DZIAŁALNOŚĆ JEZIOR

Dwie grupy jezior: endogeniczne i egzogeniczne.

Endogeniczne:

np. tektoniczne, powstałe w obniżeniach tektonicznych na równinach (np. Górne, Wiktorii, Ładoga) lub przedgórzu (np. Bałchasz) oraz w rynnowych rozpadlinach i rowach tektonicznych, np. Bajkał, Kiwu, Rudolfa, Tanganika, Morze Tyberiadzkie

Egzogeniczne:

-Jeziora lodowcowe: moreny dennej, czołowej, rynnowe

-Jeziora rzeczne

-Jeziora morskie

morenowe - powstałe na skutek wypełnienia woda zagłębień na obszarach zarówno moreny dennej jak i moren czołowych w wyniku nierównej akumulacji osadów morenowych; maja one rozwiniętą linie brzegowa oraz dużą powierzchnie, np. Śniardwy, Mamry, niektóre jeziora Finlandii .

rynnowe - wypełniające podłużne, niekiedy na dziesiątki kilometrów, zagłębienia powstałe w wyniku erozyjnej działalności rzek płynących często pod ciśnieniem pod lądolodem lub lodowcem (np. Raduńskie, Jeziorak, Tałty, Bełdany, Nidzkie), a także wyżłobione przez lód.

Faza jeziorna

Kolejność wypełniania misy jeziornej:

- Osady klastyczne (piaski żwiry)

- Osady chemiczne (kreda jeziorna)

- organogeniczne (sapropel- ciemne muły, iły jeziorne bogate w substancje organogeniczne).

Faza bagienna

Tworzenie się osadów organogenicznych takich jak torf i namuł.

Warunki geologiczno-inżynierskie na obszarach występowania torfów oraz innych osadów bagiennych i jeziornych

- Grunty nienośne,

- Grunty silnie odkształcalnie,

- Na ogół wysoki poziom wód gruntowych,

- Woda gruntowa często zanieczyszczona i agresywna wobec betonu i metali.

Torfy i namuły występują w dolinach rzecznych oraz na wysoczyźnie morenowej w zagłębieniach jezior lodowcowych.

DZIAŁALNOŚĆ MÓRZ

Działalność niszcząca mórz:

Działalność niszcząca fal morskich jest selektywna:

- Gdy odcinki wybrzeży zbudowane są ze skał miękkich i spękanych szybko ulegają niszczeniu→ cofanie się brzegu.

- Brzegi strome tzw. klifowe są intensywnie atakowane przez fale morskie.

W miarę cofania się brzegu siła uderzenia fal słabnie i całkowicie zanika przy pewnej odległości.

Brzegi płaskie , na których rozwinęła się platforma

Akumulacyjna tzw. taras to brzegi dojrzałe – nie występuje tu praktycznie niszcząca działalność morza.

Działalność akumulacyjna mórz

Środowisko morskie pod względem charakterystycznych zjawisk egzogenicznych dzielimy:

- Strefa litoralna – brzegowa, położona między zasięgiem przypływu i odpływu: obręb plaż, mierzeji, mielizny,

- Strefa sublitoralna – obejmuje szelfy i morza szelfowe-deponowane są tu osady nerytyczne – materiał okruchowy pochodzący z lądu oraz utwory rafowe

Strefa batialna – stoku kontynentalnego

- górna część stoku – obszar degradowalny

- dolna część stoku – przyrost z lądu osadów (warstwowane osady klastyczne).

Strefa abyssalna (głębina oceaniczna) – powstające tu osady to głównie to głównie muły i iły głębokomorskie.

Strefa osadów litoralnych – obszar ciągłych i szybkich zmian.

- Abrazja brzegu pod wpływem falowania wody,

- Rozkruszony materiał jest przenoszony przez fale, jest selekcjonowany,

- Brzeg się cofa i powstaje płaska powierzchnia tzw. platforma abrazyjna przekształca się w platformę akumulacyjną

Abrazja brzegowa a Polsce : Międzyzdroje, Trzęsacz, Ustka, Jastrzębia Góra.

Tempo abrazji brzegowej jest większa gdzie w osadach morenowych

występują przewarstwienia utworów wodonośnych.

Zapobieganie ruchom masowym występującym w strefach wybrzeży klifowych stosuje się:

- odwodnienia zboczy,

- mury oporowe, falochrony ścianki szczelne, bloki betonowe, gabiony.

- średnie tempo abrazji w Polsce:

- Trzęsacz – 1,1 m/rok, Jastrzębia Góra 0,9 m/rok

Strefa osadów nerytycznych (szelfu), tj. do głębokości 200 m.

-tworzą się skały klastyczne i organogeniczne

(w klimacie umiarkowanym i zmiennym dominują osady klastyczne, w gorącym organogeniczne, głównie rafy koralowe)

Strefa osadów batialnych

Głębokość od 200 do 3000 m . Osady okruchowe i biogeniczne( muły i muły wapienne).

