poprzednia strona

Za

łącznik A

(informacyjny)

INTERPRETACJA WYNIKÓW BADA

Ń CPT i CPTU

A.1 Interpretacja wyników

Na podstawie wyników bada

ń typu CPT i CPTU można ustalić miąższość warstw, sklasyfikować grunty i określić ich

w

łaściwości, dotyczy to również miękkich skał.

W badaniach CPTU ca

łkowity (skorygowany) opór stożka q

t

i wspó

łczynnik ciśnienia wody w porach B

q

powinny by

ć

ustalone dla q

c

i u okre

ślonych na tym samym poziomie.

Interpretacja wyników badania typu CPTU wymaga znajomo

ści ciśnienia wody w porach u

o

i ca

łkowitego naprężenia

pionowego

σ

vo

istniej

ących w gruncie przed badaniem. Wartość u

o

odpowiadaj

ąca ustabilizowanemu ciśnieniu wody w

porach,

σ

vo

mo

żna określać z uwzględnieniem ciężaru poszczególnych warstw gruntu.

W metodzie CPT do klasyfikacji gruntów s

łużą korelacje oparte na oporze stożka, lokalnym jednostkowym oporze tarcia

gruntu na tulei tarciowej i wska

źniku tarcia (lub współczynniku tarcia). Wykonanie badania typu CPTU i użycie

ca

łkowitego (poprawionego) oporu stożka q

t

, ci

śnienia

∆

u wzbudzonego w porach gruntu oraz wspó

łczynnika ciśnienia

wody w porach B

q

(i/lub lokalnego jednostkowego tarcia gruntu na tulei ciernej i wska

źnika lub współczynnika tarcia,

je

śli istnieje taka potrzeba) pozwala na dok ładniejszą ocenę rodzaju gruntu i jego klasyfikację.

A.2 Warto

ści wyprowadzone parametrów geotechnicznych

A.2.1 Ustalanie rodzaju gruntu oraz stopnia zag

ęszczenia i stopnia plastyczności

Do wst

ępnej identyfikacji rodzaju prekonsolidowanych gruntów na podstawie wyników badania CPT mo żna korzystać z

wykresu Marra (rysunek A.1), a w przypadku badania CPTU mo

żna stosować wykres opracowany przez Robertsona

(rysunek A.2), które dostosowano do gruntów wyst

ępujących w Polsce (wykres na rysunku A.2) stosuje si ę do gruntów

grupy genetycznej A, B i D, dla których B

q

<

0,5 [17].

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 1

Rysunek A.1 - Wykres do wst

ępnej identyfikacji rodzaju gruntu na podstawie wyników badania typu CPT

Rysunek A.2 - Adaptacja wykresu Robertsona dla gruntów polskich [17]

Warto

ści oporu stożka otrzymane za pomocą końcówek mechanicznej i elektrycznej ró żnią się. Zależność między

oporem pod sto

żkiem pomierzonym końcówką mechaniczną q

c

(m) a ko

ńcówką elektryczną q

c

(e) [6] jest nast

ępująca:

gdzie:

β

= 1,4

÷

1,7 dla gruntów spoistych

β

= 1,3

dla nawodnionych piasków

Zale

żności regionalne stanowią podstawę dla interpretacji wyników uzyskiwanych badaniami typu CPT i CPTU. W

przypadku braku takich zale

żności można korzystać z funkcji podanych poniżej dla gruntów niespoistych i spoistych.

Na podstawie oporu sto

żka qc dla piasków drobno-, średnio- i gruboziarnistych o wskaźniku różnoziarnistości U

>

3

mo

żna określić stopień zagęszczenia według zależności:

I

D

= 0,709 log q

c

- 0,165

przedstawionej na rysunku A.3.

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 2

Rysunek A.3 - Zale

żność stopnia zagęszczenia (I

D

) od oporu sto

żka (q

c

) w piaskach drobnych,

średnich i grubych [7]

Na podstawie ró

żnych badań opracowano propozycje zależności między oporem stożka a stopniem plastyczności

gruntów spoistych [4, 5, 7, 8, 10, 11, 18, 20, 21]. Do opracowania zale

żności wykorzystano materiały z badań typu CPT

z ko

ńcówką mechaniczną Begemanna.

Do oszacowania stopnia plastyczno

ści (I

L

) gruntów spoistych mo

żna wykorzystać następujące zależności:

I

L

= 0,242 - 0,427 log q

c

I

L

= 0,518 - 0,653 log q

c

I

L

= 0,729 - 0,736 log q

c

grunty spoiste - f

i

>

30 %

grunty spoiste - f

i

= 10 - 30 %

grunty spoiste - f

i

<

10 %

Graficznie zale

żności przedstawia rysunek A.4.

