XXIV OGÓLNOPOLSKIE
WARSZTATY PRACY PROJEKTANTA KONSTRUKCJI
BESKIDY WISA
A, 17 ÷ 20 marca 2009 r. KRAKÓW
Bolesław KA
OSIC
SKI 1
Piotr RYCHLEWSKI 2
CHARAKTERYSTYKA NOWYCH EUROPEJSKICH
NORM GEOTECHNICZNYCH
1. Wprowadzenie
Przystąpienie Polski do Unii Europejskiej spowodowało wiele działań w dziedzinie
normalizacji, wynikajÄ…cych z zasad obowiÄ…zujÄ…cych w Unii. Od poczÄ…tku 2004 r. Polska jest
członkiem Europejskiego Centrum Normalizacji CEN w Brukseli. Zintensyfikowano prace nad
ustanawianiem norm europejskich jako krajowych, lecz nie nadążają one za potrzebami. Jest to
związane zarówno z ograniczonymi środkami na prace normalizacyjne, jak i z intensywnym
tworzeniem norm w skali europejskiej. Prace na temat fundamentowych norm europejskich oraz
ich wdrażania w Polsce publikowano już wielokrotnie (np.: [2], [12], [16], [19] ,[20], [21], [23] ,
[24], [28], [42], [44]).
Normy z dziedziny geotechniki stanowiÄ… znaczÄ…cy fragment normalizacji europejskiej.
Tworzą one trzy grupy [19], [39]: normy projektowania (tzw. Eurokody), badań gruntów ISO
i EN-ISO oraz instrukcje CEN/TC 341, jak też grupa 13 norm EN  Wykonawstwo
specjalnych robót geotechnicznych .
W referacie przedstawiono stan prac nad europejskimi normami geotechnicznymi oraz
wybrane informacje potrzebne projektantom, dotyczÄ…ce publikacji, z
ródeł danych, przykładów
projektowania, materiałów pomocniczych.
2. Eurokody  Projektowanie geotechniczne EN 1997-1 i EN 1997-2
Zbiór norm EN  Eurokody Budowlane określa zasady projektowania budynków i budowli
inżynierskich [26]. Jako podstawę przyjęto w nich projektowanie metodą stanów granicznych
(MSG), w połączeniu ze stosowaniem częściowych współczynników bezpieczeństwa.
Wszystkie Eurokody, z wyjątkiem EN 1990, są podzielone na kilka części. Eurokody 2, 3, 4,
5, 6 i 9 są normami  materiałowymi , tj. dotyczą określonego materiału. EN 1990 (Podstawy
projektowania), Eurokod 1 (Oddziaływania), Eurokod 7 (Projektowanie geotechniczne)
i Eurokod 8 (Odporność na wpływy sejsmiczne) dotyczą wszystkich rodzajów konstrukcji,
niezależnie od materiału.
1
Dr inż. - Instytut Badawczy Dróg i Mostów - Warszawa
2
Mgr inż. - Instytut Badawczy Dróg i Mostów - Warszawa
163
Jednym z najważniejszych wydarzeń ostatnich lat w dziedzinie geotechniki jest
wprowadzenie normy EN 1997 Eurokod 7  Projektowanie geotechniczne. Część 1. Zasady
ogólne [3], ustanowionej przez CEN w końcu 2004 r. W roku 2008 powstała jej polska wersja.
W styczniu 2007 r. CEN ustanowił Część 2.  Badania podłoża gruntowego [4], uzgadniany jest
projekt jej tłumaczenia. Wymagania CEN zobowiązują kraje członkowskie do wprowadzenia
Eurokodów do 2010 r.
Eurokod 7 składa się z dwóch części:
" EN 1997-1 Projektowanie geotechniczne  Część 1: Zasady ogólne [3]
" EN 1997-2 Projektowanie geotechniczne  Część 2: Badania podłoża gruntowego [4]
2.1. Historia tworzenia Eurokodu 7
Grupa robocza [8] do opracowania normy projektowania geotechnicznego Eurokod 7
powstała w 1981 r. W skład jej wchodzili przedstawiciele stowarzyszeń geotechnicznych z 10
krajów ówczesnej Wspólnoty Europejskiej. Pierwszą wersję normy, podającą ogólne zasady
projektowania geotechnicznego (odpowiednik Części 1 Eurokodu 7) opublikowano w 1990 r.
Od 1990 r. Eurokodami Budowlanymi zajmuje siÄ™ Europejski Komitet Normalizacji CEN,
który powołał Komitet Techniczny CEN/TC 250 do opracowania wszystkich Eurokodów. Za
Eurokod 7  Projektowanie geotechniczne jest odpowiedzialny Podkomitet SC 7.
W 1993 r. Podkomitet SC 7 przyjął prenormę ENV 1997-1:1994. Ważnym faktem, który
dopomógł w uzyskaniu w 1997 r. pozytywnego wyniku głosowania za przekształceniem
prenormy ENV w pełną normę EN, było uznanie przez Komitet CEN/TC 250, że
projektowanie geotechniczne jest nietypowe i nie może być traktowane tak samo, jak inne
dziedziny projektowania budowlanego. Stosowane powszechnie w poszczególnych krajach
modele różnią się istotnie i nie jest łatwo je zharmonizować. Powodem tego są odmienne
warunki geologiczne, a także istniejące tradycje lokalne. Potwierdziło postanowienie
Komitetu TC 250 (Uchwała nr 87, 1996):  CEN/TC 250 przyjmuje zasadę, że ENV 1997-1
może zawierać wyłącznie podstawowe reguły projektowania geotechnicznego i być
uzupełnione przez normy krajowe .
Prace nad zastÄ…pieniem prenormy ENV 1997-1 przez normÄ™ EN 1997-1  Projektowanie
geotechniczne  Część 1: Zasady ogólne trwały od 1997 do 2003 r. CEN opublikował
Eurokod 7  Część 1 (EN 1997-1) [3] w końcu 2004 r.
Eurokod 7 początkowo zawierał Część 2, poświęconą projektowaniu geotechnicznemu na
podstawie badań laboratoryjnych i Część 3, poświęconą projektowaniu geotechnicznemu na
podstawie badań polowych (in situ). Prenormy ENV 1997-2 i 1997-3 zostały opracowane dość
szybko, nie wywołując poważniejszych kontrowersji. Opublikowano je w 1999 r. Oba dokumenty
połączono w normę  Eurokod 7  Projektowanie geotechniczne  Część 2:  Badania podłoża
gruntowego [4], opublikowanÄ… w styczniu 2007 r.
Krajowe urzędy normalizacyjne powinny opublikować części Eurokodu wraz z Załącznikami
Krajowymi (w języku danego kraju) w ciągu dwóch lat od publikacji przez CEN. Zadaniem
Załącznika Krajowego jest m.in. wskazanie decyzji dotyczących tzw. Wartości Określanych
Krajowo (NDP). Załącznik Krajowy może również nadać status  normatywnego jednemu
lub kilku z załączników  informacyjnych , tj. staną się one obligatoryjne w danym kraju.
Jak już wspomniano, każdy kraj może uzupełnić ogólne zasady Eurokodu 7 normami
krajowymi, aby sprecyzować modele obliczeniowe i reguły projektowania stosowane
w danym kraju. Jednakże normy te muszą przestrzegać wszystkich zasad Eurokodu 7.
164
2.2. Zawartość norm projektowania - Eurokodów
EN 1997-1 Projektowanie geotechniczne Część 1: Zasady ogólne.
Eurokod 7 - Część 1 jest obszernym dokumentem (167 stron), obejmującym zagadnienia
badań podłoża, projektowania geotechnicznego fundamentów i budowli ziemnych, kontroli
i monitorowania obiektów. Był on już opisany w wielu publikacjach, np. [17], [24], [42],
[44], omawiają go też inne referaty WPPK 2009.
Eurokod 7 powinien być stosowany do wszystkich zagadnień współdziałania konstrukcji
z podłożem (gruntami i skałami), fundamentów i konstrukcji oporowych. Dotyczy on nie
tylko budynków, lecz także mostów i innych budowli inżynierskich. Pozwala on obliczać
oddziaływanie geotechniczne na konstrukcje, jak również opory gruntu przeciwstawiane
oddziaływaniom konstrukcji. Zawiera on także przepisy oraz zasady dobrej praktyki,
wymagane do właściwego rozwiązywania zagadnień geotechnicznych w projekcie
konstrukcyjnym lub w projekcie czysto geotechnicznym.
Eurokod 7-1 [39] jest dokumentem dość ogólnym, podającym tylko zasady
projektowania geotechnicznego z zastosowaniem metody stanów granicznych. Zasady te
odnoszą się do obliczania oddziaływań geotechnicznych na konstrukcje (budynki i budowle
inżynierskie) oraz do projektowania elementów konstrukcji stykających się z gruntem
(fundamentów bezpośrednich, pali, ścian podziemi itp.). Szczegółowe zasady projektowania
lub modele obliczeniowe, tj. konkretne wzory obliczeniowe lub wykresy sÄ… zamieszczone
tylko w załącznikach informacyjnych. Powodem tego był fakt, że modele obliczeniowe
w geotechnice są różne w różnych krajach i nie udało się ich uzgodnić, zwłaszcza że wiele
z tych modeli wymaga nadal  kalibrowania i dostosowania do metody stanów granicznych.
Wiele istotnych informacji zawierają załączniki normy: A - normatywny, podający zalecane
wartości współczynników częściowych i korelacyjnych do stanów granicznych nośności oraz
współczynników modelu, jak również osiem załączników informacyjnych (od B do K),
rozwijających różne kwestie szczegółowe. Są to m.in.: informacje o współczynnikach
częściowych stosowanych w podejściach obliczeniowych 1, 2 i 3; sposoby wyznaczania
granicznych wartości parcia gruntu na ściany pionowe; analityczne i półempiryczne metody
obliczania oporu podłoża; metody szacowania osiadań, wyznaczania nośności fundamentów
bezpośrednich opartych na skałach; wartości graniczne odkształceń konstrukcji
i przemieszczeń fundamentów, nadzór nad budową i monitorowania zachowania obiektów.
Krajowe normy wprowadzające Eurokod, określające modele obliczeniowe i zasady
projektowania stosowane w danym kraju, będą również uzależnione od decyzji dotyczących
stosowania załączników informacyjnych Eurokodu 7.
Współczynniki częściowe w normie EN 1997-1 pełnią rolę analogiczną do współczynników
obciążeń (zwykle >1) oraz współczynników redukcyjnych (zwykle <1) w obecnych normach
budowlanych PN. Jednak system współczynników w Eurokodach jest bardziej rozbudowany
i zróżnicowany. W odniesieniu do każdego z trzech podejść obliczeniowych norma podaje
różne zestawy współczynników częściowych. Wartości niektórych współczynników mogą być
ustalane  krajowo . Zalecane wartości współcz. częściowych zawiera Zał.A normy EN 1997-1,
lecz wartości te mogą być ustalone inaczej w Zał. Krajowym NA. Należy podkreślić, że
w odróżnieniu od EN 1990, w Eurokodzie 7  wywalczono przyjmowanie w stanach EQU,
STR i GEO do ciężaru objętościowego gruntu współcz. częściowych łM równych 1. Takie
postanowienie znacznie upraszcza obliczenia geotechniczne, gdyż bardzo często nie wiadomo
z góry, czy ciężar gruntu działa utrzymująco czy destabilizująco, przez co należałoby
rozbudowywać liczbę sprawdzanych kombinacji. Jest to zwłaszcza istotne przy obliczaniu
stateczności skarp. Także zalecane wartości współczynników częściowych łM do właściwości
165
materiałowych (tj. parametrów geotechnicznych) są równe 1,0 w zestawie M1, stosowanym
m.in. podejściu obliczeniowym DA 2.
