MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
1
1
BADANIA TERENOWE GRUNT
BADANIA TERENOWE GRUNT
Ó
Ó
W
W
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
2
2
METODY POZYSKIWANIA INFORMACJI
METODY POZYSKIWANIA INFORMACJI
GEOTECHNICZNYCH
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
3
3
Metoda A
wszystkie niezbędne wielkości
charakterystyczne gruntu
wyznaczane są bezpośrednio
na podstawie badań
polowych lub laboratoryjnych.
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
4
4
Metoda B
Podstawowe wielkości charakterystyczne gruntu
• geneza powstania
• stopień plastyczności
I
L
dla gruntów spoistych
• stopień zagęszczenia
I
D
dla gruntów niespoistych
wyznaczane są metodą A (bezpośrednio)
i następnie
• z zależności korelacyjnych ustalane są pozostałe
parametry podłoża gruntowego.
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
5
5
Metoda C
polega na
przyjęciu wartości parametrów gruntów
określonych na podstawie praktycznych doświadczeń
budownictwa na innych podobnych terenach
budowlanych
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
6
6
DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
7
7
KATEGORIE GEOTECHNICZNE
KATEGORIE GEOTECHNICZNE
• Przy
ustalaniu kategorii geotechnicznej
dla obiektu
budowlanego należy
uwzględnić
:
• stopień złożoności istniejących
warunków gruntowych
• wielkość obiektu budowlanego i koszt jego wykonania
•
rozkład
i
sposób przekazywania obciążenia
obiektu na
podłoże gruntowe
• możliwość występowania różnicy osiadań
• oddziaływanie podłoża na obiekt budowlany
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
8
8
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
9
9
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
10
10
RODZAJE WARUNK
RODZAJE WARUNK
Ó
Ó
W GRUNTOWYCH
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
11
11
USTALANIE GEOTECHNICZNYCH
USTALANIE GEOTECHNICZNYCH
WARUNK
WARUNK
Ó
Ó
W POSADOWIENIA
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
12
12
USTALANIE WARTO
USTALANIE WARTO
Ś
Ś
CI PARAMETR
CI PARAMETR
Ó
Ó
W
W
GEOTECHNICZNYCH GRUNTU
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
13
13
pęcznienie
zawartość węglanów
zawartość części organicznych
stopień zagęszczenia
wskaźnik zagęszczenia
wytrzymałość na ścinanie
sztywność
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
14
14
ZAKRES BADA
ZAKRES BADA
Ń
Ń
w TERENIE
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
15
15
OGL
OGL
Ę
Ę
DZINY i WYWIAD w TERENIE
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
16
16
SONDOWANIE POD
SONDOWANIE POD
Ł
Ł
O
O
Ż
Ż
A GRUNTOWEGO
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
17
17
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
18
18
Sonda do badania gruntu:
1) ruchoma część młota, 2) nieruchoma
część młota, 3) prowadnica młota,
4) końcówki sondy, 5) żerdź sondy
1
3
2
4
5
1
2
Sonda krzyżakowa,
do pomiaru oporu gruntu na ścinanie:
1) klucz dynamometryczny, 2) końcówki
sondy
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
19
19
Sonda krzyżakowa – badanie gruntów s
ł
abych
Schemat ścinania gruntu sondą krzyżakową
Dla s
ł
abych gruntów
Φ
u
= 0,
zatem
τ
f
=
c
u
(
opór ścinania = spójności
)
(mad, mu
ł
ów i torfów)
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
20
20
Badania presjometryczne
Zasada badań presjometrem:
mierzymy deformacje ścianki
otworu wiertniczego w
wyniku przy
ł
ożenia do niej
określonego obciążenia
poziomego, ko
ł
owo-
symetrycznego.
Mierzymy wielkość ciśnienia p
ł
ynu
oraz wzrost objętości komory, czyli
deformację objętościową otworu.
Wyniki
:
•
modu
ł
odkszta
ł
cenia,
• naprężenie graniczne,
• naprężenie dopuszczalne.