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 3

Rysunek A.4 - Zale

żność stopnia plastyczności (I

L

) od oporu sto

żka (q

c

) w gruntach spoistych [3]

Rysunek A.5 - Zale

żność pomiędzy stopniem plastyczności i oporem stożka dla dwóch analizowanych grup gruntów

spoistych [18]

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 4

Dla gruntów spoistych z regionu Wielkopolski, okolic Legnicy i Lublina opracowano zale

żności między stopniem

plastyczno

ści (I

L

) a oporem sto

żka netto (q

n

) [18].

Dla i

łów plioceńskich można wykorzystać następującą zależność:

I

L

= 0,059 q

n

-1.89

a dla glin piaszczystych zlodowacenia ba

łtyckiego i środkowopolskiego:

I

L

= 0,571 q

n

-1.44

Graficzne zale

żności przedstawia rysunek A.5.

A.2.2 Warto

ści wyprowadzone do obliczań nośności i osiadania fundamentów bezpośrednich

Do wyznaczania no

śności i osiadania fundamentów bezpo średnich na podstawie wyników badania typu CPT stosuje

si

ę metody półempiryczne lub analityczne.

Do oceny no

śności z zastosowaniem metod wykorzystujących bezpośrednio wytrzymałość gruntu na ścinanie w

warunkach bez odp

ływu, wartość S

u

mo

żna określić z poniższej zależności:

S

u

= (q

c

-

σ

vo

) / N

k

lub w przypadku CPTU:

S

u

= (q

t

-

σ

vo

) / N

kt

N

k

lub N

kt

s

ą parametrami wyznaczonymi na podstawie lokalnych do świadczeń.

Oszacowanie warto

ści N

K

, N

KT

mo

żna uzyskać z równoległych badań sondami CPT i krzyżakową (FVT) lub z

porównania wyników CPT z warto

ściami uzyskanymi z badań próbek gruntów w laboratorium.

Dla polskich gruntów spoistych silnie skonsolidowanych warto

ści N

KT

= 17 - 20 [15]. Dla czwartorz

ędowych utworów

spoistych normalnie skonsolidowanych i nieskonsolidowanych warto

ść N

KT

= 10 [9].

Do okre

ślenia nośności metodą analityczną wg normy [28] można określić kąt tarcia wewnętrznego gruntu

φ

' na

podstawie oporu sto

żka q

c

, uwzgl

ędniając jednocześnie, jeśli jest to wymagane, wpływ głębokości.

Przyk

ładowe wartości

φ

' okre

ślone na podstawie oporu stożka q

c

, do wyznaczania no

śności fundamentów

bezpo

średnich posadowionych w piaskach podano w tablicy A.1. Warto ści te nie uwzględniają wpływu głębokości.

Tablica A.1 - Zale

żność między oporem stożka, stanem gruntu a kątem tarcia wewnętrznego [7]

Opór sto

żka

q

c

[MPa]

Stan gruntu

K

ąt tarcia wewnętrznego

φ

[°]

<

2,5

2,5 - 5,0

5,0 - 10,0

10,0 - 20,0

>

20,0

bardzo lu

źny

lu

źny

średnio zagęszczony

zag

ęszczony

bardzo zag

ęszczony

<

30

30 - 35
35 - 40
40 - 45

>

45

Mo

żna stosować inne bardziej rozbudowane metody określenia

φ

' na podstawie q

c

, bior

ące pod uwagę efektywne

napr

ężenia pionowe, ściśliwość i współczynnik prekonsolidacji - tablice A.2, A.3, A.4, A.5.

Tablica A.2 - Identyfikacja warto

ści

τ

fu

gruntów polskich prowadzi do zale

żności N

k

[23]

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 5

Typ genetyczny gruntu

q

c

N

k

Gliny pokrywowe i zwa

łowe zlodowacenia Wisły

nieskonsolidowane lodowcem

q

c

= 0,5

N

k

= 12

q

c

= 2,5

N

k

= 25

Gliny zwa

łowe starsze skonsolidowane

q

c

= 1,5

N

k

= 12

q

c

= 7,0

N

k

= 20

utwory zastoiskowe czwartorz

ędowe iły pylaste,

gliny pylaste

q

c

= 1,2

N

k

= 6

q

c

= 3,5

N

k

= 15

I

ły plioceńskie i mioceńskie

q

c

= 1,3

N

k

= 8

q

c

= 4,5

N

k

= 14

Lessy

brak danych

Gytie

q

c

= 0,2

N

k

= 1

q

c

= 4,0

N

k

= 6

Tablica A.3 - Pokrywowe gliny zwa

łowe, nieskonsolidowane, młodsze zlodowacenie Wisły [23]

q

c

[MPa]

Stan gruntu

φ

[°]

c[kPa]