Podejścia obliczeniowe DA. Ponieważ twórcom normy EN 1997-1 było trudno uzgodnić sposób
stosowania współczynników częściowych, to w stanach STR i GEO wprowadzono trzy różne
podejścia obliczeniowe: DA1, DA2 lub DA3 [8], [16], [38], [40], [41], [44]. Podejścia różnią
się sposobem rozkładu współczynników częściowych pomiędzy oddziaływania, skutki
oddziaływań, właściwości i wytrzymałości materiałów. Częściowo wynika to z różnic
w sposobie wprowadzania poprawek dotyczących niepewności modelowania skutków
oddziaływań i wytrzymałości.
W podejściu DA1 w kombinacji 1 zapas bezpieczeństwa stosuje się głównie do oddziaływań,
podczas gdy do oporów/nośności zalecane są współczynniki równe 1,0 (zastawy M1 i R1) lub
bliskie 1,0 (zestaw R1 w przypadku obciążonych osiowo pali i zakotwień). W kombinacji
2 parametry wytrzymałościowe gruntu są zawsze zmniejszane przez współczynniki częściowe
do obliczania oddziaływań geotechnicznych, a niekiedy też przy obliczaniu nośności (zestaw
M2). W przypadku obciążonych osiowo pali i zakotwień ich całkowitą nośność zmniejsza się
stosując bezpośredni zestaw R4.
W podejściu DA2 współczynniki bezpieczeństwa są stosowane do oddziaływań (zestaw B)
i do całkowitej nośności podłoża (zestaw R2).
W podejściu DA3 zapas bezpieczeństwa jest wprowadzany do oddziaływań (zestaw B do
oddziaływań pochodzących od konstrukcji i zestaw M2 do parametrów wytrzymałościowych
gruntu oddziałującego na konstrukcje, np. oddziaływań geotechnicznych) oraz do oporów
gruntu (zestaw M2 do parametrów wytrzymałościowych; zalecane wartości w zestawie R3 do
całkowitej nośności podłoża są ogólnie równe 1,0, z wyjątkiem pali wyciąganych i zakotwień,
dla których zaleca się wartość 1,1).
Eurokod 7 pozwala stosować współczynniki częściowe albo do samych oddziaływań
( u z
ródła ), albo też do efektów oddziaływań (są one oznaczane, odpowiednio, łF lub łE).
Z zasady w podejściu DA1 są one stosowane  u z
ródła ; natomiast w podejściach DA2 i DA3
dopuszczalne sÄ… obie opcje.
W odniesieniu do wartości obliczeniowych w sytuacjach wyjątkowych (punkt 2.4.7.1) do
oddziaływań i efektów oddziaływań zaleca się przyjmować wszystkie wartości
współczynników równe 1,0.
Wybór podejść obliczeniowych jest decyzją poszczególnych krajów. Decydują głównie
dotychczas stosowane zasady projektowania. Z obliczeń porównawczych wynika, że na ogół
różnice wyników nie są znaczne [7]. O wyborze podejścia często decyduje uproszczenie
sposobu projektowania. Jednak w niektórych przypadkach różnice wyników były
nadspodziewanie duże.
Konieczne są studia i analizy, jak również porównanie z dotychczasowymi zasadami obliczeń
według norm krajowych. Istotną wskazówką może być sposób postępowania innych krajów,
zwłaszcza o podobnym do polskiego systemie normalizacji projektowania mostów.
Przykładowo w Niemczech do obliczania fundamentów, pali i kotew wybrano podejście
obliczeniowe oznaczane DA2* [9], w którym wszystkie obliczenia wykonuje się przyjmując
wartości charakterystyczne, a współczynniki częściowe stosuje się dopiero na końcu, przy
sprawdzaniu warunku stanu granicznego nośności. Stwierdzono, że tylko to podejście
umożliwia zachowanie takiego poziomu bezpieczeństwa fundamentów bezpośrednich, jaki
był w przypadku wypróbowanej w praktyce dotychczasowej metody globalnego
współczynnika bezpieczeństwa normy DIN [41]. W przypadku tego podejścia nie jest
konieczne rozróżnianie oddziaływań stałych korzystnych i niekorzystnych. W każdym
przypadku wszystkie oddziaływania stałe i ich skutki są uznawane za oddziaływania
niekorzystne i one są miarodajne w obliczeniach. W Niemczech postanowiono stosować
wartości współczynników częściowych zalecane w Załączniku A do normy EN 1997-1.
166
Do sprawdzania stateczności skarp i zboczy będzie w Niemczech stosowane podejście
obliczeniowe DA3, ponieważ już wcześniej, w nieco odmiennej formie, było ono używane w
metodzie globalnego współczynnika bezpieczeństwa. W tym przypadku nie przyjęto wartości
współczynników częściowych zalecanych w Zał. A Eurokodu 7-1. Zamiast tego wszystkie
oddziaływania trwałe są mnożone przez współcz. częściowy łG = 1,0, a oddziaływania
zmienne przez współcz. częściowy łQ = 1,30. Natomiast do parametrów geotechnicznych są
przyjmowane wartości współczynników częściowych zalecane w Zał. A Eurokodu 7-1.
Norma EN 1997-1 nie obejmuje wielu powszechnie stosowanych konstrukcji np. z gruntu
zbrojonego (gwoz
dziami, geosyntetykami) lub podłoża wzmocnionego kolumnami.
CiekawÄ… propozycjÄ…, promowanÄ… przez Eurokod 7, jest  metoda obserwacyjna projektowania
[11], omówiona obszerniej w dalszej części pracy.
Projektowanie fundamentów palowych. Postanowienia rozdziału 7. normy mają zastosowanie
do pali stopowych, pali tarciowych lub wyciąganych oraz pali obciążonych siłą poprzeczną,
zagłębianych przez wbijanie, wciskanie, wkręcanie lub wiercenie, z iniekcją lub bez. Pale
powinny być wykonane zgodnie z normami: PN-EN 1536:2001 - pale wiercone, PN EN
12063:2001 - pale ścianki szczelnej i PN EN 12699:2002 - pale przemieszczeniowe.
Obszerne informacje zamieszczono w pracy [18]. Eurokod 7-1 zasadniczo przewiduje
projektowanie pali na podstawie próbnych obciążeń (statycznych i dynamicznych), ewentualnie
porównywalnych danych doświadczalnych. Obliczeniom nośności pali na podstawie wyników
badań podłoża przypisuje się rolę pomocniczą. Zamieszczono ogólne wymagania dotyczące
interpretacji badań pali oraz określania nośności charakterystycznej i obliczeniowej. Nie podano
jednak żadnych danych liczbowych do wyznaczania nośności lub przemieszczeń pali. Bogate
dane o projektowaniu stalowych pali i ścianek szczelnych zawiera ENV 1993-5 [6].
Postanowienia normy Eurokodu 7-1 sÄ… dalece niewystarczajÄ…ce do praktycznego
projektowania pali. Niezbędne będzie korzystanie z dotychczasowych norm krajowych,
wytycznych i literatury technicznej. Jednakże norma palowa PN-B-02482:1983 wymaga
zasadniczych zmian: aktualizacji i uzupełnień oraz dostosowania do wymagań Eurokodu.
Projektowanie konstrukcji oporowych i zakotwień. Norma rozróżnia konstrukcje oporowe:
ściany masywne, ściany zagłębione w podłożu oraz konstrukcje złożone. Rozdział 8. zawiera
wykaz stanów granicznych (nośności i użytkowalności), oddziaływania (ciężar zasypki,
obciążenia naziomu, parcie wody, lodu, siły od uderzeń, wpływy termiczne) oraz sytuacje
projektowe, które należy rozpatrzyć. Omówione zostały dane geometryczne (poziomy gruntu,
wpływ przegłębienia wykopu lub odkopania podstawy ściany - podano szczegółowe wymagania
wymiarowe).
Szczegółowo opisano zasady wyznaczania parcia gruntu na ściany (czynnego, spoczynkowego,
pośredniego) oraz odporu gruntu. W informacyjnym Załączniku C zamieszczono przykładowe
wzory obliczeniowe i liczne wykresy do analitycznego wyznaczania parcia i odporu gruntu.
Zamieszczono m.in. pełne wzory do wyznaczania współczynników parcia i odporu.
Zamieszczono tablicę przemieszczeń potrzebnych do zmobilizowania parcia granicznego oraz
wykres zależności odporu gruntu od przemieszczeń ściany. Metody obliczeniowe są zbliżone
do norm DIN. Zasady ogólnie są podobne do podanych w normie PN-83/B-03010, jednakże
postanowienia różnią się istotnie w wielu punktach. Wyczerpująco przedstawione są postaci
stanów granicznych konstrukcji oporowych, zasady sprawdzania stanów nośności ścian
masywnych i zagłębionych w podłożu, sprawdzania wytrzymałości konstrukcyjno-materiałowej
ścian. Ujęcie tych zagadnień jest nowatorskie w stosunku do polskiej praktyki. Wybrane
zagadnienia omówiono np. w pracach [13], [16], [41].
Nowym zagadnieniem, którego brak w polskich normach, jest projektowanie zakotwień.
Eurokod 7-1 poświęca szczególną uwagę sprężanym kotwom gruntowym, trwałym
i tymczasowym, wykonywanym, konstruowanym i zabezpieczanym przed korozjÄ… zgodnie
167
z PN-EN 1537:2002. Podano wymagania dotyczące sprawdzania stanów granicznych nośności
(nośności i wytrzymałości zakotwień, stateczności ogólnej) oraz użytkowalności (przemieszczeń
kotwionych konstrukcji), jak również wzory i warunki obliczeniowe nośności zakotwień. Warto
odnotować, że występują sprzeczności postanowień norm PN-EN 1997-1, PN-EN 1537:2002
(załącznika dotyczącego projektowania kotew, zasad badań kotew) oraz projektu normy na
badania kotew prEN-ISO 22476-5 (z grupy norm TC 341). Mają one zostać usunięte
w obecnie nowelizowanych wersjach tych norm.
Inne zagadnienia projektowe. Eurokod 7-1 zawiera zasady kilku ważnych zagadnień
projektowych, które dotychczas nie były uwzględniane w krajowych przepisach, bądz

traktowano je marginesowo. Należy do nich: sprawdzanie zniszczenia hydraulicznego (rozdział
10), stateczności ogólnej (rozdział 11) i projektowanie nasypów (rozdział 12). Zagadnienia te
przedstawione są dość szczegółowo, lecz nie wyczerpująco. Podano wykazy stanów granicznych
nośności i użytkowalności, także oddziaływania i sytuacje projektowe. Parametry geotechniczne
stosowane w obliczeniach wyznacza siÄ™ zgodnie z poprzednio opisanymi zasadami.
Szczegółowe zasady sprawdzania nośności i stateczności mogą być nowością dla krajowych
projektantów. Brak jest wyczerpującego piśmiennictwa krajowego na te tematy.
Załączniki normatywny i informacyjne EN 1997-1
Załącznik A normy (normatywny) zawiera wartości współczynników częściowych
(bezpieczeństwa), korelacyjnych i modelu (ogółem 17 tablic). Dotyczą one fundamentów
bezpośrednich, pali i zakotwień, konstrukcji oporowych, wyparcia hydraulicznego oraz
stateczności skarp. Są to wartości zalecane i mogą być zmienione przez poszczególne krajowe
jednostki normalizacyjne w tzw. Załączniku Krajowym. I większość krajów z tej możliwości
korzysta [38], [39].