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
21
21
Wyniki badań
presjometrem
1. Presjometryczny modu
ł
odkszta
ł
cenia
:
E
p
=
K
(
∆
p
/
∆
V
)
K
–
wspó
ł
czynnik odkszta
ł
cenia sondy
zależny od średniej objętości p
ł
ynu
V
m
doprowadzonego do komory pomiarowej
2. Edometryczny modu
ł
ściśliwości
:
M
0
=
k
0
E
p
k
0
– wyznaczamy z rysunku
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
22
22
3. Naprężenie dopuszczalne
:
σ
dop
=
k
(
p
gr
–
σ
x
ρ
) / 3 +
σ
z
ρ
p
gr
– naprężenie graniczne określone z wykresu,
σ
x
ρ
,
σ
z
ρ
– naprężenie pierwotne – poziome i pionowe na g
ł
ębokości
wykonywania pomiarów,
k
– wspó
ł
czynnik nośności, zależny od rodzaju i g
ł
ębokości
posadowienia, rozmiaru i kszta
ł
tu fundamentu oraz
rodzaju gruntu (
k
= 0,8÷3,0)
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
23
23
OTWORY BADAWCZE
OTWORY BADAWCZE
Do
ł
y próbne Otwory wiertnicze
• dają obraz:
uwarstwienia gruntu,
warunków wodnych,
• umożliwiają pobranie próbek
NNS
• umożliwiają pobranie próbek gruntu:
z większych g
ł
ębokości,
poniżej zwierciad
ł
a wody gruntowej
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
24
24
DO
DO
Ł
Ł
Y PR
Y PR
Ó
Ó
BNE
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
25
25
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
26
26
w dole próbnym mamy możliwość
:
•
układu warstw gruntu
•
bezpośrednich oględzin
:
•
jego rodzajów i stanów na ścianach dołu i w jego dnie
• pobierania
próbek
gruntów
NU
,
NW
oraz
NNS
do
dalszych badań (
nienaruszonych i naruszonych
)
• przeprowadzenie
wstępnych statycznych
i
dynamicznych
obciążeń podłoża
• pobranie próbek wody
• zinwentaryzowanie istniejących fundamentów
(dokładne określenie sposobu i głębokości posadowienia oraz
parametrów geotechnicznych podłoża)
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
27
27
szybik badawczy
deskowanie
bale usztywniaj
ą
ce
bale rozporowe
a )
b )
a) widok z góry
b) przekrój pionowy
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
28
28
wykop badawczy
wykop badawczy
G
ł
ę
b
o
k
o
ś
ć
w
y
k
o
p
u
Szeroko
ść
wykopu
Półka 1
Półka 2
ppt
NNS
NNS
NNS
NNS
Półka 1
PWG
PWG
Poziom wody gruntowej
Miejsce pobrania próbki NNS
Półka do badania gruntu oraz pobierania próbki NNS
Pogł
ę
bienie dołu do zbieraj
ą
cej si
ę
wody
Schemat wykopu badawczego
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
29
29
WIERCENIA BADAWCZE
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
30
30
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
D
z
max
Głębokość do badań
profilu geotechnicznego
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
31
31
I kategoria geotechniczna
potrzebna głębokość badań do ustalenia profilu gruntowego
z
max
2 - 3 m
poniżej poziomu posadowienia
II kategoria geotechniczna
–
z
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
–
z
max
jak dla II kategorii
głębokość wierceń badawczych
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
32
32
PWG - poziom wody gruntowej
PPW - pizometryczny poziom wody
trójnóg
lina
wci
ą
garka
pokr
ę
tło
rura osłonowa
but
ś
wider
obejma rurowa
uchwyt przesuwny
ż
erdzi
wiercenie otworu rurowego za pomocą trójnogu
1
2
Końcówki wierteł
badawczych,
1 – łyżki rurowe,
2 – świder spiralny
Grajcary
do
wyciągania
kamieni
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
33
33
przyrządy wiertnicze
a) szlamówka – do wiercenia w gruntach nawodnionych,
b) świder spiralny – do gruntów suchych i zbitych,
c)
ł
yżka rurowa (szypa) – do i
ł
ów, glin i gruntów mieszanych,
d) świder
ł
yżka – do twardych i
ł
ów i margli,
e) d
ł
uto – do przewiercania ska
ł
i rozbijania g
ł
azów,
f) Grajcar – do wyciągania mniejszych kamieni.
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
34
34
wiertnica samojezdna na podwoziu kołowym
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
35
35
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
36
36
•
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
37
37
RODZAJE PR
RODZAJE PR
Ó
Ó
BEK
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
38
38
• stosować
prawidłowe oznakowanie próbek
– umożliwiające
ich identyfikację
•
liczba
pobieranych
próbek
powinna być zależna od:
stopnia skomplikowania budowy geologicznej
przyjętego programu badań
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
39
39
ZAKRES BADA
ZAKRES BADA
Ń
Ń
GEOTECHNICZNYCH
GEOTECHNICZNYCH
w
w
LABORATORIUM
LABORATORIUM
• badania
fizyczno-mechanicznych
i
dynamicznych
właściwości gruntu
• badania
chemicznych
właściwości gruntów i wód
gruntowych
• badania próbek ulepszonych i materiałów
zastosowanych do ulepszania podłoża gruntowego
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
40
40
WYNIKI BADA
WYNIKI BADA
Ń
Ń
GRUNTU
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
41
41
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
42
42
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
MG SS
-
-
w 2
w 2
43
43
DOKUMENTACJA OTWORU BADAWCZEGO
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
ę
b o k o
ś ć
o d w ie rtu : ...............
R z
ę
d n a te re n u : ...............
G ł
ę
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
1
2
3
4
P - p ia s e k r ó
ż
n o z i a r n i s ty - ja s n o -
ż
ó łty
G p - g li n a p ia s z c z y s ta - s z a r o - b r
ą
z o w a
G
Π
- g li n a p y l a s ta - b r
ą
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 -
ż
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
X X X
X X X
X X X
X X X
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
44
44
PROFIL GEOLOGICZNY POD
PROFIL GEOLOGICZNY POD
Ł
Ł
O
O
Ż
Ż
A
A
91
92
93
94
95
96
97
98
99
m.n.p.m.
P
G
π
G
p
P
g
P
G
π
G
π
G
p
G
p
G
π
P
SKALA
1000
100
:
1
W 1
W 2
W 3
A
A'
MG SS
MG SS
-
-
w 2
w 2
45
45