Uwagi

0,5

mi

ękkoplastyczny

8

10

po

średnie wartości można

interpolowa

ć liniowo

1,2

plastyczny

12

15

2,4

twardoplastyczny

20

20

Tablica A.4 - Gliny zwa

łowe zlodowaceń starszych [23]

q

c

[MPa]

Stan gruntu

φ

[°]

c[kPa]

Uwagi

1,5

twardoplastyczny

20

20

po

średnie wartości można

interpolowa

ć liniowo

4,5

pó

łzwarty

23

30

7,0

pó

łzwarty

26

40

Tablica A.5 - I

ły plioceńskie i mioceńskie oraz inne zastoiskowe (bez frakcji pylastych i piaszczystych) [23]

q

c

[MPa]

Stan gruntu

φ

[°]

c[KPa]

Uwagi

1,2

plastyczny/twardoplastyczny

10

20

2,4

twardoplastyczny/pó

łzwarty

12

20

4,8

pó

łzwarty

20

20

Za

łącznik B

(informacyjny)

INTERPRETACJA WYNIKÓW BADA

Ń PRESJOMETRYCZNYCH PMT

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 6

B.1 Warto

ści wyprowadzone parametrów geotechnicznych

Gdy stosuje si

ę metodę analityczną lub pośrednią, do określania parametrów geotechnicznych, wytrzymałość na

ścinanie i moduł ścinania można wyprowadzić z krzywej presjometrycznej.

Kiedy stosuje si

ę metody bezpośrednie lub częściowo empiryczne, można uwzględnić wszystkie warunki stosowalności

metody.

B.1.1 Presjometr Menarda

Na podstawie bada

ń presjometrycznych wykonanych w różnych gruntach na terenie kraju okre ślono zakresy

zmienno

ści modułu presjometrycznego (E

M

) i napr

ężenia granicznego (p

gr

) [10], które przedstawia poni

ższa tablica:

Tablica B.1 - Zakres zmienno

ści modułu presjometrycznego i naprężenia granicznego

B.1.2 Okre

ślanie rodzaju gruntu na podstawie E

op

(E

M

) i p

gr

(p

kr

) [19]

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 7

Tablica B.2 - Typowe warto

ści E

op

(E

M

) i p

gr

(p

kr

) dla ró

żnych rodzajów gruntów

Rodzaj gruntu

Modu

ł presjometryczny

E

op

(E

M

) [MPa]

Napr

ężenie graniczne

p

gr

(p

kr

) [MPa]

Torf, namu

ły organiczne

0,2

÷

2,0

0,02

÷

0,2

Gliny, i

ły miękkoplastyczne

0,5

÷

3,0

0,05

÷

0,3

Gliny, i

ły plastyczne, twardoplastyczne

3,0

÷

8,0

0,3

÷

0,8

Gliny, i

ły półzwarte i zwarte

8,0

÷

40,0

0,6

÷

2,0

Margle

5,0

÷

60,0

0,6

÷

4,0

Lu

źne piaski próchniczne lub zamulone

0,5

÷

2,0

0,1

÷

0,5

Py

ły, gliny pylaste

2,0

÷

10,0

0,2

÷

1,5

Piaski, pospó

łki, żwiry

5,0

÷

40,0

0,6

÷

5,0

Wspó

łczesne nasypy

0,5

÷

5,0

0,05

÷

0,3

Stare nasypy

4,0

÷

15,0

0,4

÷

1,0

Za

łączniki C.1, C.2, C.3 zawarte w ENV 1997-3 dotyczące wyznaczania parametrów geotechnicznych na podstawie

wyników z bada

ń presjometrycznych mogą być również stosowane.

Za

łącznik C

(informacyjny)

INTERPRETACJA WYNIKÓW BADA

Ń SONDĄ SPT

C.1 Warto

ści wyprowadzone parametrów geotechnicznych

C.1.1 Zasady ogólne

W przypadku gruntów niespoistych istnieje bogaty materia

ł doświadczalny (korelacje) dotyczący stosowania tej metody

do okre

ślania np. ilościowej oceny stopnia zagęszczenia, nośności i osiadania podłoża. Większość istniejących metod

oparta jest na nie poprawionych lub skorygowanych warto

ściach, odnoszących się do konkretnych lokalizacji.

Stosowanie sondy SPT w gruntach spoistych ogranicza si

ę do względnej oceny profilu gruntu lub jako ściowego

oszacowania w

łaściwości wytrzymałościowych gruntu. Można ją natomiast czasami stosować w ujęciu ilościowym, w

dobrze znanych warunkach gruntowych, w bezpo

średnim powiązaniu z innymi badaniami.