Strefa osadów abisalnych

Wpływ lądu na osady abisalne jest nie znaczny, na dno spadają szczątki organizmów planktonicznych. Tu również powstają muły i iły.

DZIAŁALNOŚĆ WIATRU (działalnośc eoliczna)

- Wywiewanie cząstek mineralnych – deflacja

- Uniesione ziarna wiatru uderzają o skały rysują, polerują, drążą je – jest to zjawisko korazji.

Sposób transportowania cząstek mineralnych przez wiatr:

- suspensja - unoszenie w stanie zawieszonym (<0,2 mm)

- saltacja – przesuwanie skokowe,

- pełznięcie powierzchniowe

Akumulacja eoliczna:

Wydmy – wzgórza piaszczyste powstające w wyniku depozycji eolicznej

DZIAŁALNOŚĆ LODOWCÓW

Egzaracja lodowcowa = podłoże skalne ulega erozji pod wpływem nacisku lodowca podczas ruchu.

Oderwane okruchy skalne podczas ruchu lodowca są dalej rozdrabniane

Zlodowacenia i ich osady na terenie Polski

Warunki geologiczno – inżynierskie na obszarach akumulacji lodowcowej

Przy rozpatrywaniu osadów lodowcowych jako podłoża budowlanego zwrócić uwagę czy analizowany teren znajduje się w zasięgu ostatniego zlodowacenia, (północnopolskiego, bałtyckiego) bowiem grunty te mają stosunkowo młody wiek i charakteryzują się większa odkształcalnością w porównaniu z osadami starszych zlodowaceń. Dotyczy to przede wszystkim osadów spoistych. W osadach sypkich różnice te nie są tak istotne. W dokumentacji przekazywanej, projektantowi informacja taka musi być przekazana.

Obszar moreny czołowej – z punktu widzenia warunków gruntowo-wodnych jest b. dobry dla budownictwa.

Obszar występowania moreny dennej – w obszarach występowania gliny zwałowej W glinie mogą występować przewarstwienia w postaci piasków co może prowadzić do powstania połączeń hydraulicznych. Glin zwałowa sucha jest b. dobrym podłożem dlatego wykopy w glinie należy chronić przed woda opadowa jak i wody podziemnej. Uwilgotnienie gliny pogarsza parametry geotechniczne. Inny problem to pojedyncze głazy. Mogą powodować nierównomierne osiadania podłoża jak i są dużym utrudnieniem podczas prowadzenia badań geologiczno-inżynierskich.

Obszar występowania osadów sypkich – piaski żwiry lub pospółki . Generalnie bardzo dobre podłoże budowlane

Sandry – to przede wszystkim piaski w mniejszym stopniu żwiry. Grunty dobrze zagęszczone . Stanowią dobre podłoże budowlane.

Kemy - różne rodzaje gruntów od pyłów do żwirów . Trudne do jednoznacznej oceny. Lepsze gdy w podłożu występują żwiry aniżeli pyły.

Osady zastoiskowe – osady które wypełniają wcześniej istniejące niecki jeziorne. występują na całym Niżu Polski. Najbardziej typowym osadem są iły warwowe tzw. wstęgowe. Duża wrażliwość i drgania . Przy zachowaniu odpowiednich warunków, stosunkowo dobre podłoże gruntowe.

DZIAŁALNOŚĆ RZEKI

Niszczenie podłoża – erozja,

Przenoszenie materiału skalnego – transport

Osadzanie się materiału skalnego - akumulacja

Gromadzenie się osadów rzecznych – aluwia

Transport rzeczny

Materiał skalny dostarczany do rzeki :

- erozja dna i brzegów,

- spływ powierzchniowy z zboczy doliny,

- spływ wody gruntowej.

Zdolność transportowa rzeki – nośność

Największy ciężar poszczególnych cząsteczek jakie może transportować rzeka -wydolność

Sposoby transportu materiału

- wleczenie

- w postaci zawieszonej

- w postaci rozpuszczonej

W postaci zawieszonej i wleczonej/rok:

- Wisła – 1,5 mln ton materiału skalnego,

- Ganges – 350 mln ton,

- Wszystkie rzeki na świecie – 12,5 mld ton.

Erozja rzeczna

Erozja wgłębna – pogłębianie koryta rzecznego.

W rzekach o dużym spadku, nurt w tych rzekach położony jest centralnie. Powstają doliny wąskie, przekroju poprzecznym przypominają literę V.

Erozja boczna

Podział tarasów ze względu wysokość zalegania nad korytem rzecznym:

- Tarasy zalewowe (t₁) – przylegają bezpośrednio do koryta rzecznego. Poziom od kilkunastu cm do ok. 1m.Mały obszar. Zalewane są kilka razy w roku.