Załącznik A jest szczególnie ważny, gdyż zawiera wartości współczynników częściowych do
sprawdzania SG nośności (ULS) w trwałych i przejściowych sytuacjach obliczeniowych
(kombinacje podstawowe), jak również współczynniki korelacyjne do wartości
charakterystycznych nośności pali.
Pozostałe osiem (od B do K) to załączniki informacyjne (tj. nie obligatoryjne w sensie
normalizacji), rozwijające różne kwestie szczegółowe i podające dane, wymagania, wzory
obliczeniowe, wartości współczynników, przykłady itp. Niektóre z nich zawierają
wartościowe materiały, które mogą być w przyszłości przyjęte przez większość krajów.
Załącznik Krajowy może nadać niektórym załącznikom informacyjnym status
 normatywnych , a zatem byłyby one obligatoryjne w danym kraju.
W Załączniku D, dotyczącym obliczania nośności podłoża fundamentów, podane są wzory
i współczynniki do wymiarowania (wartości współczynników nośności, kształtu, wpływu
pochylenia obciążenia itp.). Niektóre są odmienne niż w normie PN-B-03020:1981. Dla
obciążenia osiowego wpływ tych różnic nie jest znaczny, jednak w przypadku dużych
obciążeń bocznych (pochylenia wypadkowej, mimośrodu) wpływ ten jest istotny, gdyż
zależność nośności jest nieliniowa. W normie PN-B-03020:1981 nie ma współczynników
wpływu pochylenia spodu fundamentu.
Załącznik H zawiera graniczne wartości odkształceń konstrukcji i przemieszczeń
fundamentów. Dane te są jednak bardzo ogólne i na pewno bardziej użyteczne są wartości
podane w normie posadowień PN-B-03020:1981.
EN 1997-2 Projektowanie geotechniczne Część 2: Badania podłoża gruntowego.
Przedmiotem 2. części Eurokodu 7, poświęconej badaniom laboratoryjnym i polowym, są
wymagania dotyczące ych sprzętu i procedur badawczych, dokumentowania i prezentowania
wyników badań oraz, na koniec, wyprowadzanie wartości parametrów geotechnicznych do
zastosowania w projekcie. Część 2. uzupełnia wymagania w Części 1, w celu zapewnienia
168
bezpiecznego i oszczędnego projektowania geotechnicznego. Stwarza ona powiązanie
wymagań projektowych Części 1, w szczególności rozdziału 3.  Dane geotechniczne ,
z wynikami wielu różnych badań laboratoryjnych i polowych.
Norma ta nie obejmuje normalizacji samych badań geotechnicznych. Do zajmowania się tymi
zagadnieniami został powołany przez CEN odrębny Komitet Techniczny TC 341
 Rozpoznanie i badania geotechniczne . Dlatego rola Części 2. Eurokodu 7 polega na
 wykorzystaniu i powoływaniu się na szczegółowe zasady badań w normach grupy TC 341.
Ważniejsze zagadnienia zawarte w Eurokodzie 7 Część 2 to m.in. planowanie badań podłoża,
pobieranie próbek gruntu i skały, obserwacje wód gruntowych, badania polowe w gruntach
i skałach, badania laboratoryjne gruntów i skał oraz dokumentowanie badań podłoża.
Zawartość EC 7-2 jest omawiana w innych referatach WPPK 2009.
W EN 1997-2 zamieszczono postanowienia jak określać i stosować tzw. wartości
wyprowadzone z wyników badań. Niektóre z tych postanowień zawierają wskazówki użycia
przykładowych modeli obliczeniowych, podanych w załącznikach Części 1. EN 1997-2 ma
także kilka załączników informacyjnych, zawierających szczegółowe przykłady wartości
wyprowadzonych parametrów geotechnicznych i współczynników, powszechnie stosowanych
w projektowaniu.
Podobnie jak w Części 1., większość rozwiązań lub modeli obliczeniowych podano jako
informacyjne. Jednakże istnieje ogólna zgodność co do stosowania ich w przyszłości w całej
Europie.
2.3. Dylematy projektowania według normy EN 1997-1
Zasady stosowanie postanowień Eurokodu 7 do wyznaczania parametrów podłoża
i projektowania geotechnicznego zawierają inne wykłady Warsztatu. Poniżej przedstawiono
wybrane zagadnienia, budzące szczególne zainteresowanie i dyskusję projektantów.
Opanowanie i przyzwyczajenie się do stosowania Eurokodu 7 nie będzie łatwe. Dowodem tego
są trwające od dawna gorące dyskusje m.in. jego twórców i innych czołowych specjalistów.
Brak możliwości wypracowania uzgodnień doprowadził do przyjęcia trzech tzw. podejść
obliczeniowych DA, odzwierciedlających stanowiska i tradycje różnych krajów. Próby
stosowania Eurokodów nie zawsze są zachęcające, a wyniki bywają zaskakujące.
Krajowe obliczenia porównawcze fundamentów np. [25][47] wskazują, że wymiarowanie
według obecnych polskich norm przeważnie jest oszczędniejsze, niż na podstawie Eurokodu 7.
A mimo to konstrukcje ogólnie są bezpieczne, nieliczne przypadki niepowodzeń lub nawet
awarii są powodowane przyczynami nie mającymi związku ze współcz. bezpieczeństwa [45].
Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że Eurokody to właściwie nic nowego  zasady ich są
dość zbliżone do obecnych polskich norm. W obu przypadkach sprawdzane są stany graniczne
i stosowane częściowe współczynniki bezpieczeństwa. Jednak różnic jest wiele, i to znacznych.
Opisywano je już w wielu pracach [2], [21], [23], [24], [42], [44]. W referacie omówiono tylko
kilka przykładowych zagadnień.
Wyznaczanie parametrów geotechnicznych. W projektowaniu geotechnicznym kluczowe
znaczenie ma właściwe ustalenie parametrów geotechnicznych, czyli wartości liczbowych
właściwości podłoża gruntowego. Zasady wyznaczania charakterystycznych wartości
parametrów według EC 7-1 dość istotnie się różnią od norm krajowych. Dotychczas były one
równoznaczne z wartościami średnimi (np. normy PN, CSN, SNiP), które następnie redukowano
(lub zwiększano) stosując odpowiednie współczynniki lub ich kombinacje, w celu określenia
wartości obliczeniowych.
Norma EN 1997-1 stanowi, że  Charakterystyczną wartość parametru geotechnicznego należy
wybrać jako ostrożne oszacowanie wartości decydującej o wystąpieniu stanu granicznego
(nie bardzo jest jasne, co to właściwie znaczy?). Dalej powiedziano, że  Jeśli stosowane są
169
metody statystyczne, to zaleca się wyznaczyć taką wartość charakterystyczną, żeby obliczone
prawdopodobieństwo wystąpienia mniej korzystnej wartości, decydującej o powstaniu
rozpatrywanego stanu granicznego, nie było większe niż 5% . W uwadze wyjaśniającej
dodano:  W ten sposób, ostrożne oszacowanie wartości średniej polega na ustaleniu wartości
średniej z ograniczonego zbioru wartości parametrów geotechnicznych, z poziomem ufności
95%; w przypadku rozpatrywania zniszczenia lokalnego ostrożne oszacowanie wartości
dolnej odpowiada fraktylowi 5% . A zatem nie są to wartości najbardziej prawdopodobne tj.
średnie  jak w PN, lecz znacznie zmniejszone (lub powiększone). Jest w ogóle wątpliwe, czy
do zbiorów danych z badań gruntów  zwykle nielicznych - ma sens stosowanie aż 95%
poziomu ufności?
Wartości obliczeniowe parametrów geotechnicznych mogą być także wyznaczane
bezpośrednio (wg punktu 2.4.6.2)  będą to zatem tzw. wartości eksperckie. W takim przypadku
wartości współczynników częściowych zalecane w Załączniku A można stosować jako
wskazówkę dla wymaganego poziomu bezpieczeństwa.
Projektowanie pali. Norma EN 1997-1:2004 zawiera ogólne wzory i wartości częściowych
współczynników bezpieczeństwa (które mogą być zmienione w Załączniku Krajowym) oraz
zasady określania nośności (współczynniki korelacyjne). Eurokod zdecydowanie preferuje
określanie na podstawie próbnych obciążeń pali, a dodatkowo badań dynamicznych [10].
Obliczenia na podstawie danych z badań gruntu traktowane są pomocniczo.
Zasady EN 1997-1 dość istotnie różnią się od obecnych norm krajowych. Podstawą
określenia jest wartość charakterystycznej nośności granicznej pala. Jednak wartość
charakterystyczna nie jest średnią wyników jak w PN, ale dużo ostrożniejsza np. wyznaczona
z 95% poziomem ufności (tj. około 1,5 razy mniejsza od średniej!). Z próbnych obciążeń
statycznych nośność graniczną określa się jako odpowiadającą osiadaniu równym 10%
średnicy pala. Takiego osiadania w krajowych badaniach niemal nigdy się nie uzyskuje!
Brak w EC 7-1 jakichkolwiek wskazówek, jak powinno się obliczać nośność pali na
podstawie danych z badań gruntu. Sposoby obliczania w krajach europejskich bardzo się
różnią. Jednak zwykle są to nośności graniczne, a nie  graniczne obliczeniowe a więc
zredukowane  jak obliczane wg PN-B-02482:1983.
Norma EN 1997-1 podaje w p. 7.6.2.3  metodÄ™ alternatywnÄ… :
 (8) Wartości charakterystyczne można uzyskać z obliczeń:
Rb;k = Ab × qb;k oraz Rs;k = As;i ×qs;i;k (7.9)
"
gdzie:
qb;k i qs;i;k - są charakterystycznymi wartościami oporu podstawy i tarcia pobocznicy
w kolejnych warstwach, określonymi z wartości parametrów gruntu.
UWAGA Jeżeli stosuje się powyższą metodę alternatywną, to wartości współczynników
częściowych łb i łs, zalecane w Załączniku A, mogą wymagać korekty
o współczynnik modelu obliczeniowego większy od 1,0. Wartość współczynnika
modelu może być podana w Załączniku Krajowym.
Postać wzoru 7.9 wg EN 1997-1 jest podobna, jak w normie PN, lecz wartości oporów
podstawy qb;k i pobocznicy qs,i;k zupełnie nie są równoznaczne z oporami q i ti w normie
palowej PN. Stąd wynika potrzeba wyznaczenia krajowych współczynników modelu
(w różnych krajach wynoszą one od 1,1 aż do 1,4). A zatem do praktycznego stosowania
Eurokodu 7-1 niezbędne będzie uzupełnienie go w Załączniku Krajowym i w znowelizowanej
normie palowej.