C.1.2 Sonda cylindryczna SPT

Interpretacj

ę wyników badań sondą cylindryczną SPT w piaskach drobno-, średnio- i gruboziarnistych można

przeprowadzi

ć na podstawie zależności przedstawionej na rysunku C.1:

I

D

= 0,441 log N

30

+ 0,118

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 8

Rysunek C.1 - Zale

żność stopnia zagęszczenia (I

D

) od liczby uderze

ń (N

30

) w piaskach drobnych,

średnich i grubych [7]

Orientacyjny stopie

ń plastyczności gruntów spoistych można określać na podstawie zależności [7] przedstawionych w

tablicy C.1.

Tablica C.1 - Zale

żność między stanem gruntu spoistego i stopniem plastyczno ści a liczbą uderzeń N

30

sondy

SPT

Stan gruntu

Stopie

ń plastyczności (I

L

)

Liczba uderze

ń

N

30

Mi

ękkoplastyczny

Plastyczny

Twardoplastyczny

Pó

łzwarty

Zwarty

0,50

<

I

L

≤

1,00

0,25

<

I

L

<

0,50

0

<

I

L

≤

0,25

I

L

≤

0

I

L

<

0

2 – 4

4 – 8

8 – 15

15 – 30

>

30

Za

łącznik D

(informacyjny)

INTERPRETACJA WYNIKÓW BADA

Ń SONDĄ DYNAMICZNĄ SD

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 9

D.1 Warto

ści wyprowadzone parametrów geotechnicznych

D.1.1 Zasady ogólne

W gruntach niespoistych, je

żeli tarcie wzdłuż żerdzi jest pomijalne, lub należycie skorygowane istnieje możliwość

wyznaczenia zale

żności pomiędzy parametrami geotechnicznymi i badań „in situ” a następnie zastosowania ich do

celów projektowania fundamentów.

W przypadku gruntów spoistych, ilo

ściowa ocena stanu gruntów spoistych jest trudniejsza i stosuje si ę ją tylko w

przypadku znajomo

ści lokalnych warunków, popartą odpowiednimi zależnościami. Tarcie o żerdzie odgrywa w tym

gruncie istotn

ą rolę i uwzględnia sieje przy interpretacji tarcia.

Istniej

ą zależności pomiędzy wynikami uzyskanymi z sondowań różnymi sondami dynamicznymi, innymi sondami oraz

parametrami geotechnicznymi.

D.1.2 Sondowania dynamiczne DP

Na podstawie sondowa

ń sondami DPL, DPM, DPH i DPSH można określić stopień zagęszczenia (I

D

) gruntów

niespoistych.

Do interpretacji wykresu sondowania konieczna jest znajomo

ść profilu litologicznego i położenia zwierciadła wody

gruntowej. Przed interpretacj

ą wykres sondowania weryfikuje się. Weryfikacja wykresów polega na eliminacji stref

nag

łych wzrostów liczby uderzeń spowodowanych występowaniem lokalnych przeszkód (np. otoczaki, kawa łki drewna

itp.), oraz wydzielaniu stref o podobnej, mo

żliwej do uśrednienia liczbie uderzeń, z uwzględnieniem granic zmian

rodzajów gruntu.

Na podstawie do

świadczeń zebranych podczas badań wykonanych w kraju stopień zagęszczenia piasków drobno-,

średnio- i gruboziarnistych o wskaźniku różnoziarnistości U

>

3 mo

żna określić z zależności między stopniem

zag

ęszczenia (I

D

) a liczb

ą uderzeń (N

k

):

sonda DPL

I

D

= 0,429 log N

10

+ 0,071

sonda DPM

I

D

= 0,431 log N

10

+ 0,176

sonda DPH

I

D

= 0,441 log N

10

+ 0,271

sonda DPSH

I

D

= 0,4441 log N

20

+ 0,196

Wykresy zale

żności przedstawiono na rysunku D.1

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 10

Rysunek D.1 - Zale

żność stopnia zagęszczenia (I

D

) od liczby uderze

ń (N

k

) dla ró

żnych rodzajów sond dynamicznych [2]

[12] [22]

W przypadku, gdy w strefie wyst

ępowania zwierciadła wody gruntowej piaski są w stanie średniozagęszczonym

koryguje si

ę uzyskane liczby uderzeń na 0,1 m lub 0,2 m zagłębienia sondy. W przedziale głębokości 1 m powyżej i od

2 m do 3 m poni

żej zwierciadła wody zarejestrowane liczby uderzeń zwiększa się o 50 % i dopiero określa stopień

zag

ęszczenia.

Wyniki sondowania mo

żna interpretować dopiero od tzw. głębokości krytycznej (t

c

), która dla sondy DPL-10 wynosi t

c

=

0,6 m, dla sond DPM-30 i DPH-50 wynosi t

c

= 1,0 m, a dla sondy DPSH-63,5 t

c

= 1,5 m.