- Tarasy powodziowe (t₂) – tzw. łąkowe, zajmują duży obszar w dnach dolin, wznoszą się około od 1,0 do 2,0 m. zbudowane ze żwirów i piasków przykrytych warstwą mad.

- Tarasy wysokie(t₃) - zbudowane głównie ze żwirów i piasków, na powierzchni często wydmy.

Warunki geologiczno-inżynierskie na obszarach akumulacji rzecznej

Osady w obrębie tarasów akumulacyjnych:

- niespoiste: piaski i żwiry

- spoiste: mady

- organiczne; torfy , saprople.

Na tarasach zalewowych i powodziowych miąższość mady do kilku metrów.

Mady są warstwami b. ściśliwymi – bezpośrednie posadowienie budowli praktycznie nie możliwe.

Zwierciadło wód gruntowych reaguje szybko na zmiany poziomu wody w rzece.

POWIERZCHNIOWE RUCHY MASOWE

Grupa A – Spływy

Płynięcie (spływanie) – przy dużej ilości wody. Upłynnieniu łatwo ulegają gliny i iły, rzadziej piaski lub rumosze. Nazwy zjawiska :potoki błotne , spływy błotne.

Płynięcie trwa krótko, jest szybkie. Obejmuje niewielkie przestrzenie, ma charakter liniowy strumieni.

Spełzywanie – bardzo powolny, najczęściej stały, ruch przypowierzchniowy warstw skalnych leżących na zboczach. Spełzywaniu ulegają najczęściej pokrywy zwietrzelinowe stoków od 5 do 30⁰.

Zjawisko intensyfikuje się wiosną albowiem wówczas występuje największa wilgotność w całym roku.

Rozpoznanie: nierówna pofalowana powierzchnia o deniwelacji od 2 do 3m,wygięcie u podstaw pni drzew, na mapach charakterystyczny rysunek poziomic

Osypywanie szybkie przemieszczanie się po zboczu materiału luźnego lub sypkiego.

Zjawisko występuje w górach (w zasadzie bez udziału wody).

U podnóża ścian skalnych gromadzi się ostrokrawędzisty w postaci stożków usypiskowych zwanych PIARGAMI.

Osuwiska mogą zachodzić również w skarpach zbudowanych ze skał sypkich gdy skarpa nie jest pokryta roślinnością.

Podczas osypywania się w obrębie stożków następuje sortowanie materiału, najgrubsza frakcja znajduje się w dolnej części stożka , drobna na górnej. Kąt stoku naturalnego rośnie wraz z wielkością frakcji i ostro krawędziością i wynosi dla piasku 30, żwiru 35 i rumoszu 40^o .

Grupa b - Zsuwy

Zsuwanie- najczęściej spotykany rodzaj ruchów mas skalnych. Rezultatem tego są zsuwy posiadające bardzo wyraźną powierzchnię po której nastąpiło przemieszczenie mas po zboczu – tj. powierzchnię poślizgu. Materiał przemieszczony jest wyraźnie oddzielony od pozostałego.

Rodzaj powierzchni poślizgu na podstawie której podzielono zsuwy w grupie B:

1. naturalna pow. strukturalna, zluźnienie – przesunięcie następuje wzdłuż powierzchni o najniższej wytrzymałości na ścinanie albo wzdłuż powierzchni naturalnego struktury skalnej. Występuje tylko ruch ślizgowy – zsuwanie się wzdłuż powierzchni przemieszczenia.

2. powierzchnia powstała ze ścięcia wskutek przekroczenia wytrzymałości w materiale jednorodnym .Ruch ślizgowy połączony jest z obrotem poruszającego się materiału dookoła pewnego punktu.

Osuwiska konsekwentne - gdy powierzchnia poślizgu rozwija się wzdłuż jakiejś naturalnej płaszczyzny np. powierzchnia pomiędzy zwietrzeliną, a skałą nie zwietrzałą.

Osuwiska asekwentne - tworzą się w jednorodnych i najczęściej nie warstwowanych utworach np. gliny, iły, lessy. Powierzchnia poślizgu ma kształt wklęsły, cylin-dryczny.

Osuwiska insekwentne - powierzchnia poślizgu rozwija się niezależnie od istniejących powierzchni skalnych. Powierzchnia wzdłuż której nastąpiło przemieszczenie mas jest najczęściej wklęsła.

Grupa C - Obrywy

Obrywanie – oderwanie i bardzo szybkie przemieszczanie mas skalnych, najczęściej skał litych. Prędkość ruchu może dochodzić do 150 m/s. Obrywy skalne najczęściej występują w górach.

Problemy budownictwa na obszarach osuwiskowych

- Unikać posadawiania obiektów na ternach gdzie występują lub mogą wystąpić powierzchniowe ruchy masowe.

- W analizach brać pod uwagę koszty badań geologicznych i prac związanych z zabezpieczeniem stateczności zbocza.

