Próbne obciąŜanie gruntu płytą sztywną 

 

 
Próbne  obciąŜanie  jest  badaniem  terenowym,  przeprowadzanym  bezpośrednio  w  miejscu 

występowania badanego gruntu. Badanie to pozwala ustalić zaleŜność pomiędzy obciąŜeniem 

i odkształceniem, która z kolei stanowi podstawę do wyznaczenia modułów odkształcenia E

0

 i 

E (E

0

 —  moduł odkształcenie pierwotnego, i E — moduł odkształcenia wtórnego). Parametry 

te są niezbędne do projektowania fundamentów. 

 

Spośród  szeregu  metod  próbnego  obciąŜania  gruntu  do  najczęściej  stosowanych  naleŜy 

metoda próbnego obciąŜania płytą sztywną.  

 

Budowa urządzenia do próbnego obciąŜania gruntu płyta sztywną 

 

Zasadniczymi elementami urządzenia do próbnego obciąŜenia gruntu płytą sztywną są: 



 

Płyta  sztywna.  Jest  to  płyta  stalowa  o  kształcie  kołowym  lub  wielobocznym, 

najczęściej  kwadratowym,  o  powierzchni  co  najmniej  0,5  m

2

  spełniająca  wymagane 

warunki sztywności. 



 

Konstrukcja obciąŜająca. Stosowane są konstrukcje dźwigniowe obciąŜane balastem, 

np.  obciąŜnikami  betonowymi  oraz  konstrukcje  oporowe,  w  których  obciąŜenie 

wywierane jest podnośnikami hydraulicznymi. 



 

Dynamometr do pomiaru wywieranego nacisku, o podziałce elementarnej 1 ± 0,02 kN. 



 

Urządzenia  do  pomiaru  osiadań.  Najczęściej  są  nimi  czujniki  zegarowe  o  podziałce 

elementarnej  0,01 ± 0,002 mm zamontowane na nieruchomym układzie odniesienia.  

 
 

 

 
 

 

 

Technika wykonywania badań 

 
—

 

płytę  sztywną  układa  się  na  dnie  wykopu  na  warstwie  wyrównawczej  piasku  lub 

zaprawy  gipsowej,  a  następnie  obsypuje  się  ją  warstwą  zagęszczonego  gruntu  o 

grubości co najmniej 0,5 m, 

 

—

 

obciąŜanie  powinno  przebiegać  tak,  aby  obok  płyty  nie  działały  Ŝadne  dodatkowe 

obciąŜenia oraz aby obciąŜenia nie spowodowały osiadań układu odniesienia pomiarów 

osiadań płyty, 

 

—

 

kolejne stopnie obciąŜenia wynoszą:  

 

pierwszy  (p

0

)  równy 

σ

zρ

;  gdzie 

σ

zρ

  to  napręŜenie  pierwotne  w  poziomie 

posadowienia (na głębokości badania), 

 

co najmniej trzy następne pomiędzy wartościami 

σ

zρ

 i 

σ

zq

 

; gdzie 

σ

zq

 

to napręŜenie 

od obciąŜenia zewnętrznego (obciąŜenia od budowli), 

 

co najmniej trzy dalsze pomiędzy wartościami 

σ

zq

 i 2 

σ

zq

, 

 

w  przypadku  potrzeby  przeprowadzenia  powtórnego  obciąŜania  płyty,  obciąŜenie 

naleŜy doprowadzić tylko do wartości 

σ

zq

,

 następnie zmniejszyć do wartości 

σ

zρ

 i 

powtórnie zwiększyć do wartości 

σ

zq

, a następnie stopniami do 2 

σ

zq

, 

 

—

 

obciąŜenie  kaŜdego  stopnia  powinno  trwać  tak  długo,  aŜ  przyrost  osiadania  płyty  nie 

będzie  większy  niŜ  0,1  mm  w  czasie  2  godzin  (grunt  spoisty)  oraz  w  czasie  0,5  godz. 