Do korzystania z ró

żnych zależności korelacyjnych przydatna jest wartość jednostkowego dynamicznego oporu

sondowania (q

d

), czyli granicznej wytrzyma

łości gruntu pod stożkiem według tzw. wzoru holenderskiego:

gdzie:

Q

–

masa m

łota (N)

H

–

wysoko

ść swobodnego spadania młota (m)

A

–

powierzchnia podstawy sto

żka (m

2

)

P

–

masa

żerdzi, prowadnicy i kowadła (N)

N

k

–

liczba uderze

ń młota na 0,10 m 0,20 m wpędu końcówki sondy

e

–

zag

łębienie końcówki sondy pod wpływem jednego uderzenia

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 11

Za

łącznik E

(informacyjny)

INTERPRETACJA WYNIKÓW BADA

Ń MECHANICZNĄ SONDĄ WKRĘCANĄ WST

E.1 Interpretacja wyników bada

ń

Warto

ść oporu wkręcania sondy podawana jest w kN i odpowiada stopniowo przyk ładanemu obciążeniu. W przypadku

wykonywania obrotów, przy maksymalnym obci

ążeniu standardowym, odczyty podaje się w postaci liczby półobrotów

na ka

żde 0,2 m zagłębienia (półobrót/0,2 m).

Ze wzgl

ędu na wystąpienie różnic w wynikach uzyskiwanych sondami ręczną i mechaniczną zaleca się stosować w

badaniach jedynie mechaniczn

ą sondę wkręcaną.

Wyniki sondowa

ń mechaniczną sondą wkręcaną (WST) interpretuje się w zasadzie jakościowo. Podstawą do

interpretacji wyników jest opracowany wykres obci

ążenia i liczby półobrotów.

W piaskach w stanie lu

źnym i średniozagęszczonym sonda wkręcana ma dobrą czułość. Tarcie żerdzi o grunt istotnie

wp

ływa na wyniki badań. W gruntach spoistych, ze względu na tarcie gruntu o żerdzie, maksymalny zasięg

g

łębokościowy sondy wynosi 6 m [1].

E.2 Warto

ści wyprowadzone parametrów geotechnicznych

Dla piasków drobno-,

średnio- i gruboziarnistych można stopień zagęszczenia oszacować na podstawie zależności

podanych w tablicy E.1 [7].

Tablica E.1 - Zale

żność między liczbą półobrotów mechanicznej sondy wkręcanej WST a stopniem

zag

ęszczenia piasków, przy obciążeniu 1 Kn [7]

Stan gruntu

Stopie

ń zagęszczenia

I

D

Liczba pó

łobrotów na 0,20 m

zag

łębienia sondy N

Bardzo lu

źny

Lu

źny

Średnio zagęszczony

Zag

ęszczony

I

D

<

0,15

0,15

<

I

D

≤

0,33

0,33

<

I

D

≤

0,67

I

D

>

0,67

<

10

10 – 20

20 – 60

>

60

Przyjmuje si

ę, że grunty, w które sonda WST zagłębia się pod obciążeniem statycznym nie nadają się do posadowienia

bezpo

średniego. Jest ono możliwe, gdy sonda pod maksymalnym obci ążeniem 1 kN zagłębia się przy liczbie

pó

łobrotów powyżej 10.

Za

łącznik F

(informacyjny)

INTERPRETACJA WYNIKÓW BADA

Ń SONDĄ KRZYŻAKOWĄ FVT

F.1 Warto

ści wyprowadzone parametrów geotechnicznych

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 12

Na podstawie bada

ń sondą obrotową określa się wytrzymałość na ścinanie bez odpływu (

τ

max

) i wytrzyma

łość

rezydualn

ą (

τ

min

) po dziesi

ęciu obrotach końcówki.

Orientacyjnie mo

żna określić stopień plastyczności gruntów spoistych na podstawie wyników bada ń sondą krzyżakową

wed

ług zależności podanych w tablicy F1.

Tablica F.1 - Zale

żność między stanem gruntu, stopniem plastyczności a wytrzymałością na ścinanie bez

odp

ływu [7]

Stan gruntu

Stopie

ń plastyczności

I

L

Wytrzyma

łość na ścinanie bez

odp

ływu

τ

max

[kPa]

Mi

ękkoplastyczny

Plastyczny

Twardoplastyczny

I

L

>

0,50

0,25

<

I

L

≤

0,50

0

<

I

L

≤

0,25

0 – 40

40 – 80

80 – 160

Stosunek wielko

ści (

τ

max

) i (

τ

min

) jest miar

ą wartości wskaźnika wrażliwości strukturalnej gruntu spoistego wed ług

wzoru:

w którym:

τ

max

- wytrzyma

łość na ścinanie, kPa

τ

min

- wytrzyma

łość rezydualna, kPa

Stopie

ń wrażliwości strukturalnej gruntu w zależności od wartości wskaźnika I

R

okre

śla się według tablicy F.2 [24].