- Podstawowe czynności przy zabezpieczaniu osuwisk:

- odwodnienie wód powierzchniowych jak i podziemnych,

- regulacja zboczy polegająca na zmniejszeniu kąta nachylenia,

- podparcie zbocza: np. palami, ścianami oporowymi, gwoź- dziowanie itp.

OGÓLNA CHARAKTERYSYKA PROCESÓW GEOLOGICZNYCH

Procesy geologiczne – naturalne przemiany w litosferze i na jej powierzchni

Procesy geologiczne mogą odgrywać role niszcząca albo budującą

Procesy egzogeniczne:

- wietrzenie - proces przystosowania się skał do panujących warunków fizycznych i chemicznych (rozpad skał ).

Zachodzi na styku litosfery z atmosferą ,hydrosferą i biosferą.

- erozja – mechaniczne niszczenie skał przez wody, lodowce i wiatr,

- powierzchniowe ruchy masowe - przemieszczanie w dół po stoku przypowierzchniowych partii skał i zwietrzeliny w wyniku działalności siły ciężkości.

Wietrzenie, erozja, powierzchniowe ruchy masowe→ prowadzą

do niszczenia powierzchni ziemi określamy łącznie jako denudację.

(denudare – ogołacać, odkrywać).

- sedymentacja - gromadzenie się osadów w wyniku osadzania materiału okruchowego, działalności organizmów, wytracania wód.

Denudacja + sedymentacja = gradacja czyli proces zrównywania

PROCES WIETRZENIA – rozdrabniania skały zmniejszenie zwięzłości i spoistości.

Strefa wietrzenia – przypowierzchniowa strefa skorupy ziemskiej w obrębie której zachodzą procesy wietrzenia - sięga tak głęboko jak głęboko docierają wpływy termiczne Słońca oraz chemiczna działalność wody i gazów.

Za dolną granicę strefy wietrzenia uważa się zazwyczaj zwierciadło wody podziemnej.

Głębokość zależy od:

budowy geologicznej

klimatu

głębokości występowania wód gruntowych

Wietrzenie mechaniczne (fizyczne) – skały ulegają kruszeniu i rozpadowi na ziarna minerałów, bez zmiany ich składu chemicznego.

Wietrzenie chemiczne - rozkład skał , zmienia się skład chemiczny substancji mineralnych w skale.

Wietrzenie jest procesem przygotowującym, a nawet warunkującym

powstanie i rozwój form egzogenicznych na powierzchni Ziemi.

Bez wietrzenia i bez udziału materiału wietrzelinowego, w procesach

niszczących powierzchnię Ziemi nie byłoby modelowania - nie zachodziłyby procesy obnażania - denudacji , ani żłobienia – erozji.

Aby wykonać pracę niszczącą , woda, wiatr. lód muszą zawierać gruz, okruchy, aby wykonać pracę niszczącą.

Wietrzenie mechaniczne

Wietrzenie insolacyjne - rozpad skały spowodowany na przemian nagrzewaniem i ochładzaniem.

Wietrzenie mrozowe – kongelacja - rozsadzanie i rozdrabnianie skały przez zamarzającą wodę.

Wietrzenie peryglacjalne – na obszarach polarnych i w rejonach trwałej zmarzliny.

Wietrzenie insolacyjne

Skały – złe przewodniki ciepła

W ciągu 1h ciepło może przepłynąć najwyżej 3 cm w głąb skały.

W ciągu 13 h około 30 cm

Granit, marmur piaskowiec zwiększają objętość o 0,005 – 0,012 % przy podniesieniu do 50⁰C wzrost obj. 0,12 do 0,69 %.

Wietrzenie mrozowe – kongelacja - rozsadzanie i rozdrabnianie skały przez zamarzającą wodę.

Wietrzeniu mrozowemu sprzyja częste wahania temp. ok. 0^o i obecność w szczelinach wód roztopowych lub deszczowych.

Cofanie się ścian:

Spitsbergen: 0,02 – 0,2 mm/rok, najsłabsza skuteczność w obszarach polarnych

Laponia : 0,02 – 0,5,

Alpy: 0,7 -1,0,

Tatry: 0,3 – 3,0, najbardziej skuteczne wietrzenie mrozowe w obszarach górskich

Intensywność wietrzenia zależy również od właściwości skały

- szybciej rozkruszają się skały porowate oraz gęsto pocięte (gnejsy, piaskowce, margle)

- bardziej odporne na wietrzenie mrozowe są skały zwięzłe (granit, gabro, kwarcyt)

Rozpad skał spowodowany zmianami temperatury może mieć formę:

- rozpad ziarnisty – dezintegracja granularna. Przyczyna rozpadu skały na drobne fragmenty – głównie różnice rozszerzalności termicznej minerałów budujących skałę.