(inne grunty), 

 

—

 

w  trakcie  wykonywania  badania  podłoŜe  i  urządzenia  pomiarowe  naleŜy  chronić  od 

szkodliwych wpływów mechanicznych i atmosferycznych, 

 

—

 

po  zakończeniu  badania  wykop  badawczy  naleŜy  pogłębić  o  1  m  i  wykonać  badania 

makroskopowe,  badanie  ścinarką  obrotową  i  penetrometrem  tłoczkowym  (grunt 

spoisty) oraz pobrać próby NW i NNS. 

 

 

 

 

 

Interpretacja wyników badań 

 

Moduły odkształcenia oblicza się ze wzoru (1): 

 

k

B

E

E

⋅

⋅

−

=

ω

ν

)

1

(

)

(

2

0

 

 

(1) 

 

E

0 

(E)  — 

moduł odkształcenia pierwotnego (wtórnego), 

ν

 

— 

współczynnik Poissona gruntu, 

ω

 

— 

współczynnik kształtu płyty sztywnej; ω = 0,79 dla płyty kołowej, ω = 0,84 dla 

płyty kwadratowej, 

B 

— 

ś

rednica płyty sztywnej lub jej mniejszy bok, [m], 

k 

— 

współczynnik  prostej  aproksymującej  początkowy  prostoliniowy  odcinek 

zaleŜności  przemieszczenie  —  odkształcenie  w  odniesieniu  do  stanu 

odkształcenia jaki wystąpił przy obciąŜeniu p

0

 równym σ

zρ.

 

 

              

Obci

ąŜ

enie, p  [kPa]

P

rz

e

m

ie

s

z

c

z

e

n

ie

, 

u

 [

m

]

αααα

p

0

k =  tg 

α

 

Aproksymację przeprowadzamy metodą najmniejszych kwadratów przy uŜyciu linii prostej o 

równaniu u = k (p – p

0

). Kąt nachylenia 

αααα

 prostej aproksymującej moŜna zatem wyznaczyć ze 

wzoru (2): 

∑

∑

∑

∑

∑

−

⋅

⋅

−

⋅

=

=

2

2

)

(

p

p

n

p

u

p

u

n

tg

k

α

  

(2) 

 

 

n – ilość punktów zaliczonych do odcinka prostoliniowego 

 

SPRAWOZDANIE 

Obliczenia  naleŜy  prowadzić  stosując  poniŜszą  tabelę.  Dokładność  obliczeń  do  2 

miejsc po przecinku, za wyjątkiem współczynnika k. W sprawozdaniu po zestawieniu danych 

naleŜy zamieścić tabelę, wykres oraz obliczone wartości k i E

0

. 

 

 

Zestawienie wyników próbnego obciąŜenia płytą sztywną 

Stopień 

ObciąŜenie  p 

Osiadanie  u 

 

 

ObciąŜenia 

[kPa] 

[mm] 

u*p 

p

2

 

1 

2 

3 

4 

5 

0 

 

0 

- 

- 

1 

 

 

 

 

2 

 

 

 

 

3 

 

 

 

 

4 

 

 

 

 

5 

 

 

 

 

6 

 

 

 

 

7 

 

 

 

 

8 

 

 

 

 

ΣΣΣΣ    

 

 

 

 

Na  podstawie  sporządzonego  wykresu  naleŜy  wyznaczyć  prostoliniowy  odcinek 

charakterystyki osiadania, a następnie za pomocą wzoru (2) obliczyć wartość współczynnika 

kierunkowego 

k

.  Za  pomocą  wzoru  (1)  wyznaczyć  wartość  modułu  odkształcenia 

pierwotnego 

E

0

. 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

obci

ąŜ

eni e P [kPa]

0

10

20

30

40

50

o

ia

d

a

n

ie

  

u

 [m

m

]

próbne obci

ąŜ

enie nr ....

1

2

3

 

Na wykresie naleŜy zaznaczyć i opisać wartości 

σσσσ

zp 

(1)

, 

σσσσ

zq

 (2) oraz 

2

٠

σσσσ

zq 

(3) 

    

σσσσ

zp 

= głębokość posadowienia ٠ gęstość objętościowa gruntu z wykopu 

    

σσσσ

zq

 = obciąŜenie od projektowanej budowli