Tablica F.2 - Warto

ści wskaźnika wrażliwości strukturalnej gruntów spoistych [24]

Wska

źnik I

R

Stopie

ń wrażliwości gruntu

2 – 4

4 – 8

>

8

grunty niewra

żliwe

grunty wra

żliwe

grunty bardzo wra

żliwe

Analiza wyników bada

ń przeprowadzona przez wielu badaczy wykazała, że wytrzymałość gruntu na ścinanie bez

odp

ływu określana sondą obrotową jest zawyżona. Z tego powodu do obliczeń stateczności i nośności celowe jest

wprowadzanie skorygowanej warto

ści wytrzymałości na ścinanie bez odpływu

τ

*

max

wed

ług zależności:

W literaturze proponowane s

ą różne współczynniki korekcyjne µ. Dla gruntów spoistych współczynnik korekcyjny µ

wed

ług Bjerruma jest funkcją wskaźnika plastyczności I

p

lub granicy p

łynności w

L

(rysunek F.1) [13]. Dla torfów

w

łóknistych (stopień rozkładu R

<

30 %) wspó

łczynnik korekcyjny µ = 0,65, a w torfach średnio rozłożonych (R = od 35

% do 60 %) µ = 0,80.

Sond

ę obrotową stosuje się w badaniach gruntów spoistych i organicznych, których wytrzyma łość na ścinanie

τ

f

<

150

kPa. Do badania gruntów bardzo s

łabych (

τ

f

<

50 kPa) stosuje si

ę końcówkę krzyżakową o wymiarach 80 mm x 160

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 13

mm.

Rysunek F.1 - Wspó

łczynniki korekcyjne µ w zależności od granicy płynności (linia ciągła) i wskaźnika plastyczności

(linia przerywana) [13]

Za

łącznik G

(informacyjny)

INTERPRETACJA WYNIKÓW BADA

Ń DYLATOMETREM

G.1 Warto

ści wyprowadzone parametrów geotechnicznych

Do okre

ślania nośności fundamentów bezpośrednich na podstawie wyników badań gruntu dylatometrem stosuje się

odpowiedni

ą metodę analityczną.

Warto

ść wyprowadzona wytrzymałości na ścinanie bez odpływu s

u

dla i

łów plioceńskich oblicza się stosując

zmodyfikowan

ą zależność empiryczną Marchettiego w postaci [15]:

gdzie:

τ

fu

– wytrzyma

łość na ścinanie bez odpływu

σ'

vo

– efektywne napr

ężenie pionowe „in situ”

Κ

D

– wspó

łczynnik naprężenia poziomego

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 14

lub na podstawie innych dobrze udokumentowanych zale

żności opartych na doświadczeniach lokalnych.

Za

łącznik H

(informacyjny)

INTERPRETACJA WYNIKÓW BADA

Ń PŁYTĄ PLT

H.1 Interpretacja wyników

Wyniki PLT przedstawiane s

ą w postaci krzywej zależności nacisku i odpowiadającego mu osiadania, na której

zaznacza si

ę wartość granicznego naprężenia kontaktowego (rysunek H.1).

Rysunek H.1 - Zale

żność pomiędzy przyłożonym naciskiem a osiadaniem p łyty posadowionej na wrażliwym ile lub

zag

ęszczonym piasku

Jako warto

ść granicznego naprężenia kontaktowego z badania PLT można przyjąć:

–

w przypadku i

łów wrażliwych lub piasków zagęszczonych - największy możliwy nacisk p

u1

(rysunek H.1);

–

nacisk p

u2

, przy którym pe

łzanie s(t +

∆

t) - s(t) znacznie wzrasta (rysunek H.2);

–

nacisk p

u3

, przy którym osiadanie jest równe 15 %

średnicy lub szerokości płyty.

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 15

Rysunek H.2 - Ocena granicznego nacisku na powierzchni styku przy pe

łzaniu (p

u2

mo

że być alternatywną metodą

wyznaczania granicznego napr

ężenia kontaktowego p

u

).

H.2 Warto

ści wyprowadzone parametrów geotechnicznych

Wyniki PLT mog

ą być wykorzystywane do prognozowania zachowania się fundamentów bezpośrednich.

Okre

ślenie wartości wyprowadzonych parametrów geotechnicznych dotyczy warstwy jednorodnej, gdy grubo ść danej

warstwy pod p

łytą jest co najmniej dwa razy większa od szerokości lub średnicy płyty.