- rozpad blokowy- dezintegracja blokowa, występuje w przypadku skal mono-mineralnych np. gruzowiska ostrokrawędzistych fragmentów kwarcytów występujące w Górach Świętokrzyskich. Powstałe w warunkach klimatu arktycznego w czasie plejstocenu.

- eksfoliacji- złuszczanie skały. –powierzchniowa część skały rozszerza się szybciej w porównaniu z wew. częścią skały

Przyczyna rozpadu mechanicznego ( wietrzenia fizycznego) skał może być również pęcznienie i skurcz minerałów ilastych.

Ciśnienie pęcznienia może wynosić 2000 kPa.

W Polsce zjawiska takie wystepują na obszarach występowania skał fliszowych – w Karpatach

Deformacja powierzchni wywołanych przemarzaniem

Wysadziny i przełomy – niszczą nawierzchnię dróg po każdej zimie. Dopływ wody pod powierzchnie asfaltu następuje, ku górze, dzięki zjawisku podsiąku kapilarnego. Woda adsorbowana jest na powierzchni szoczew i żył lodowych.

Wysadzinowość gruntów- zdolność do agregacji (przyrastania) lodu w ich strukturach deformacja powierzchni terenu uszkadzanie budowli

Zalecenia mające na celu przeciwdziałania skutkom wietrzenia i przemarzania

- Posadowienie fundamentu na głębokości większej niż głębokość przemarzania,

- Fundament powinien być wznoszony bezpośrednio po wykonaniu wykopu; wykop należy chronić przed przemarzaniem i działaniem wód opadowych.

Wietrzenie chemiczne .

Czynnik wietrzenia – woda opadowa zawierająca gazy pobrane z powietrza (tlen, azot, dwutlenek węgla,) i wsiąkająca w głąb skały.

Wskutek utleniania:

FeS₂ + H₂O + 3 ½ O₂ FeSO₄ + H₂SO₄

2Fe₃O₄ + 1/2 O₂ 3Fe₂O₃

Wskutek uwodnienia:

(anhydryt) CaSO₄ + 2H₂O₂ ↔ CaSO₄ ·2H₂O

Karbonatyzacja – oddziaływanie na skały CO₂ rozpuszczonego w wodzie:

CaCO₃ + H₂O + CO₂ ↔ Ca₂+ + 2HCO₃^-

Kaolinizacja - przeobrażanie krzemianów pod wpływem H₂O i CO₂ :

K₂ Al₂ Si₆O₁₆ + H₂O + CO₂ = H₂Al₂Si₅O₈ · 2H₂O +K₂CO₃ + 4SiO₂

Lateryzacja

2KAlSiO₃O₈ + 4H₂O → 2Al(OH)₂ + 6SiO₂ + 2KOH

Udział biosfery:

- korzenie wnikające w szczeliny – ułatwiają wnikanie wody, powietrza i CO₂,

- bakterie, dżdżownice, nornice, krety,

Formy wietrzenia chemicznego – wietrzenie ilaste i laterytowe.

Wietrzenie ilaste – powstają utwory złożone z krzemionki, wodorotlenków, tlenków żelaza i glinu tzw. minerały ilaste illit, kaolinit i montmorillonit

PROCES KRASU

Rozpuszczanie skał węglanowych (wapieni, dolomity) i gipsowo-

solnych przez wody powierzchniowe i podziemne.

Sole potasowo -magnezowe , sól kamienna i gips ulegają rozpuszcze-niu w czystej wodzie → wzrost zawartości w wodzie CO₂

CaCO₃ + CO₂ + H₂0 ↔ Ca(HCO₃)₂

Cecha charakterystyczna obszarów krasowych to brak rozwiniętej sieci wód powierzchniowych.

W wyniku ługującego działania wody powstają formy krasowe

powierzchniowe i podziemne

Na terenie Polski kras występuje na obszarze Jury Krakowsko-Częstochowskiej , w Tatrach Zachodnich, Pieninach, Górach Świętokrzyskich, na Wyżynie Lubelskiej

Główne minerały skałotwórcze od najłatwiej do najtrudniej wietrzejących:

1. Kalcyt

2. Dolomit

3. Oliwiny

4. Pirokseny

5. Amfibole

6. Skalenie

7. Biotyt

8. Muskowit

9. Kwarc

Muskowit i kwarc praktyczne nie wietrzeją – sa głównymi minerałami skał okruchowych

Zasadnicze kategorie produktów wietrzenia

- minerały niezmienione

- minerały wtórne , w wodzie nierozpuszczalne (hydrokrzemiany i wodorotlenki),

- minerały rozpuszczalne w wodzie – kationy grupy Ia i IIa

oraz aniony F ^-1 ; Cl ^-1 Br^-1; SO₄^-

Profil zwietrzelinowy

Gleba

Strefa gliniasta - Miejsce największego rozdrobnienia i największych zmian składu mineralnego skały. W zasadzie składa się z minerałów wietrzenia. Grunty nabierają nowych cech jak: plastyczność spójność, zdolność do kurczenia i pęcznienia w obecności wody.