170
Projektowanie metodÄ… obserwacyjnÄ…. Obok powszechnie stosowanych metod analitycznych, EN
1997-1 Eurokod 7 uwzględnia też jako równorzędną podstawę projektowania wyniki próbnych
obciążeń i badań na modelach. W sytuacjach, gdy zachowanie się konstrukcji i ośrodka
gruntowego jest trudne do przewidzenia, zalecana jest tzw. metoda obserwacyjna, w której
rozwiązanie projektowe jest weryfikowane i korygowane w trakcie robót, na podstawie
wyników prowadzonych pomiarów gruntowych i obserwacji zachowania budowli [11]. Metoda
ta została sformułowana jeszcze przez R.B. Pecka w 1969 r. Jest ona wprowadzana z reguły
w wyniku trójstronnej umowy między wykonawcą (zwykle jej inicjatorem), biurem projektów
(specjalistą geotechnikiem!) oraz inwestorem (częściej prywatnym niż publicznym). Umowa
określa udział stron w korzyściach z zastosowania metody tańszej, lecz trudniejszej technicznie
w realizacji, oraz podział ryzyka i ewentualnej odpowiedzialności. Wymagane jest spełnienie
przed rozpoczęciem robót czterech warunków:
- określenia dopuszczalnych granic zachowania konstrukcji (np. przemieszczeń, osiadań, sił
w elementach) - "żółtych" ostrzegawczych oraz "czerwonych" alarmowych;
- ocenienia zakresu możliwych zachowań i wykazania, że zachodzi wystarczające
prawdopodobieństwo, iż rzeczywiste zachowanie będzie w dopuszczalnych granicach;
- ustalenia programu monitorowania i zapewnienie oprzyrządowania pomiarowego, które ma
wykazać czy rzeczywiste zachowanie mieści się w akceptowalnych granicach; reakcje
przyrządów i procedury analizy pomiarów powinny być odpowiednio szybkie, aby
w razie potrzeby wystarczająco wcześnie umożliwić skuteczne działania interwencyjne;
- ustalenia programu działań interwencyjnych, które mogą być podjęte, jeśli monitorowanie
wykaże zachowanie konstrukcji wykraczające poza określone na wstępie dopuszczalne
granice.
Metoda obserwacyjna jest szczególnie przydatna do projektowania dużych obiektów, zwłaszcza
liniowych (tunele, linie metra, nasypy komunikacyjne lub hydrotechniczne, zapory ziemne), lecz
także np. do głębokich wykopów. W przypadku obiektów, których budowa jest rozciągnięta
w czasie, można bezpośrednio wykorzystywać doświadczenia z wcześniejszych odcinków.
Szczegółowa analiza wyników pomiarów i rezerw zwykle pomijanych w projektach oraz
staranne rozpatrzenie krótkotrwałych stanów konstrukcji pozwala dobrze ocenić poziom ryzyka
i np. zredukować obliczeniowe parcia gruntu lub zrezygnować z czasowych rozpór obudowy, co
może zasadniczo przyśpieszyć roboty i zmniejszyć ich koszt. Metoda obserwacyjna jest ważną
nowością wprowadzoną przez Eurokod 7-1. Użycie jej nadaje szczególną rangę projektowaniu
geotechnicznemu, gdyż pozwala zmniejszać koszt i skracać czas robót w trudnych warunkach
gruntowych.
Użycie metody obserwacyjnej trudno jest pogodzić z zasadami przetargowego zlecania usług,
ale nie jest to niemożliwe. Na Zachodzie jakoś sobie z tym radzą  metoda ta stosowana jest od
wielu lat w praktyce brytyjskiej, francuskiej czy niemieckiej. Korzyści z jej użycia skłaniają do
podejmowania prób wdrażania także w Polsce.
2.4. Załącznik Krajowy do normy EN 1997-1
Norma EN 1997-1 wymaga uzupełnienia dokumentami wprowadzającymi. Szczególnie
ważne jest wypracowanie Załącznika Krajowego, określającego dane wymagane przez tę normę,
a także postanowienia nie obligatoryjne, specyficzne w warunkach polskich. Stwarza to
możliwości racjonalnego dostosowania normy do lokalnych warunków, dotychczasowej
praktyki itp.
Dołączany do normy Załącznik Krajowy jest jedyną możliwością, jaką mają poszczególne
kraje, by wpłynąć na sposób stosowania normy w danym kraju. Jest to wbrew ogólnej intencji
twórców Eurokodów, które powinny unifikować projektowanie w krajach CEN. Jednak
171
większość krajów korzysta z tej możliwości, czasem nawet we wręcz radykalny sposób (np.
Hiszpania). Jedni zaostrzają wymagania EC7-1, inni trochę łagodzą, dodają wyjaśnienia
i uzupełnienia potrzebne w jakimś kraju. Propozycje założeń Załącznika Krajowego [5]
opracowano w IBDiM już w 2002 r. Listę zagadnień wymagających uwzględnienia
w Załączniku zawierają różne publikacje m.in. ITB [24].
Jednym z zadań Załącznika Krajowego jest podanie wartości współczynników częściowych
i modelu do stosowania w Polsce. Ważne jest właściwe dobranie układu współczynników
bezpieczeństwa, zapewniających trwałość obiektów budowlanych, lecz nie powodujących
nadmiernych ich kosztów. Do wyboru liczbowych wartości współczynników konieczne będą
studia i analizy, porównanie z dotychczasowymi normami krajowymi oraz ocena sposobów
postępowania innych krajów CEN. Możliwości wyboru są jednak ograniczone, gdyż wartości
obciążeń i współczynniki częściowe do oddziaływań zostały już określone w normie PN-EN
1990:2004, którą Polska akceptowała bez zmian krajowych. A warto zauważyć, że wartości
współczynników częściowych do oddziaływań są w niej ostrożniejsze, niż obecnie w normach
PN. Wprawdzie istnieje możliwość stosowania innych wartości tych współczynników
w geotechnice (tak zrobiły niektóre kraje UE), ale spowodowałoby to niepotrzebne
zamieszanie i byłoby na pewno niewłaściwe.
Normy dotyczące badań podłoża i fundamentów są opracowywane w Komitecie Technicznym
PKN nr 254  Geotechnika . Komitet ten ustalił w kwietniu 2006 r., że Załącznik Krajowy
będzie zawierać m.in. zakres ustaleń krajowych, akceptację załączników informacyjnych B  J
zamieszczonych w EN 1997-1 oraz zalecenia dodatkowe kierujące do uzupełniających norm
polskich.
Postanowienia Załącznika Krajowego do EN 1997-1 powinny obejmować, m.in.:
" Wybór podejścia obliczeniowego  przeważa opinia, że będzie to podejście DA2*.
Oznacza ono, że wszystkie obliczenia wykonuje się przyjmując wartości
charakterystyczne, a współczynniki częściowe należy stosować do skutków oddziaływań
tj. dopiero na końcu obliczenia, przy sprawdzaniu warunków stanu granicznego nośności.
Powoduje to, że przy obciążeniach ukośnych i mimośrodowych przyjmuje się
charakterystyczne wartości mimośrodu, a nie obliczeniowe, gdyż powodowałoby to
dwukrotne pomnożenie przez współczynnik częściowy i nielogiczny wzrost globalnego
współczynnika bezpieczeństwa). Zostało to szczegółowo opisane w pracy [41].
Rozwiązanie takie ma niewątpliwe zalety, zwłaszcza bardzo upraszcza obliczenia
w przypadku kombinacji wielu różnych obciążeń (pionowych, poziomych, mimośrodów
etc.) i eliminuje potrzebę analizowania bardzo wielu różnych kombinacji, zwykle niewiele
się różniących. Kto to próbował liczyć (zwłaszcza fundament obciążony małą siłą
pionową, a dużymi bocznymi), to wie, o co chodzi.
" Wybór zasady sprawdzania wyparcia hydraulicznego HYD (w normie są dwa wzory: 2.9a
i 2.9b  niby podobne, a dają znacznie różniące się wyniki. Wykazał to przykład 9
analizowany przez ETRC-10. Problem ten rozwiązuje przestrzeganie zasady użycia
jednego współczynnika do  jednego z
ródła oddziaływań .
" Sposób wyznaczania nośności granicznej pali z próbnych obciążeń i obliczania nośności
pali  opory w PN-B-02482:1983 nie sÄ… oporami granicznymi w sensie EN 1997-1, lecz
obliczeniowymi (tj. zmniejszonymi). Norma palowa już jest zbyt ostrożna. Stosowanie do
EN 1997-1 wartości jednostkowych oporów pobocznicy i podstawy pali, wziętych
bezpośrednio z normy PN-B-02482:1983, wprowadziłoby spory dodatkowy współczynnik
bezpieczeństwa. Obecna norma palowa wymaga zmian, do tego jednak potrzebne są
analizy. Możliwość  dopasowania normy PN 02482 do EN 1997-1 stwarza odpowiednio
dobrany współczynnik modelu. Warto zwrócić uwagę, że wiele krajów zwiększa
współczynniki częściowe dotyczące pali wyciąganych (a także kotew gruntowych)
w stosunku do podanych w EN 1997-1 (analogicznie jak w PN-B-02482).
172
Załącznik Krajowy jest naprawdę ważnym dokumentem, umożliwiającym wpłynięcie na
ostateczną postać normy EN 1997-1, która będzie wprowadzona w Polsce. Dlatego
opracowanie go powinno być poprzedzone obszernymi studiami.
3. Problemy związane z wdrażaniem Eurokodu 7
Sposób wprowadzenia normy EN 1997  Projektowanie geotechniczne jest dyskutowany
od dawna w środowisku geotechnicznym, np. [28]. Od kilku lat podjęto konkretne prace
w ITB (np. [24], [42], [44]) oraz w IBDiM (np. [5], [20], [25]), jak też w innych ośrodkach.
Praktyka krajowa wykazała, że ogólnie obecne normy zapewniają wystarczający, jeśli nie
nadmierny, poziom bezpieczeństwa [24], [42]. Dlatego nie ma powodu do radykalnych zmian
wartości współczynników bezpieczeństwa. Jednak porównanie skutków stosowania Eurokodu
jest trudniejsze, niż np. w przypadku norm DIN [41], w których dotychczas posługiwano się
jednym  globalnym współczynnikiem bezpieczeństwa. W projektowaniu fundamentów na
podstawie PN łączny współczynnik bezpieczeństwa jest kombinacją współczynników
częściowych stosowanych do obciążeń (ustalanych w normach obciążeń, różnych
w przypadku budynków itp. oraz obiektów mostowych) i do parametrów gruntowych
(materiałowych), a ponadto współczynników  korekcyjnych m i innych. Powoduje to
większą liczbę zmiennych i komplikuje porównania z wynikami według Eurokodu-7. Warto
zwrócić uwagę, że wartości współczynników częściowych, które będą stosowane w Polsce do
oddziaływań w projektowaniu według Eurokodów (ogólnie większe niż w obecnych normach
PN), w zasadzie zostały już ustalone w Załączniku Krajowym do normy PN-EN 1990.
Ze zrozumiałych względów nie byłoby wskazane wprowadzać innych wartości tych
współczynników do projektowania geotechnicznego.
Czynniki te powodują, że ustalenia dotyczące norm wdrażających Eurokody wymagają
wcześniejszych analiz, które pozwolą wybrać najkorzystniejsze rozwiązania. Dotyczy to
projektowania fundamentów bezpośrednich, a także fundamentów palowych, stateczności
skarp czy warunków zniszczenia hydraulicznego.
Norma EN 1997-1 podaje ogólne zasady projektowania. Więcej danych zawarto
w załącznikach informacyjnych, dotyczących np. obliczania parcia gruntu na pionowe ściany
(Załącznik C) lub projektowania fundamentów bezpośrednich (Załącznik D). Jednak podobne
wzory do wymiarowania fundamentów w rzeczywistości różnią się istotnie od PN-81/B-
03020 z uwagi na odmienne współczynniki kształtu lub wpływu pochylenia wypadkowej
obciążenia. Natomiast norma nie porusza szczegółów projektowania pali (pewne propozycje
są w EN 1997-2), kotew, ścian utwierdzonych w gruncie, stateczności hydraulicznej,
stateczności skarp. Wspomniano zaledwie o wzmacnianiu podłoża, konstrukcjach z gruntu
zbrojonego.