Wyniki bada

ń PLT mogą być wykorzystywane w projektowaniu bezpośrednim tylko wtedy, gdy:

–

wymiary p

łyty były dobrane z uwzględnieniem szerokości planowanego fundamentu bezpośredniego (w takim

przypadku obserwacje transformowane s

ą bezpośrednio);

–

istnieje jednorodna warstwa do g

łębokości równej dwóm szerokościom planowanego fundamentu (w takim

przypadku wyniki bada

ń z zastosowaniem płyty o mniejszych wymiarach, nie uwzględniających szerokości

planowanego fundamentu bezpo

średniego są ekstrapolowane na rzeczywiste wymiary fundamentu).

Je

żeli stosuje się metodę odkształceń do oszacowania osiadania, modu ł odkształcenia E

m

mo

że być obliczany na

podstawie modu

łu podatności E

PLT

, uzyskanego z badania.

Wspó

łczynnik podatności podłoża k

s

wykorzystywany do oszacowania osiadania mo

że być obliczany na podstawie

wyników bada

ń przy wzrastającym obciążeniu.

W projektowaniu wyniki bada

ń PLT mogą być stosowane bezpośrednio bez wyznaczania parametrów geotechnicznych.

Przy wykorzystaniu wyników PLT do wyznaczania osiadania fundamentu pasmowego zaleca si

ę, by wymiary płyty

pozostawa

ły w określonej proporcji do szerokości podstawy fundamentu.

Zalecane wymiary p

łyty dla różnych fundamentów pasmowych przedstawiono poni żej:

– szeroko

ść podstawy fundamentu

[m]

0,5

1,0

1,5;

– powierzchnia prostok

ątnej płyty

[m

2

]

1,0

2,25

4,0.

Za

łącznik I

(informacyjny)

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 16

MAKROSKOPOWE OKRE

ŚLENIE STOPNIA ZWIETRZENIA SKAŁ

Tablica 1.1 - Przyk

ład uproszczonej klasyfikacji wietrzenia ska ły

Stopie

ń

Stopie

ń ZWIETRZENIA

Cechy charakterystyczne w próbkach I rdzeniach

I

Ska

ła niezwietrzała

Brak widzialnych oznak wietrzenia materia

łu skalnego, możliwe

nieznaczne odbarwienie na wi

ększych powierzchniach

nieci

ągłości

II

Ska

ła słabo zwietrzała

Odbarwienie wskazuje wietrzenie materia

łu skalnego i

nieci

ągłość warstw

III

Ska

ła średnio zwietrzała

Mniej ni

ż połowa materiału skalnego jest rozłożona lub

zamieniona w grunt. Niezwietrza

ła lub odbarwiona skała

wyst

ępuje w formie ciągłej lub jako gruz skalny

IV

Ska

ła silnie zwietrzała

Wi

ęcej niż połowa materiału skalnego jest rozłożona lub

zamieniona w grunt.

Świeża lub odbarwiona skała występuje w

postaci szkieletu lub okruchów

V

Ska

ła bardzo silnie zwietrzała

Ca

ły materiał skalny jest rozłożony albo zamieniony w grunt.

VI

Grunt rezidualny

Ca

ły materiał skalny jest zamieniony w grunt spoisty. Struktura i

tekstura materia

łu są zniszczone. Występuje duża zmiana

obj

ętości, ale grunt występuje w miejscu wietrzenia

Za

łącznik J

(informacyjny)

BIBLIOGRAFIA

[1]

Borowczyk M., Frankowski Z., - Badania gruntów statyczn

ą sondą wkręcaną, Przegląd Geologiczny nr 6,

Warszawa 1978

[2]

Borowczyk M., Frankowski Z., - An improvement in dynamic and static sounding results interpretation,
Proc. 10

th

Inter. Conf. Soil Mech. Found. Eng, vol. 2, Stockholm 1981

[3]

Borowczyk M., Frankowski Z.,- Problemy interpretacji wyników sondowa

ń dynamicznych w gruntach

niespoistych, In

żynieria i Budownictwo, nr 7-8,1985

[4]

Borowczyk M., - Mo

żliwości charakterystyki podłoża gruntowego metodami polowymi (doświadczenia z

budowy metra w Warszawie), 50 lat Geotechniki w ITB, Warszawa 1995, s. 200-207

[5]

Buca B., - Interpretacja wyników sondowania sond

ą wciskaną w świetle nowych badań. Inżynieria

Morska i Geotechnika, nr 1,1983, s. 204-205

[6]

Bustamante M., Gianeselli L., - Design of auger displacement piles from in situ tests. Proc. 2

nd

Inter.