Strefa gruzowa- Gruz drobny, strefa powstawania minerałow wietrzenio-wych np. minerałów ilastych

Bryły gruzu - kształt elipsoidalny i kulisty

Bryły gruzu - kształt ostrokrawędzisty

Strefa zgruzowania - Zbudowana jest z nieregularnych, ostrokrawędzistych bloków.

Sieć spękań.

Skład mineralny i tekstura skał w strefie bloków nie ulega

istotnym zmianom

Strefa monolityczna - Występują bezpośrednio ponad skała macierzysta , nieznacznie różnią się od skał znajdujących się w głębi masywu

Warunki geologiczno – inżynierskie na obszarach pokryw zwietrzelinowych

Utwory zwietrzelinowe pokrywają na południu Polski znaczny obszar . Występują zarówna na ternach płaskich jak i na stromych zboczach . Biorąc pod uwagę schemat profilu zwietrzelinowego widać, że nośność podłoża będzie wzrastać wraz z głębokością wraz ze zwiększaniem się zawartości okruchów skały macierzystej.

Wraz z głębokością prace będą coraz trudniejsze.

Warunki geologiczno – inżynierskie na obszarach występowania podziemnych form krasowych

- Duża różnica w nośności skał węglanowych i młodszych osadów które je przykrywają,

- Obecność kawern krasowych,

- Możliwość nierównomiernego osiadania konstrukcji

- Badania geotechniczne powinny być uzupełniane badaniami geofizycznymi.

WODY PODZIEMNE

Typy genetyczne wód podziemnych:

- wody infiltracyjne,

- wody kondensacyjne,

- wody juwenilne,

- wody reliktowe

Roczny opad – 510 000 km3
na powierzchnię lądów – około 100 000 km3

Średni opad na terenie Polski – 600 mm

Wody kondensacyjne – powstają w wyniku skroplenia pary wodnej – głownie w klimacie suchym i gorącym – ilość tych wód niewielka.

Wody juwenilne – (wody dziewicze) – pochodzą z magmy i po raz pierwszy biorą udział w cyklu hydrologicznym – wody o wysokiej mineralizacji i podwyższonej temperaturze.

Wody reliktowe - uwięzione w skałach wody, powstałe w dawnych epokach geologicznych i całkowicie izolowane od wpływu czynników zewnętrznych

Woda w skałach może występować w postaci: pary wodnej, wody higroskopijnej, wody kapilarnej, wody błonkowej i wody wolnej.

Poczynając od programowania badań b. istotnym jest współpraca projektanta obiektu z dokumentatorem czyli osobą sporządzającą dokumentację geotechniczną.

Celem ujednolicenia metodyki opracowań geotechnicznych wprowadzono tzw. kategorie geotechniczne, którą należy ustalić przed projektowaniem badań.

Zakres badań uzależniony jest od ustalonej kategorii geotechnicznej.

Przy ustalaniu kategorii geotechnicznej uwzględnić:

- stopień i złożoność warunków gruntowych,

- wielkość budowli,

- rozkład i sposób przekazywania obciążeń na podłoże,

- możliwość występowania różnic osiadań,

- oddziaływania podłoża w zależności od jej sztywności i podatności podłoża, z uwzględnieniem zmian w trakcie budowy,

- warunki dodatkowe np. agresywne oddziaływanie środowiska na budowlę,

- wrażliwość podłoża na odsłonięcie np. pęcznienie, wysychanie.

Kategorię geotechniczną ustala się na podstawie definicji podanej w PN-B-02479;1998

PODSTAWOWE ZASADY DOKUMENTOWANIA
GEOLOGICZNO-INŻYNIERSKIEGO

Dokumentowaniem geologiczno-inżynierskim – gromadzenie informacji dot.danego obszaru oraz zestawienie ich w odpowiednie opracowanie tzw. dokumentację.

Źródła informacji dla dokumentacji geologiczno-inżynierskiej:

- literatura, mapy geologiczne,

-wcześniej wykonane opracowania ,

- własne badania terenowe i laboratoryjne.

Dokumentacja geologiczno-inżynierska nazywana może być dokumentacją geotechniczną ; obecnie coraz częściej techniczne

badanie podłoża.

Stopnie złożoności warunków geotechnicznych

Proste warunki gruntowe:

- jednorodne, genetyce i litologiczne równoległe warstwy gruntów dobrej nośności,

- poziom wody gruntowej poniżej projektowanego poziomu posadowienia,

- brak niekorzystnych zjawisk geologicznych.

