wyznaczamy z rysunku

MG SS

w 2

3. Naprężenie dopuszczalne

dop

(

–

) / 3 +

– naprężenie graniczne określone z wykresu,

– naprężenie pierwotne – poziome i pionowe na g

ębokości

wykonywania pomiarów,

– wspó

czynnik nośności, zależny od rodzaju i g

ębokości

posadowienia, rozmiaru i kszta

tu fundamentu oraz

rodzaju gruntu (

= 0,8÷3,0)

MG SS

w 2

OTWORY BADAWCZE

y próbne Otwory wiertnicze

• dają obraz:

uwarstwienia gruntu,
warunków wodnych,

• umożliwiają pobranie próbek

NNS

• umożliwiają pobranie próbek gruntu:

z większych g

ębokości,

poniżej zwierciad

a wody gruntowej

MG SS

w 2

Y PR

BNE

Wyróżniamy następujące typy dołów próbnych:

odkrywka

–

naturalne

lub

sztuczne odsłonięcie

wierzchniej

warstwy podłoża gruntowego

szybik

–

obudowane

wyrobisko w podłożu gruntowym

wykop badawczy

– wyrobisko

nie obudowane

, o wymiarach

warunkowanych statecznością jego ścian i
poziomem wody gruntowej

MG SS

w 2

doły próbne

stanowią

najdokładniejszy sposób badania

podłoża jednak

na ogół

stosowane są do niedużych głębokości

•

woda gruntowa uniemożliwia kopanie

•

stosunkowo duży koszt ze względu:

- konieczność szerokiego rozkopu
- zabezpieczenie ścian od zawalenia przy większych

głębokościach dla wykopów badawczych

MG SS

w 2

w dole próbnym mamy możliwość

•

układu warstw gruntu

•

bezpośrednich oględzin

•

jego rodzajów i stanów na ścianach dołu i w jego dnie

• pobierania

próbek

gruntów

oraz

NNS

dalszych badań (

nienaruszonych i naruszonych

)

• przeprowadzenie

wstępnych statycznych

dynamicznych

obciążeń podłoża

• pobranie próbek wody

• zinwentaryzowanie istniejących fundamentów

(dokładne określenie sposobu i głębokości posadowienia oraz
parametrów geotechnicznych podłoża)

MG SS

w 2

szybik badawczy

deskowanie

bale usztywniaj

bale rozporowe

a )

b )

a) widok z góry

b) przekrój pionowy

MG SS

w 2

wykop badawczy

Szeroko

ść

wykopu

Półka 1

Półka 2

ppt

NNS

Półka 1

PWG

Poziom wody gruntowej

Miejsce pobrania próbki NNS

Półka do badania gruntu oraz pobierania próbki NNS

Pogł

bienie dołu do zbieraj

cej si

wody

Schemat wykopu badawczego

MG SS

w 2

WIERCENIA BADAWCZE

Wiercenia badawcze

są

najczęściej stosowaną

obecnie

metodą

prowadzenia badań geotechnicznych warstw gruntu pod

projektowane obiekty budowlane

Metoda ta polega na wykonaniu

w podłożu gruntowym otworu, z którego wydobywa się

próbki gruntów do dalszych badań

Rozmieszczenie otworów badawczych zależy od potrzebnego

zakresu rozpoznania podłoża gruntowego oraz kategorii

geotechnicznej.

MG SS

w 2

głębokość wierceń badawczych

Określenie głębokości wierceń, na jaką należy wykonać otwór

badawczy, zależy od :

•

kategorii geotechnicznej oraz

•

głębokości, do której dochodzą naprężenia od obciążenia obiektem

budowlanym, wywołujące

praktycznie dostrzegalne

odkształcenia gruntu

Fundament

pierwotny poziom terenu

poziom posadowienia

max

Głębokość do badań

profilu geotechnicznego

MG SS

w 2

I kategoria geotechniczna

potrzebna głębokość badań do ustalenia profilu gruntowego

max

2 - 3 m

poniżej poziomu posadowienia

II kategoria geotechniczna

–

max

Rodzaj

fundamentu

Głębokość badań

stopy i ławy

fundamentowe

od 1 do 3 szerokości fundamentu poniżej przewidywanego poziomu

posadowienia lecz

nie mniej niż 5 m

fundamenty

płytowe

szerokość płyty poniżej przewidywanego poziomu posadowienia

Fundamenty

palowe

5-krotna średnica pala i nie mniej niż 3 m poniżej jego podstawy i

każdorazowo głębokość zapewniająca bezpieczeństwo posadowienia

w przypadku posadowienia na gruntach antropogenicznych głębokość zależy od ich

miąższości, ściśliwości i strefy oddziaływania obiektu budowlanego

III kategoria geotechniczna

–

max

jak dla II kategorii

głębokość wierceń badawczych

MG SS

w 2

PWG - poziom wody gruntowej

PPW - pizometryczny poziom wody

trójnóg

lina

wci

garka

pokr

tło

rura osłonowa

but

wider

obejma rurowa

uchwyt przesuwny

erdzi

wiercenie otworu rurowego za pomocą trójnogu

Końcówki wierteł
badawczych,
1 – łyżki rurowe,
2 – świder spiralny

Grajcary

wyciągania

kamieni

MG SS

w 2

przyrządy wiertnicze

a) szlamówka – do wiercenia w gruntach nawodnionych,
b) świder spiralny – do gruntów suchych i zbitych,
c)

yżka rurowa (szypa) – do i

ów, glin i gruntów mieszanych,

d) świder

yżka – do twardych i

ów i margli,

e) d

uto – do przewiercania ska

i rozbijania g

azów,

f) Grajcar – do wyciągania mniejszych kamieni.