Geotechnical Seminar on Deep Foundations on Bored and Auger Piles. (Ghent, Belgium). A.A. Balkema.
Rotterdam 1993

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 17

[7]

Filipowicz A., Frankowski Z., Wysoki

ński L., - Projekt normy - Podłoże gruntowe i fundamenty. Badania

polowe. Sondowania, arch. ITB, arch. PKN, 1994

[8]

Filipowicz A., - Projektowanie posadowie

ń na podstawie badań sondą statyczną CPTU. 50 lat

Geotechniki w ITB, Warszawa 1995, s. 192-199

[9]

Frankowski Z., - Ocena parametrów wytrzyma

łościowych gruntów spoistych metodami polowymi, X

Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Fundamentowania, Warszawa 1993

[10]

Frankowski Z., - Charakterystyka typowych gruntów Polski na podstawie wyników bada

ń polowych, Arch.

Pa

ństwowego Instytutu Geologicznego, Warszawa 1994

[11]

Gawlik J., - Wytyczne wykonywania bada

ń sondą wciskaną i interpretacji wyników badań. Wyd.

Geoprojekt, Warszawa 1979

[12]

Gi

żyński T., - Metodyka cechowania sondy dynamicznej ci ężkiej. Inżynieria Morska i Geotechnika, nr 4

1998

[13]

Hansbo S., - Foundation Engineering. Developments in Geotechnical Engineering, Elsevier, Amsterdam
- London - New York - Tokyo 1994

[14]

ITB, Instrukcja 232 - Instrukcja wykonywania próbnych obci

ążeń gruntu płytą sztywną i świdrem

talerzowym. Warszawa 1980

[15]

Kowalczyk D., Szyma

ński A., Borowczyk M., - Możliwości wyznaczania wytrzymałości gruntów silnie

prekonsolidowanych na podstawie bada

ń terenowych, Przegląd Naukowy Wydziału Melioracji i Inżynierii

Środowiska, zeszyt 12, Warszawa 1996

[16]

Milancej P., - Metodyka okre

ślania parametrów fizycznych i mechanicznych gruntów niespoistych za

pomoc

ą nowej sondy dynamicznej, praca doktorska, 1995

[17]

M

łynarek Z., Tschuschke W., Wierzbicki J., - Klasyfikacja gruntów pod łoża budowlanego metodą

statycznego sondowania, XI Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Fundamentowania. Geotechnika
w budownictwie i transporcie, PG Gda

ńsk 1997

[18]

M

łynarek Z. Tschuschke W., Niedzielski A., - Ocena stanu konsystencji gruntów spoistych metod ą

statycznego sondowania, XI Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Fundamentowania. Geotechnika
w budownictwie i transporcie, PG Gda

ńsk 1997

[19]

Tarnawski M., - Interpretacja wyników sondowa

ń w gruntach niespoistych. Inżynieria Morska i

Geotechnika, nr 1,1983, s. 202-204

[20]

Tschuschke W., Wierzbicki J., - Zastosowanie techniki statycznego sondowania do oceny parametrów
geotechnicznych pod

łoża. Współczesne Problemy Geologii Inżynierskiej w Polsce. Materiały II

Ogólnopolskiego Sympozjum w Kiekrzu k/Poznania, 20-30 maja 1998

[21]

Wi

łun Z., - Zarys geotechniki. Wyd. Komunikacji i Łączności, Warszawa 1987, s. 662-680

[22]

Wysoki

ński L., Filipowicz A., - Propozycje postanowie ń krajowych w zakresie sondowań dynamicznych

sondami sto

żkowymi w Polsce, Inżynieria Morska i Geotechnika nr 1 1995

[23]

NG-7/97 - Projektowanie posadowie

ń bezpośrednich na podstawie wyników badań in situ. Interpretacja

sondowania sto

żkową sondą wciskaną. Praca statutowa ITB, arch. ITB, 1997

[24]

Wytyczne wykonywania bada

ń podłoża gruntowego lekką sondą stożkową i sondą obrotową, 1975

Instrukcje i metody bada

ń geologicznych, zeszyt 29, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa

[25]

ENV 1997-1:1994 Eurocode 7 - Geotechnical design - Part 1: General rules

[26]

ENV 1997-2:1998 Eurocode 7 - Geotechnical design - Part 2: Design assisted by laboratory testing

[27]

ENV 1997-3:1998 Eurocode 7 - Geotechnical design - Part 3: Design assisted by field testing

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 18

[28]

PN-81/B-03020 Grunty budowlane - Posadowienie bezpo

średnie budowli - Obliczenia statyczne i

projektowanie

[29]

Materia

ły Konferencyjne - Harmonizacja polskich norm geotechnicznych z systemem norm europejskich.

Mr

ągowo 2000

PN-B-04452:2002 Geotechnika Badania polowe

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

żone.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Cz

ęść 3 Strona 19