Eurokod nie podaje zasad stosowania analiz MES. Wiadomo, że metoda ta ma niewątpliwe
zalety, ale użycie jej w zgodzie z Eurokodem jest trudne, zwłaszcza w przypadku zagadnień
silnie nieliniowych lub znacznego wpływu prekonsolidacji podłoża. Ważniejsze problemy to
wybór odpowiednich modeli numerycznych, ustalenie wyjściowego stanu naprężenia
(współczynnika K0), dobór parametrów geotechnicznych. W analizie MES trudne jest
wprowadzenie współczynnika bezpieczeństwa. Stosowane są dwa sposoby: redukcji
parametrów wytrzymałościowych (MFA) lub zwiększania obciążeń i zmniejszania oporów
(LRFA). Ten drugi sposób ma ograniczoną przydatność, głównie do zagadnień nośności.
Stosowanie współczynników częściowych do obciążeń i wytrzymałości gruntu jest
nieodpowiednie w przypadku zagadnień interakcyjnych. Trudne jest wyznaczenie nośności
konstrukcji oporowych (np. jak postępować z wartością K0  jeśli zakładać ją  ręcznie , to
jako korzyść z analizy MES?). Wyniki obliczeń MES zwykle zależą od ich procedury.
173
Powstaje fundamentalne pytanie, czy w takim stanie stosować klasyczne współczynniki
bezpieczeństwa, czy też specjalne dostosowane do tej metody? Uważa się, że są potrzebne
obliczenia porównawcze i analizy wsteczne rzeczywistych konstrukcji, a wyniki należy
traktować z ograniczonym zaufaniem.
Dyskusje prowadzone w Komitecie Technicznym PKN nr 254  Geotechnika wskazują, że po
wprowadzeniu Eurokodu 7 nadal będą potrzebne (jak w innych krajach UE) niektóre krajowe
normy geotechniczne, np. PN-B-03020, PN-B-02482, PN-B-03010. Jednak normy te powinny
być gruntownie przerobione: zharmonizowane z Eurokodami, uaktualnione i uzupełnione.
Natomiast opracowania właściwie od nowa wymaga, np. projektowanie obudów głębokich
wykopów i ścian utwierdzonych w gruncie, kotew gruntowych, posadowień na
wzmocnionym podłożu, konstrukcji z gruntu zbrojonego.
W Polsce obecnie stosowanie norm PN jest dobrowolne. Natomiast istotną rolę spełniają
rozporządzenia ministrów: dotyczące ustalanie geotechnicznych warunków posadowienia [33]
oraz w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki [34] (IV.2002),
drogi publiczne [35] (III.1999) i drogowe obiekty inżynierskie [36] (V.2000) oraz budowle
kolejowe [37] (IX.1998). Niektóre przepisy zawierają m.in. wymagania i kryteria dotyczące
projektowania. Z kolei Prawo budowlane i rozporządzenia wielokrotnie odwołują się ogólnie do
norm (nie wymieniając jakich). Na przykład rozporządzenie [34] stanowi: Warunki
bezpieczeństwa konstrukcji (...) uznaje się za spełnione, jeżeli konstrukcja ta odpowiada
Polskim Normom projektowania i obliczania konstrukcji. Można to interpretować jako nadanie
normom statusu obowiązujących. Stan prawny obligatoryjności norm nie jest w pełni jasny
i wymaga uporządkowania. Warto zaznaczyć, że Eurokody od początku były pomyślane jako
 code  namiastka dyrektywy unijnej i z założenia miały być obligatoryjne w krajach
członkowskich.
4. Przykłady Komisji ERTC 10 obliczeń według Eurokodu 7
W celu praktycznego sprawdzenia stosowania postanowień Eurokodu 7-1, Komisja
ERTC 10 ISSMGE zorganizowała w 2005 roku Międzynarodowe Warsztaty  Ocena
Eurokodu 7 [7]. Komisja przygotowała i rozpowszechniła 10 przykładów liczbowych, które
obejmowały następujące rodzaje fundamentów i konstrukcji geotechnicznych: 1  fundament
stopowy obciążony tylko siłą pionową, 2  fundament stopowy obciążony mimośrodowo siłą
ukośną, 3  fundament palowy projektowany na podstawie parametrów gruntowych,
4  Fundament palowy projektowany na podstawie obciążeń próbnych pali, 5  masywna
kątowa ściana oporowa, 6  ścianka szczelna utwierdzona w podłożu, 7  ścianka szczelna
kotwiona, 8  wypór głębokiego podziemia, 9  wyparcie hydrauliczne dna wykopu,
10  nasyp drogowy na słabym podłożu.
Przykłady te należało obliczyć ściśle stosując Eurokod 7-1 oraz ewentualnie normy lub przepisy
krajowe. Warunki gruntowe i parametry geotechniczne były ściśle zdefiniowane. W większości
przykładów określono dane geometryczne, warunki gruntowe, obciążenia itp. Niewiadomymi
były wymiary fundamentów lub konstrukcji. Nadesłano ponad 50 rozwiązań. Wyniki według [7]
zestawiono w tabl. 1.
Z obliczeń przykładów wynikają interesujące wnioski. Rozrzut wyników większości zadań był
znaczny. W kolumnach tabl. 1 podano zakresy liczbowe i procentowe skrajnych wartości.
Najmniejszy rozrzut (5%) był w przypadku pali projektowanych na podstawie próbnych
obciążeń, największy  w przypadku pali projektowanych wg parametrów z badań gruntu. Ale
rekordowy wynik japoński (pale długości 42,8 m, tj. +62% w stosunku do wyniku średniego) był
spowodowany uwzględnieniem wpływów sejsmicznych redukujących nośność pali. Znaczne
174
rozbieżności wstąpiły też w zagłębieniu kotwionej ścianki szczelnej (51%) oraz w sprawdzeniu
wyparcia hydraulicznego (45%).
Tablica 1. Przykłady obliczeń ERTC 10  zestawienie nadesłanych wyników
Wyniki ankiety
Wzorcowe
ERTC 10
Nr Zadanie, wartość szukana wyniki
Zakres Zakres
wg [7]
wartości w [%]
1 Stopa, bok B, m 1,4  2,3 Ä…24 1,87  2,29
2 Stopa, bok B, m 3,4  5,6 Ä…24 3,77  4,23
3 Fundament palowy, długość pala L, m 10,0  42,8 ą62 14,0  16,7
4 Fundament palowy, liczba pali N 9 lub 10 Ä…5 9 lub 10
5 Ściana oporowa, szerokość podstawy B, m 3,1  5,2 ą37 4,21  5,03
6 Ścianka szczelna, zagłębienie spodu D, m 3,9  6,9 ą28 4,35  4,38
7 Ścianka kotwiona, zagłębienie spodu D, m 2,3  7,0 ą51 3,64  3,74
8 Wypór: grubość dna T, m 0,42  0,85 ą33 0,60
Wyparcie hydrauliczne: maksymalna wysokość
9 3,3  8,8 Ä…45 6,84
słupa wody, [m]
10 Nasyp: maksymalna wysokość H 1,6  3,4 ą36 2,15  2,40
Szczególnie rozbieżne były odpowiedzi dotyczące sprawdzenia wyparcia hydraulicznego
(przykład 9), w którym zastosowanie wzoru 2.9a albo 2.9b powodowało nawet dwukrotne
różnice wyników. Przyczyną tego było błędne użycie współczynników częściowych do ciśnienia
wody. W przypadku poprawnego ich stosowania (zgodnie z zasadą takich samych wartości dla
 jednego z
ródła oddziaływań) oba wzory dają podobny wynik.
Analiza wyników wskazuje, że głównymi przyczynami rozrzutu wyników było zróżnicowanie
przyjmowanych założeń i modeli obliczeniowych oraz różne interpretacje postanowień EC 7-1
Wpływ różnych podejść obliczeniowych DA był mniejszy niż oczekiwano. Pewnym
pocieszeniem było to, że ogólnie wyniki obliczeń wg EC7 mieściły się w zakresie wyników
według norm różnych krajów. W celu wyeliminowania różnic w pojmowaniu Eurokodu oraz
w stosowaniu założeń i modeli obliczeniowych, opracowano zestaw  wzorcowych rozwiązań
przykładów. Rozwiązania te powinny być ściśle zgodne z Eurokodem 7-1. Pozwoliły one ocenić
wpływ poszczególnych podejść obliczeniowych na wyniki obliczeń; we  wzorcowych
rozwiązaniach T. Orra nie przekraczał on 10% [7].
Analiza wyników nasunęła też wiele pytań. W odniesieniu do stóp fundamentowych
obciążonych mimośrodowo ma znaczenie, czy współczynniki częściowe zastosować przed
wyznaczeniem mimośrodu i współczynników wpływu pochylenia wypadkowej obciążenia, czy
też po obliczeniu nośności podłoża stopy. Ten z pozoru nieistotny szczegół ma znaczący wpływ
na wyniki w przypadku dużych mimośrodów obciążenia. Zagadnienie to wyczerpująco
analizowali Vogt i Schuppener; wnioski z ich rozważań i zasady wprowadzone w Niemczech
zawiera praca [41].
Innym dyskusyjnym zagadnieniem jest, jak przyjmować siły przeciwdziałające wyporowi
konstrukcji zagłębionych w gruncie lub tarcie negatywne działające na pale? Siły utrzymujące są
funkcją parcia gruntu, które zależy od kąta tarcia wewnętrznego tego gruntu. Jednak wraz
z redukcją tego kąta wzrasta współczynnik parcia K, a więc bezpieczeństwo konstrukcji się nie
zwiększa. EN 1997-1 nie zawiera wskazówek, jak postępować, gdy należałoby zwiększyć kąt
tarcia w celu zwiększenia bezpieczeństwa.
175
Szczególne kontrowersje budzi sprawdzenie wyparcia hydraulicznego. Eurokod 7-1 podaje jako
równorzędne dwa warunki: sprawdzenie naprężeń całkowitych i ciśnienia wody w porach gruntu
(wzór 2.9a: u < Ã) oraz sprawdzenie równowagi siÅ‚ ciÅ›nienia spÅ‚ywowego i ciężaru gruntu
z uwzględnieniem wyporu (wzór 2.9b: S < G ). Problem polega na tym, że z obu wzorów
otrzymuje się wyniki znacznie różniące się. Nawet w rozwiązaniach wzorcowych przykładu 9 ze
wzoru (2.9a) otrzymano wartość "H d" 2,78 m, a z (2.9b) "H d" 6,84 m! Warto odnotować, że do
dziś mechanizm wyparcia hydraulicznego nie jest w pełni zbadany, a wytyczne sposobu obliczeń
stateczności są dyskutowane i różnią się w krajach europejskich.
Istotną zasadą przyjętą w Eurokodzie 7-1 jest stosowanie jednakowego współczynnika
częściowego do wszystkich obciążeń pochodzących z tego samego z
ródła. W wersji ENV
podano wyraz
nie, że wszystkie charakterystyczne parcia gruntu i wody traktuje się jako
pochodzÄ…ce z jednego z
ródła, a zatem są mnożone przez taki sam współczynnik częściowy.
Natomiast w końcowej wersji EN 1997-1 jest tylko uwaga, że w pewnych sytuacjach mogą one
być traktowane jako pochodzące z jednego z
ródła. Zaletą zasady jednego z
ródła jest uniknięcie
rozdzielania tego samego obciążenia na część korzystną (utrzymującą) i niekorzystną
(wywracającą), co ma miejsce w obliczeniach konstrukcji oporowych i stateczności skarp.
W przypadku stosowania tej zasady przy sprawdzaniu wyparcia hydraulicznego wzory 2.9a
i 2.9b sprowadzają się do tego samego warunku; w przeciwnym razie do ciśnienia wody
w porach po obu stronach ścianki szczelnej należy stosować różne współczynniki częściowe.