Złożone warunki gruntowe:

- niejednorodne, nieciągłe warstwy zmienne wykształcenie genetyczne i litologiczne,

- występowanie warstw gruntów słabych w tym organicznych i nasypów niekontrolowanych,

- poziom wody gruntowej w poziomie posadowienia lub powyżej,

- brak niekorzystnych zjawisk geologicznych (czynnych procesów geologicznych),

Skomplikowane warunki gruntowe:

- występowanie niekorzystnych zjawisk geologicznych ( zjawiska i formy krasowe, osuwiskowe, suffozyjne),

- szkody górnicze,

- obszary delt.

I kategoria – zalicza się małe i stosunkowo lekkie obiekty posadowione na prostym podłożu budowlanym. Obok lekkich budynków można do tej kategorii zaliczyć: ściany oporowe , niektóre budowle ziemne, płytkie wykopy.

Przykłady konstrukcji, które mogą być zaliczone do kategorii I wg PN-B02479/1998.

- jedno lub dwukondygnacyjne budynki o prostej konstrukcji i budynki rolnicze przy maksymalnym obciążeniu na słup równym 250 kN, a na ściany 100 kN/m, na fundamentach bezpośrednich , palowych lub studniach,

- ściany oporowe i zabezpieczenia wykopów , gdy różnica poziomów nie przekracza 2 m,

- płytkie wykopy powyżej zwierciadła wody gruntowej i niewielkie nasypy do wysokości 3m.

II kategoria geotechniczna Obejmuje budowle sztywne i wiotkie o konwencjonalnym rozwiązaniu fundamentów na prostym lub skomplikowanym podłożu z utrudnieniami polegającymi np. na konieczności nawiązania do istniejących fundamentów lub występowania w poziomie posadowienia gruntów spoistych plastycznych. Znajdują się tutaj także obiekty projektowane na zboczach zagrożonych powierzchniowymi ruchami masowymi.

III kategoria – wszystkie obiekty na skomplikowanym podłożu oraz obiekty bardzo duże lub wywołujące ryzyko w obszarach czynnych procesów geologicznych lub zagrażających środowisku. Np. Budynki o wysokim ciężarze, zapory wodne, mosty, tunele, konstrukcje na terenach górniczych.

Przykłady konstrukcji, które mogą być zaliczone do kategorii III wg PN-B02479/1998:

- budowle o o szczególnie dużych obciążeniach, budynki wysokie,

-budowle z wielokondygnacyjnymi podziemiami,

- zapory i inne konstrukcje działające w warunkach dużych różnic ciśnienia wody,

- przejścia pod komunikacyjne pod drogami o dużym natężeniu ruchu,

- duże mosty, wiadukty, estakady,

- fundamenty maszyn o znacznym obciążeniu dynamicznym,

- obiekty zakładów stosujących niebezpieczne substancje chemiczne,

- głębokie wykopy wykonywane w pobliżu budowli,

- konstrukcje osłonowe reaktorów jądrowych itp.,

- tunele w skałach miękkich i spękanych obciążone wodami naporowymi lub wymagające szczelności

Kategoria geotechniczna różnicuje rozstaw punktów badawczych oraz ich głębokość.

Punkt badawczy – każde miejsce , w którym wykonuje się obserwacje , pomiary lub badania geotechniczne . Punktami badawczymi są min. wiercenia, sondowania, odkrywki fundamentów, naturalne i sztuczne odsłonięcia profilu gruntowego.

Każda dokumentacja geotechniczna powinna składać się z dwóch części:

- część opisowa

- część graficzna.

W części opisowej podaje się informacje dot. lokalizacji obiektu , charakterystyka jego konstrukcji, , budowę geologiczną , warunki gruntowe, hydrogeologiczne występujące na zbadanym terenie. Zakończenie części opisowej powinny stanowić rozdział zawierający wnioski i zalecenia.

W części graficznej podaje się plan sytuacyjny z lokalizacją obiektu , punktów badawczych oraz liniami, przekrojów geologiczno – inżynierskich (geotechnicznych) oraz przekroje geologiczno-inżynierskie.

Dokumentacje do kategorii II i III powinny zawierać również : - zestawienie tabelaryczne wyników badań laboratoryjnych,

- karty dokumentacyjne otworów wiertniczych,

- wykresy sondowań,

- rysunki odkrywek i.t.p.

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA PRZYDATNOŚC TERENU DLA CELÓW BUDOWNICTWA

Warunki gruntowo-wodne lub geotechniczne – zespól warunków określających przydatność danego obszaru do zabudowy z punktu widzenia oceny podłoża.

Dobre i bardzo dobre warunki geologiczno - inżynierskie będą występowały na obszarze gdzie:

- powierzchnia terenu będzie zbliżona do płaskiego,

- w podłożu będą występowały grunty mało odkształcalne,

- podłoże jest homogeniczne,

- warstwowanie jest zbliżone do poziomego,

- w strefie robót ziemnych i fundamentowych brak będzie wody gruntowej,

PODSTAWOWE CECHY GEOLOGICZNO-INŻYNIERSKIE SKAŁ (GRUNTÓW)

Cechy geologiczno-inżynierskie (geotechniczne) skał (gruntów) – właściwości, które mają wpływ na ocenę przydatności podłoża do posadowienia na nim budowli, wykorzystania w budowlach ziemnych lub do obliczeń stateczności zboczy i skarp.