MG SS

w 2

rozstaw punktów badawczych

Rozstaw punktów badawczych pod określoną budowlę,

uzależnia się od:

•

kategorii geotechnicznej

(liczba pkt. bad. kilka – kilkanaście)

•

stopnia wstępnego rozpoznania

oraz warunków

gruntowo-wodnych

podłoża gruntowego

•

nowe punkty badawcze – (2÷3) m poza obrysem

budynku

•

konstrukcje wielonawowe – punkty badawcze również w

osiach słupów wewnętrznych

MG SS

w 2

•

przy złożonych warunkach gruntowych - zagęścić siatkę

punktów badawczych

•

przy usytuowaniu punktów badawczych - szczególną

uwagę zwrócić na szatę roślinną,

zawiera informacje na temat warunków

gruntowo-wodnych w podłożu gruntowym

•

przy badaniach wstępnych

- rozstaw punktów badawczych jak dla

pierwszej kategorii geotechnicznej

MG SS

w 2

RODZAJE PR

BEK

•

próbki gruntu o naturalnym uziarnieniu (NU)

zapewniające zachowanie rzeczywistego składu
granulometrycznego szkieletu gruntowego

•

próbki gruntu o naturalnej wilgotności (NW)

zapewniające nie tylko zachowanie składu
granulometrycznego, ale również zabezpieczone
przed zawilgoceniem bądź wysychaniem

•

próbki gruntu o nienaruszonej strukturze (NNS)

zabezpieczone przed zmianą wilgotności i struktury -
są to próbki wycinane z gruntu

•

próbki wody gruntowej (WG)

(gruntu i wody gruntowej)

MG SS

w 2

• stosować

prawidłowe oznakowanie próbek

– umożliwiające

ich identyfikację

•

liczba

pobieranych

próbek

powinna być zależna od:

stopnia skomplikowania budowy geologicznej
przyjętego programu badań

MG SS

w 2

ZAKRES BADA

GEOTECHNICZNYCH

LABORATORIUM

• badania

fizyczno-mechanicznych

dynamicznych

właściwości gruntu

• badania

chemicznych

właściwości gruntów i wód

gruntowych

• badania próbek ulepszonych i materiałów

zastosowanych do ulepszania podłoża gruntowego

MG SS

w 2

WYNIKI BADA

GRUNTU

Po przeprowadzeniu badań gruntu przedstawia się wyniki
w postaci:

•

planów

•

przekrojów geotechnicznych

Na planie warstwicowym

badanego terenu:

• zaznacza się

miejsca badań

(doły próbne, sondowania,

otwory wiertnicze)

•

sporządza się

plany warstwicowe powierzchni

stropów poszczególnych warstw gruntu lub

•

wrysowuje

obszary zalegania różnych gruntów

na różnych głębokościach poniżej poziomu terenu

MG SS

w 2

W celu

określenia wpływu wody

na nośność

podłoża gruntowego sporządza się:

• warstwice zwierciadła wody gruntowej

(przewidywanie kierunków spływu wody),

albo

•

linie łączące punkty zwierciadła wody

jednakowo zagłębione od powierzchni terenu

Na przekroju geotechnicznym prowadzonym przez punkty

badawcze zaznacza się ustalone położenia poszczególnych

warstw gruntu, opisując ich :

•

rodzaje i stany

•

położenie zwierciadła wody gruntowej

(nawiercone i ustalone)

MG SS

w 2

Na granicach warstw i przy zwierciadle wody podaje się :

•

ich zagłębienia, licząc od powierzchni terenu albo

•

rzędne odniesione do:

wybranego punktu stałego lub
poziomu morza

Przebieg warstw pomiędzy miejscami badań:

interpolacja lub ekstrapolacja

Przy znacznych różnicach głębokości badania

i odległości pomiędzy miejscami badań

przekroje sporządza się w skali skażonej

Plany i przekroje geotechniczne są podstawą do projektowania

posadowienia obiektów budowlanych

MG SS

w 2

DOKUMENTACJA OTWORU BADAWCZEGO

P R O F IL G E O L O G IC Z N Y P R Z E K R O J U

M IE J S C O W O

Ś Ć

:...........................................

N R O T W O R U : .................

D A T A W Y K O N A N IA : ....................................

G ł

b o k o

ś ć

o d w ie rtu : ...............

R z

d n a te re n u : ...............

G ł

b o k o

ś ć

[m ]

W o d a

( s ta n )

P ro f il

g e o lo g ic z n y

O p is li to l o g i c z n y

P - p ia s e k r ó

n o z i a r n i s ty - ja s n o -

ó łty

G p - g li n a p ia s z c z y s ta - s z a r o - b r

z o w a

- g li n a p y l a s ta - b r

z o w a

G p - g l i n a p i a s z c z y s ta - s z a r o -

ó łta

G l e b a p i a s z c z y s ta - c ie m n o - s z a r a

X X X

MG SS

w 2

PROFIL GEOLOGICZNY POD

m.n.p.m.

SKALA

1000

100

W 1

W 2

W 3