Zasada ta znakomicie upraszcza też analizy metodą elementów skończonych.
W podsumowaniu wyników wytknięto, że w przykładach zbytnio koncentrowano się na stanie
nośności ULS, a za mało uwagi poświęcono stanowi użytkowalności SLS, który często jest
decydujący. Znaczenie warunków SLS szczególnie podkreśla Eurokod 7.
Międzynarodowe  ćwiczenie w zastosowaniu Eurokodu 7 było bardzo pouczające, a wyniki
i wnioski warte są szczegółowego omówienia. Można żałować, że zainteresowanie nim w Polsce
było niewielkie. Nikt nie wziął udziału w Warsztatach w Dublinie, a wyniki wysłał tylko zespół
IBDiM, wsparty przez IDiM PW (rozwiązania przykładów ścianek 6 i 7 opublikowane w [27]).
W 2005 r. Międzynarodowe Stowarzyszenie ISSMGE powołało nowy zespół ETC 10
 Evaluation of EC 7 , którego celem jest zebranie opinii i ocen Eurokodu 7. W szczególności
chodzi o zebranie doświadczeń dotyczących stosowania EC 7, przygotowania Załączników
Krajowych, planów krajowych związanych z Eurokodami. Działania Zespołu mają być
relacjonowane na stronie internetowej ETC 10, dostęp do niej będzie możliwy także przez stronę
ISSMGE (http://www.issmge.org/home).
Do dalszych prac studialnych potrzebne są wyczerpujące dane z badań podłoża do
przykładów ich interpretacji i wyznaczania wartości charakterystycznych parametrów oraz do
przykładów obliczeń. Planowana jest kolejna konferencja ETC 10 w 2009 r. W nowych
przykładach mniej uwagi poświęci się sprawdzeniu rozumienia EC 7; a ważniejsza będzie
ocena nośności i interpretacja wyników badań podłoża.
5. Monitorowanie wdrażania i utrzymanie Eurokodu 7
Postęp wdrażania Eurokodu 7 jest monitorowany przez Komitet CEN/TC250/SC7 [21],
[38], [39]. Przed jego corocznymi posiedzeniami przeprowadzane sÄ… ankiety w krajach CEN,
dotyczące przebiegu wdrażania i podstawowych informacji o ustaleniach w poszczególnych
krajach.
W ankiecie z sierpnia 2006 zapytywano o stosowane podejścia obliczeniowe DA i wartości
współczynników częściowych. Wykazała ona, że jeden kraj (Irlandia) dopuszcza wszystkie trzy
podejścia DA, a 3 kraje wybrały DA1. Z pozostałych do obliczania nośności fundamentów
bezpośrednich, pali i konstrukcji oporowych 9 do 12 krajów (dane nie ostateczne) wybrało
176
podejście DA2 lub DA2*, a 2 lub 3  DA3. Natomiast do sprawdzania stateczności skarp prawie
wszystkie te kraje przyjmują DA3. Wyjątek stanowi Hiszpania, która praktycznie zachowała
użycie globalnego współczynnika bezpieczeństwa. Wiele krajów stosuje współczynniki
częściowe odmienne od zalecanych w Załączniku A normy EN 1997-1. Np. Austria i Niemcy
zmniejszają współczynniki bezpieczeństwa w sytuacjach przejściowych (np. w czasie budowy
lub napraw), w nawiązaniu do różnych konsekwencji zniszczenia wg EN 1990. W odniesieniu
do nośności pali i stateczności skarp żaden kraj nie akceptował kompletu wartości
współczynników według Załącznika A (choć różnice przeważnie nie są duże), a kilka nie
podjęło decyzji. Warto podkreślić, że wszystkie kraje przyjęły zalecaną w tabl. A4 wartość
współczynnika do ciężaru objętościowego gruntu łł = 1,0, uznaną za najbardziej racjonalną
i praktycznÄ….
W ankiecie ze stycznia 2007 r. zebrano bliższe dane o stosowaniu załączników informacyjnych
normy EN 1997-1. Zastosowanie współczynników częściowych  testowano w odniesieniu do
kilku przykładów obliczeniowych przygotowanych przez Komisję ERTC 10. Wyniki ankiety
były dyskutowane na posiedzeniu Komitetu CEN/TC250/SC7 w Bratysławie w czerwcu 2007 r.
Szczegółowe dane zawiera referat B. Schuppenera [38].
W 2006 r. Komitet CEN/TC250/SC7 powołał zespół  utrzymania Eurokodu 7 (Maintenance
Group). Jednym z jego zadań jest zbieranie informacji o stosowanych w różnych krajach tzw.
parametrach ustalanych krajowo, zasadach i modelach obliczeniowych, a także gromadzenie
uwag dotyczÄ…cych tekstu normy, propozycje zmian itp. InstytucjÄ… prowadzÄ…cÄ… te prace jest
europejskie centrum badawcze JRC (Ispra, Włochy). Została już opracowana koncepcja
europejskich baz danych wyników badań laboratoryjnych gruntów, a także stosowanych
podejść, wartości współczynników częściowych i innych informacji.
6. Zagraniczne i krajowe działania informacyjne i wdrażające Eurokod 7
W całej Europie prowadzone są od dawna prace badawcze oraz różne akcje
popularyzacyjne i szkoleniowe, często o zasięgu międzynarodowym. Niektóre są wspierane
środkami UE. Przykładem jest Projekt 5PR UE Europejska Sieć Geotechniczna "Geotechnet",
realizowany w latach 2001  2005 przez ponad 40-osobowy wielonarodowy zespołu
członków i  korespondentów Sieci. Program pracy obejmował 6 merytorycznych Pakietów
Roboczych, z których trzy wiążą się z Eurokodem 7:
WP1 Stworzenie doradczych baz danych geotechnicznych.
WP2 Zalecenia dotyczące harmonizacji stosowania Eurocode 7 i NAD'ów w Europie.
WP3 Przykłady projektowania - FEM i OM.
Dane i materiały uzyskiwane w ramach Sieci GEOTECHNET zostały wykorzystane m.in. do
opracowania końcowej redakcji Eurokodów 7-1 i 7-2, przy opracowaniu polskich wersji tych
Eurokodów i do przygotowania założeń Załącznika Krajowego Eurokodu 7-1. Końcowe
raporty i inne opracowania sieci są dostępne na jej stronie internetowej www.geotechnet.org.
Twórcy Eurokodu prowadzą szkolenia w różnych krajach, zwłaszcza nowoprzyjętych do
Unii. W wielu krajach wydawane sÄ… obszerne komentarze do normy EN 1997, np. [1], [9].
W dniach 18 - 20 lutego 2008 r. odbył się w Brukseli Workshop EUROCODES Background
and Applications -  Dissemination of information for training . Wykładowcami byli czołowi
specjaliści  twórcy Eurokodów. Przedmiotem szkolenia były wszystkie części Eurokodów.
Słuchacze (z Polski 3 osoby z ITB i IBDiM) otrzymali bogate materiały informacyjne.
W celu ułatwienia wdrażania Eurokodów tworzone są specjalne strony internetowe. Bogate
informacje zawiera strona JRC http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/home.php. W niektórych
krajach prowadzone są strony, łączące funkcje bieżącej informacji i blogu. Na brytyjskiej
177
stronie www.eurocode7.com/ można znalez
ć aktualne informacje o Eurokodach
geotechnicznych, pytania  z ludu i odpowiedzi specjalistów, głosy dyskusyjne, wykaz
publikacji i linki do pełnych tekstów niektórych z nich, a także anonse o licznych seminariach
i szkoleniach. Opublikowano także pod auspicjami ministerstwa  samorządów i władz
lokalnych , ogólnie dostępny w internecie, obszerny (139 stron) poradnik  A Designer s
Simple Guide to BS-EN 1997-1 , zawierający także przykłady obliczeń.
Bogate informacje z różnych dziedzin geotechniki zawierają bazy danych i strony
internetowe, niestety obcojęzyczne. Przykładem jest doskonały serwis informacyjny
www.geoforum.com lub strona sieci geotechnicznej www.geotechnet.org. TrochÄ™ informacji
można też znalez
ć na polskich stronach w internecie.
W Niemczech istnieje strona urzędu normalizacyjnego DIN, na której publikowane są pytania
dotyczące opracowywanych norm oraz odpowiedzi specjalistów. W czasie tworzenia normy
DIN 1054  odpowiednika EN 1997 prowadzona była dyskusja na tym forum. Wskazane są
podobne działania w Polsce.
W celu dalszej harmonizacji norm w krajach UE proponowany jest w ramach 7. Programu
Ramowego temat badawczy TC 250/SC7 i JRC, którego celem będzie harmonizacja sposobu
wyznaczania parametrów geotechnicznych z badań polowych i laboratoryjnych, modeli
stosowanych w obliczeniach geotechnicznych, zmniejszenie liczby i różnic w wartościach
współczynników  ustalanych krajowo , stopniowe wyrównywanie poziomu bezpieczeństwa
projektowania w krajach UE oraz zbliżanie stosowanych przez nie tzw. podejść
obliczeniowych DA.
W kraju ukazało się już wiele publikacji informacyjnych lub analizujących Eurokody,
w szczególności PN-EN 1997. Większość z nich wymieniono w literaturze referatu. Eurokody
sÄ… dyskutowane na wielu konferencjach, organizowane sÄ… szkolenia (np. kurs ITB w czerwcu
2007 (głównie dla geotechników), liczne kursy innych organizacji, studia podyplomowe).
Natomiast brak działań systemowych i głębokich analiz skutków wprowadzenia Eurokodu 7,
niezbędnych do przyjęcia racjonalnych ustaleń w Załączniku Krajowym. W szczególności
małe jest zainteresowanie instytucji administracyjnych odpowiedzialnych za budownictwo
i infrastrukturÄ™.
7. Europejskie normy wykonywania fundamentów specjalnych
7.1. System norm europejskich dotyczących wykonawstwa fundamentów
Normy projektowania nie zaspokajały wszystkich potrzeb praktyki. Wykonawcy
fundamentów byli zainteresowani nie tylko unifikacją wyrobów budowlanych i zasad
projektowania, lecz także wymagań dotyczących wykonywania robót, i to w możliwie krótkim
czasie. Działająca od 1989 r. Europejska Federacja Wykonawców Fundamentów EFFC
doprowadziła do wydzielenia w r. 1992 przez Europejskie Centrum Normalizacji komitetu
CEN/TC 288  Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych . Głównym celem jego
działań jest opracowanie norm dotyczących metod wykonawstwa robót geotechnicznych, badań
i kontroli, a także wymaganych właściwości materiałów [15]. Projekty norm były ankietowane
w krajach członkowskich CEN, a także w krajach stowarzyszonych, do których do niedawna
należała Polska. Ustanowiona i opublikowana w trzech językach przez CEN norma EN wchodzi
w życie w ciągu 6 miesięcy. Kraje członkowskie są zobowiązane w tym czasie ustanowić ją jako
normę krajową oraz wycofać lub zmienić przepisy, kolidujące z normami EN. Narodowe
komitety normalizacyjne mogą jedynie dodać  krajową przedmowę i załącznik informacyjny.
Pierwsze normy EN z tej dziedziny powstały w r. 1999 [15], [18]. Dotychczas wydano 12 norm
(PKN ustanowił już polskie wersje siedmiu PN-EN, norma na mikropale jest uzgadniana), teksty
jednej są w fazie uzgodnień (i sporów). W tablicy 2 podano numery i tytuły norm oraz
178
informacje o zaawansowaniu prac (wg stanu z poł. 2008 r.). Zamieszczono także liczby stron
norm, świadczące o ich objętości.