Relacja terminów skała – grunt Wg PN-86/B-02480 gruntami nazywamy wszystkie skały, a także substancje wytworzone przez człowieka oraz skały przeniesione z jednego miejsca w drugie.

W normie PN-86/B-02480, używa się określeń grunt skalisty i grunt nieskalisty, grunt nasypowy.

Intruzja magmy, wdarcie się plastycznej masy skalnej (magmy) w wyższe partie skorupy ziemskiej. Bezpośrednią przyczyną zachodzenia intruzji magmy są potężne ciśnienia tworzące się we wnętrzu skorupy ziemskiej w związku z ruchami górotwórczymi.
Nazwa ta obejmuje także masy skalne utworzone w głębszych warstwach Ziemi np.: batolit, dajka, lakolit.

Batolit, skała powstała przez intruzję magmy, złożona ze skał głębinowych, zajmujących przestrzeń o znacznych rozmiarach, od kilku do kilkuset kilometrów wszerz i wzdłuż, kilku kilometrów wzwyż.
Często zawiera złoża kruszcowe. Spąg batolitu jest nieosiągalny dla bezpośrednich obserwcji. W Polsce w Tatrach Wysokich.

Dajka, struktura lawowa powstała wskutek intruzji magmy w szczeliny skał skorupy ziemskiej i wypreparowania jej przez działalność niszczących czynników atmosferycznych.
Dajki występują w postaci twardzielowych murów wulkanicznych grubości od kilku centymetrów do kilkudziesięciu metrów, wyjątkowo do kilku kilometrów.
Największą dajką świata jest Great Dyke w Zimbabwe (500 km długości, 5-7 km szerokości).

Lakolit, lakkolit, jedna z charakterystycznych form zjawisk plutonicznych związanych z intruzją (wdzieraniem się magmy) w skorupę ziemską i nieprzedostaniem się jej na powierzchnię.
Lakolit ma kształt bochenka, soczewki lub grzyba, w przeciwieństwie do batolitu występuje blisko powierzchni Ziemi powodując wybrzuszenie się warstw skalnych nad intruzją w kształcie kopuły.

Ujścia deltowe tworzą rzeki niosące znaczne ilości zawiesin, a oddziaływanie pływów morskich jest niewielkie.

Ujścia lejkowe utworzyły się na wybrzeżach, gdzie występują duże pływy morskie. Podczas odpływu, nagromadzona w rzece zawiesina jest odprowadzana w głąb morza. Podczas przepływu nacierające morze poszerza ujście rzeki i wciska się nieraz daleko w głąb lądu.

Typy trzęsień ziemi:

a) tektoniczne (trzęsienia te odczuwane są na rozległym obszarze, mogą mieć gwałtowny przebieg; wstrząs główny i najsilniejszy poprzedzony jest kilkoma wstępnymi o mniejszej sile; może się również zdarzyć, że po wstrząsie głównym występują wstrząsy towarzyszące):

- echo ruchów górotwórczych (występują tam, gdzie w niedawnej przeszłości geologicznej powstały góry, obecnie nadal zdarzają się tu drobniejsze nagłe przesunięcia mas skalnych wzdłuż spękań skał)

- Związane z ruchem płyt litosfery wzdłuż uskoków (ruch płyt w strefie kolizji lub subdukcji nie jest płynny, gdy dojdzie do ich chwilowego zakleszczenia, to ciągły napór prowadzi do nagłego przesunięcia płyt (w pionie lub poziomie), powstaje wtedy uskok — dyslokacja)

- Związane z uskokami transformującymi w strefie ryftowej (strefy ryftowe wykazują dużą aktywność sejsmiczną, trzęsienia występują tu jako przejaw rozrastania się strefy ryftowej i tarć między uskokami transformującymi (przesuwczymi))

b) inne:

- wulkaniczne (spowodowane gwałtownym wdzieraniem się magmy w warstwy skalne i rozprężaniem zawartych w niej gazów; nie zawsze są bezpośrednio związane z wybuchem wulkanu; cechują się dużym nasileniem, ale niewielkim zasięgiem; są bardzo niebezpieczne dla terenów znajdujących się w pobliżu wulkanu; przebieg wstrząsów jest nieregularny)

- zapadliskowe (wywołane przez grawitacyjne ruchy mas skalnych, np. obrywy, osuwiska, zapadnięcie się stropu jaskiń krasowych lub komór podziemnych wyrobisk (tąpnięcia, zawały); na ogół są dość słabe: kilka wstrząsów wstępnych, dalsze w odstępie kilku dni (wstrząsy początkowe naruszają równowagę mas skalnych))