Tablica 2. Normy Europejskie  Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych
Nr
Początek Planowane Tekst w PKN Objętość
Tytuł normy
EN prac wprowadzenie (wydanie PN) [stron]
1536 Pale wiercone 1/1992 2/1999 PN-EN 2001 73
1537 Kotwy gruntowe 4/1992 12/1999 PN-EN 2002 68
1538 Åšciany szczelinowe 4/1992 1/2000 PN-EN 2002 51
12063 Åšcianki szczelne 4/1993 2/1999 PN-EN 2001 77
12699 Pale przemieszczeniowe 3/1994 12/2000 PN EN 2002 46
12715 Iniekcja 3/1994 10/2000 PN-EN 2002 54
12716 Iniekcja strumieniowa 3/1994 5/2001 PN EN 2002 38
prPN-EN
14199 Mikropale 6/1996 2003 57
2008
14475 Grunt zbrojony 9/1997 2004 EN 2006 48
prEN 2007
14490 Gwoz
dziowanie 9/1997 2004
56
EN 2010?
14679 Wgłębne mieszanie gruntu 2/2000 2005 EN 2005 52
14731 Wgłębne wibrowanie 4/2000 2005 EN 2007 24
15237 Dreny pionowe 4/2000 2005 EN 2005 57
Objaśnienia: EN  norma opublikowana, prEN - projekt normy, PN-EN - normy przetłumaczone
i wprowadzone do zbioru norm polskich.
Normy metod wykonawstwa robót geotechnicznych są w Polsce coraz powszechniej stosowane.
Głównym ich celem jest stworzenie szczegółowych dokumentów określających zasady
wykonywania, warunki i kryteria odbiorcze fundamentów. Można sądzić, że normy takie
interesują głównie wykonawców, a także służby techniczne inwestorów. Jednakże, choć
"z nazwy" normy te dotyczą tylko wykonawstwa, to zawierają także obszerne wymagania, które
należy uwzględniać w projektowaniu oraz w badaniach elementów i konstrukcji [22]. Normy te
sÄ… dobrÄ… podstawÄ… do specyfikacji technicznych. Dlatego konieczna jest popularyzacja tych
norm także wśród projektantów.
Normy podlegają z urzędu co 5 lat systematycznym przeglądom, w wyniku których są one
nowelizowane lub wprowadzane są korekty. W r. 2008 podjęto nowelizację trzech najstarszych
norm grupy TC 288:  Pale wiercone ,  Åšciany szczelinowe i  Kotwy gruntowe .
7.2. Charakterystyka norm europejskich dotyczących wykonawstwa fundamentów
Główne korzyści z norm to uporządkowana terminologia i ujednolicone wymagania
dotyczące materiałów, wykonawstwa i kontroli, kryteria odbiorcze, dokumentacja
wykonawcza. Niektóre normy podają wyczerpujące tablice czynności kontrolnych kolejnych
procesów roboczych, w odniesieniu do różnych odmian konstrukcji czy technologii. Normy
z założenia  wykonawcze zawierają rozdziały na temat projektowania, kontroli i badań
elementów. Przedstawiono zagadnienia wykonawcze wpływające na projektowanie
elementów (np. tolerancje wymiarowe, geometryczne odchyłki wykonania). Dość
179
szczegółowo jest prezentowana dokumentacja projektowa i wykonawcza. Wymagania
specjalne są dostosowane do specyfiki poszczególnych robót.
Załączniki normatywne (nieliczne) podają szczególne wymagania dotyczące projektowania,
badań kontrolnych itp. Załączniki informacyjne zawierają słowniczki terminów, typowe
receptury, wzory metryk, szczegóły konstrukcji lub technologii, bibliografię oraz, co istotne,
zestawienia obligatoryjności poszczególnych punktów normy. CEN stosuje się do Dyrektywy
ISO, regulującej zasady przygotowania norm. W normach 50 - 70% tekstu powinny stanowić
wymagania.
Wszystkie normy są dość obszerne i szczegółowe, niektóre chyba nawet nadmiernie. Poniżej
omówiono zakres i zawartość wybranych norm, ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień
projektowania.
8. PrzeglÄ…d wybranych norm wykonawczych
8.1. Norma PN-EN 1536  Pale wiercone
Norma określa pale wiercone jako formowane w gruncie, zawierające element
konstrukcyjny do przeniesienia obciążeń lub ograniczenia odkształceń. Dotyczy ona pali
okrągłych o średnicach od 0,3 do 3,0 m oraz prostokątnych i owalnych (baret), teowych,
krzyżowych, o grubości e" 0,4 m i polu przekroju do 10 m2 (rys. 1 i 2).
D: Średnica pala L: Długość barety
W: Grubość barety
A: Pole przekroju poprzecznego trzonu
Rys. 1. Pal wiercony kołowy Rys. 2. Pale-barety: przykłady i wymiary
Pale mogą być wiercone z rurowaniem lub pod osłoną zawiesiny albo też formowane
świdrem ciągłym (CFA). W normie określono wymagania dotyczące badań geotechnicznych,
materiałów do betonu i zaczynu, cieczy stabilizujących otwory oraz stali do zbrojenia pali.
Przedstawiono zagadnienia wpływające na projektowanie pali, np. tolerancje wymiarowe,
geometryczne odchyłki wykonania, minimalne zbrojenie, zamieszczono wymagania
konstrukcyjne. Podano też wymagania dotyczące wiercenia i zabezpieczania otworu,
zbrojenia pali, właściwości mieszanek betonowych i zawiesin wiertniczych, betonowania
i zewnętrznej iniekcji pali, zasady nadzoru i kontroli wykonania pali oraz próbnych obciążeń.
Pale można projektować bez zbrojenia, jeśli obciążenia i oddziaływania gruntu wywołują
w nich tylko naprężenia ściskające. W takim przypadku wymagane jest krótkie zbrojenie
180
konstrukcyjne łączące głowicę pala ze zwieńczeniem. Zbrojenie jest konieczne w palach
zginanych, a w palach wyciąganych - na całej długości.
Pale należy wykonywać zachowując następujące odchyłki geometryczne:
a) położenie w planie pali pionowych i ukośnych, mierzone w poziomie roboczym:
e d" emax = 0,10 m dla pali o średnicy D d" 1,0 m,
e d" emax = 0,1 × D dla pali o 1,0 < D d" 1,5 m,
e d" emax = 0,15 m dla pali o D > 1,5 m,
b) odchylenie kÄ…towe pali pionowych i pali ukoÅ›nych odchylonych od pionu do 4°:
i d" imax = 0,02 (0,02 m/m),
c) odchylenie kÄ…towe pali ukoÅ›nych odchylonych od pionu o 4° do 14°:
i d" imax = 0,04 (0,04 m/m).
Ze względów wykonawczych mogą zostać uzgodnione inne wartości odchyłek.
Wartości minimalnego przekroju zbrojenia As (%) określono odmienne niż ogólnie podawane
w normach konstrukcji żelbetowych, redukując wymagane zbrojenie większych przekrojów:
- w przypadku przekroju betonu Ac d" 0,5 m2: As e" 0,5% Ac,
- przy przekroju betonu 0,5 m2 < Ac d" 1,0 m2: As e" 25 cm2,
- przy przekroju betonu Ac > 1,0 m2: As e" 0,25% Ac.
Takie same wymagania zawiera obecnie norma EN 1992-1 (Eurokod 2) projektowania
konstrukcji betonowych.
Rozstaw prętów zbrojenia głównego powinien wynosić co najmniej 100 mm, można go
zmniejszyć do 80 mm, jeśli kruszywo betonu nie przekracza 20 mm. Mogą być najwyżej dwie
warstwy zbrojenia, pręty w nich powinny być rozmieszczone promieniowo, w rozstawie co
najmniej 2 średnice oraz nie mniejszym od 1,5-krotnego największego rozmiaru kruszywa.
Zbrojenie poprzeczne (strzemiona, spirala) powinno mieć średnicę co najmniej 6 mm, lecz nie
mniejszą od 1/4 największej średnicy prętów podłużnych. Otulenie zbrojenia należy
przyjmować zgodnie z EN 1992-1, lecz nie może być ono mniejsze od 60 mm w palach
o średnicy D > 0,6 m albo od 50 mm w palach o D d" 0,6 m. W szczególnych warunkach
minimalne otulenie powinno być zwiększone do 75 mm. Otulenie może być zredukowane do
40 mm od zewnętrznej powierzchni traconej rury lub osłony.
W normie podano także wymagania dotyczące właściwości mieszanek betonowych (skład,
konsystencja, kruszywo) i zawiesin wiertniczych, betonowania i zewnętrznej iniekcji pali. Są
one podstawą do niestosowania tzw. betonu mostowego, zupełnie nieprzydatnego do
formowania pali, co więcej  gwarantującego złą ich jakość!
Zamieszczono szczegółowe zasady nadzoru robót, monitorowania i kontroli wykonania pali
oraz ogólne wskazówki dotyczące próbnych obciążeń.
8.2. Norma PN-EN 1537  Kotwy gruntowe
Przedmiotem normy jest wykonywanie, badania i monitorowanie kotew sprężanych,
zespolonych iniekcyjnie z gruntem (lub skałą), trwałych i tymczasowych. Norma ta nie
dotyczy pali kotwiących, kotew wkręcanych, zakotwień mechanicznych, gwoz
dzi
gruntowych. Wymagane jest sprawdzenie nośności każdej kotwy podczas naciągu. Norma
zawiera wymagania dotyczące materiałów (cięgien, zakotwień, iniektów), konstrukcji
i zabezpieczenia przeciwkorozyjnego cięgien, wykonania otworów, iniekcji buław, sprężania,
kontroli i badań. Szczegółowo omówiono trzy fazy badań: typu, przydatności i odbiorcze
(podlega im każda kotew). Szczególnie dużo uwagi poświęcono zabezpieczeniom kotew
trwałych.
Na rysunku 3 przedstawiono schemat kotwy.
181
Objaśnienia
5. Element konstrukcyjny
1. Punkt zakotwienia w naciągarce podczas sprężania
6. Grunt/skała
2. Punkt zakotwienia w głowicy kotwy w czasie
7. Otwór
użytkowania
8. Osłona likwidująca przyczepność
3. PÅ‚yta oporowa
9. Cięgno
4. Blok oporowy
10. Buława iniekcyjna
Rys. 3. Schemat kotwy gruntowej
Szczegóły projektowania kotew gruntowych zamieszczone są w załączniku D (informacyjnym)
normy, dotyczÄ…cym wymiarowania kotew iniekcyjnych z uwagi na zachowanie i wymagania
konstrukcji, z którą współpracują. Planowane jest przeniesienie w przyszłości podanych
w nim szczegółowych zasad obliczeń do normy EN 1997-1 [3].
Wśród konstrukcji kotwionych wyróżniono następujące ich rodzaje:
- konstrukcje oporowe,
- konstrukcje zapewniające stateczność nasypów, skarp, zboczy,
- wyrobiska podziemne,
- obiekty podziemne poddane działaniu sił wyporu wody gruntowej,
- konstrukcje przenoszące na podłoże siły rozciągające wywołane działaniem
nadbudowanej konstrukcji lub oddziaływań na tę konstrukcję.
Projekt systemu kotwiącego opracowywany jest na podstawie parametrów geotechnicznych
i geometrii rozmieszczenia kotew. Przy projektowaniu kotew należy rozpatrzyć siły kotwienia
i ograniczenia obciążenia, działające na całą konstrukcję w celu zapewnienia w każdym
momencie stateczności budowli.
Należy sporządzić pełny wykaz stanów granicznych, które powinny być sprawdzone.
W przypadku konstrukcji kotwionych powinny być sprawdzone stany graniczne zerwania
kotwy, zniszczenia kotwy spowodowane siłami ścinającymi, przekrzywieniem w głowicy
kotwy albo korozjÄ…, spadku naciÄ…gu kotwy spowodowanego nadmiernymi przemieszczeniami
głowicy kotwy lub pełzaniem buławy i relaksacją cięgna, zniszczenia lub nadmiernego
odkształcenia części konstrukcji spowodowane przyłożonymi siłami kotwienia.
W sytuacjach obliczeniowych powinny zostać uwzględnione stany przejściowe (fazy
realizacji) zwiÄ…zane z wykonawstwem.
Projektując pojedynczą kotwę należy sprawdzać nośność wewnętrzną kotwy, nośność
zewnętrzną kotwy, stan użytkowalności oraz trwałość kotwy, określić potrzebną swobodną
długość kotwy oraz naciąg blokowania. Wartość naciągu blokowania P0 powinna być taka,
182
żeby naciąg kotwy P podczas całego okresu użytkowania kotwionej konstrukcji był poniżej
granicy:
P d" 0,65 Ptk
gdzie:
Ptk - charakterystyczna nośność cięgna.
Naciąg blokowania P0 powinien spełniać warunek:
P0 d" 0,60 Å" Ptk
Kotwioną konstrukcję należy sprawdzić w stanie granicznym nośności i użytkowalności.
Nośność obliczeniowa kotwy Rd zależy od sposobu jej obciążenia w rozpatrywanym stanie
granicznym. Jeśli kotew jest tylko rozciągana:
Rd = Rk / Å‚R
gdzie:
Rk - mniejsza z wartości nośności wewnętrznej Rik i zewnętrznej kotwy Rak,
łR - częściowy współczynnik bezpieczeństwa nośności kotwy, uwzględniający zmienność
właściwości gruntu w danej strefie, zmienność wymiarów i parametrów części składowych
kotwy, zmienność w wykonaniu kotwy.
Dla wszystkich kotew częściowy współczynnik łR powinien być nie mniejszy od 1,35.
Charakterystyczna wewnętrzna nośność kotwy Rik to charakterystyczna siła zrywająca
cięgno kotwy. Nośność zewnętrzna kotwy Ra to graniczny opór pobocznicy buławy na styku
buława-grunt. Nośność Ra jest równa naciągowi, powyżej którego występuje pełzanie i po
pewnym czasie wyrwanie buławy kotwy.
Projektowanie i sprawdzenie kotwionej konstrukcji w stanie granicznym użytkowalności
powinno być przeprowadzane przez sprawdzenie sytuacji obliczeniowych, wymienionych
w załączniku D, z zastosowaniem charakterystycznych wartości oddziaływań, parametrów
gruntów i danych geometrycznych. Wartości graniczne dopuszczalnych przemieszczeń
i odkształceń kotwionej konstrukcji oraz przyległego terenu powinny być określone zgodnie
z p. 2.4.6 normy EN 1997-1:2004 [3], z uwzględnieniem tolerancji na przemieszczenia i obrót
podtrzymywanej konstrukcji.
Jeśli oszacowane przemieszczenia są większe od dopuszczalnych, to rozwiązanie powinno
być uzasadnione przez bardziej szczegółową analizę, obejmującą obliczenia wartości tych
przemieszczeń. Jeśli oszacowane przemieszczenia przekraczają o więcej niż 50%
dopuszczalne, to powinna być przeprowadzona szczegółowa ich analiza i obliczenia.
Należy również uwzględnić oddziaływanie na kotwioną konstrukcję naciągu próbnego
stosowanego podczas badań kotew i wpływ siły sprężającej w kotwie na przemieszczenia
kotwionej konstrukcji.
Rys. 4. Przykłady sposobu zniszczenia ścian obudowy połączonego z wyrwaniem kotew
W roku 2008 podjęto nowelizację normy, której celem jest m.in. usunięcie niezgodności z EN
1997-1 i prEN-ISO 22477-5 (badań kotew) oraz zmiana krytykowanych postanowień.
Ustanowienie nowych wersji jest oczekiwane w 2011 r.
183
8.3. Norma PN-EN 1538  Åšciany szczelinowe
Norma obejmuje ściany konstrukcyjne i przegrody przeciwfiltracyjne. Ściany konstrukcyjne
mogą być trwałe lub tymczasowe; monolityczne, prefabrykowane i z  zawiesiny zbrojonej
(zawiesiny twardniejącej z osadzonymi w niej kształtownikami, siatkami stalowymi itp.).
Przegrody przeciwfiltracyjne sÄ… formowane z zawiesiny twardniejÄ…cej (ew. uszczelnionej
membranÄ… lub grodzicami) lub z tzw. betonu plastycznego (o zmniejszonym module
sprężystości). Norma zawiera wymagania dotyczące badań podłoża oraz rozwiązań
projektowych ścian. Omawiane są zawiesiny bentonitowe, polimerowe i twardniejące. Podano
też specjalne wymagania stawiane betonom. Wiele uwagi poświęcono stateczności szczelin
w czasie głębienia, konstruowaniu zbrojenia, formowaniu i betonowaniu ścian. Zamieszczono
listę badań kontrolnych różnych odmian ścian i przegród.
Przy wymiarowaniu sekcji należy uwzględnić m.in. dostępny sprzęt wiertniczy, metodę
i kolejność głębienia, stateczność ścian szczeliny podczas wybierania gruntu i sposób
betonowania. W projekcie należy uwzględniać nieciągłość zbrojenia na styku sekcji lub
pomiędzy szkieletami zbrojenia tej samej sekcji. W przypadku żelbetowych ścian
szczelinowych na ogół wykonuje się wieniec żelbetowy. Długość sekcji powinna być taka,
aby była zapewniona stateczność szczeliny podczas głębienia.
Poziom cieczy stabilizującej powinien być dostosowany do przewidywanego podczas
głębienia maksymalnego poziomu piezometrycznego wody i powinien zawsze być co
najmniej 1,0 m powyżej najwyższego poziomu piezometrycznego wody. Na rys. 5 pokazano
wymiary sekcji ściany szczelinowej.
Zbrojenie powinno być wymiarowane nie tylko na fazę docelową obciążeń, ale również na
obciążenia podczas budowy. W szczególności powinno mieć wystarczającą sztywność
w fazie transportu, podnoszenia i betonowania oraz umożliwiać przepływ mieszanki
betonowej pomiędzy prętami zbrojenia i innymi elementami szkieletu.
W normie podano szczegółowe wymagania dla zbrojenia sekcji. W przypadku zbrojenia
pionowego minimalna średnica prętów powinna wynosić 12 mm i po każdej stronie szkieletu
należy przewidzieć co najmniej 3 pręty na długości 1,0 m. Rozstaw poziomy, w świetle,
pomiędzy prętami lub grupami prętów, równolegle do ściany powinien wynosić co najmniej
100 mm. Rozstaw pionowy, w świetle, pomiędzy prętami zbrojenia poziomego powinien
wynosić min. 200 mm. W pewnych przypadkach rozstaw prętów (pionowych i poziomych)
może być zredukowany. Rozstaw poziomy pomiędzy prętami poprzecznymi szkieletu
powinien wynosić co najmniej 150 mm. Rozstaw ten może być zredukowany do 80 mm na
długości zakładu lub w sekcjach silnie zbrojonych, pod warunkiem, że maksymalna średnica
kruszywa nie przekracza 20 mm.
Ponadto w normie podane są wymagania dotyczące rozstawu pomiędzy dwoma szkieletami
zbrojeniowymi i pomiędzy szkieletem zbrojeniowym a stykiem sekcji. Projektowana grubość
otulenia powinna wynosić co najmniej 75 mm. Wartość ta może być zredukowana do 60 mm
w gruntach nieagresywnych w stosunku do betonu lub w ścianach tymczasowych, za
wyjątkiem gruntów bardzo miękkich.
184
Objaśnienia:
1. Grubość ściany 7. Ścianka prowadząca
2. Długość pozioma szkieletu zbrojeniowego 8. Poziom wyrównania
3. Szerokość szkieletu 9. Długość pionowa szkieletu zbrojeniowego
4. Długość sekcji 10. Szkielet zbrojeniowy
5. Poziom roboczy 11. Głębokość szczeliny
6. Poziom betonowania
Rys. 5. Wymiary sekcji i elementów ściany szczelinowej
8.4. Norma PN-EN 12063  Åšcianki szczelne
Norma dotyczy ścianek stalowych, betonowych i drewnianych, stosowanych jako
konstrukcje trwałe lub tymczasowe. Nie obejmuje ona kotew i pali będących przedmiotem
innych norm, a także obudów typu berlińskiego oraz ścianek z elementów stalowych i betonu
natryskowego. W zagadnieniach projektowych omówiono wybór rodzaju grodzic, tolerancje
i wiele szczegółów, podano m.in. wyczerpujące wymagania materiałowe. Szczególnie wiele
miejsca zajmują zagadnienia ścianek stalowych (zasady konstruowania połączeń spawanych,
rysunki szczegółów połączeń, spoin itp.), a także wbijanie ścianek szczelnych, wspomaganie
wbijania, szczelność zamków grodzic itp.
Przy doborze grodzic należy rozpatrzyć odpowiednią wbijalność ścianki oraz ewentualny brak
możliwości przeniesienia przez zamki sił ścinających. W przypadku ścianek kombinowanych,
poza parametrami wytrzymałościowymi należy wziąć pod uwagę również giętkość i wbijalność
profili uzupełniających. Należy uwzględnić tolerancje, które mogą pojawić się po zagłębieniu
elementów nośnych (rys. 6).
Przy doborze elementów konstrukcyjnych takich jak zakotwienia, rozpory i kleszcze,
koniecznych do skonstruowania ścianki szczelnej, należy przyjąć najniekorzystniejsze
obciążenia i najniekorzystniejsze warunki lokalne.
185
Rys. 6. Przykłady tolerancji dla kombinowanych ścianek szczelnych
Kolejne etapy budowy powinny być ustalane zgodnie z projektem, powinny być również
zdefiniowane kryteria przejścia z jednego etapu do kolejnego. Dla każdego etapu budowy
powinny być ustalone co najmniej następujące dane:
 poziomy i tolerancje dla zasypów i wykopów,
 poziomy i tolerancje dla wody gruntowej i wód swobodnych,
 charakterystyka i jakość materiału zasypowego po obu stronach ścianki szczelnej i przed płytą
kotwiÄ…cÄ…,
 przemieszczenia ścianki szczelnej spodziewane na końcu poszczególnych etapów,
 ograniczenia dotyczące wartości obciążeń naziomu.
Norma zawiera obszerny zestaw zagadnień dotyczących konstrukcji ścianek, które powinny być
sprecyzowane w projekcie.
8.5. Norma PN-EN 12699  Pale przemieszczeniowe
Przedmiotem normy są ogólne zasady wykonywania pali, zagłębianych bez
wydobywania gruntu. Pale mogą być prefabrykowane lub formowane w gruncie, zagłębiane
w grunt przez wbijanie udarowe lub wibracyjne, wciskanie, wkręcanie albo kombinację tych
metod. Norma dotyczy pali pojedynczych lub w grupach oraz ścian formowanych z grodzic
betonowych. Materiały pali to stal, żeliwo, beton, drewno, iniekt i ich kombinacje. Norma nie
obejmuje elementów formowanych przy użyciu technik ulepszania podłoża, głębokich
palowań pełnomorskich, zaś stalowe pale i ścianki szczelne są przedmiotem normy PN-EN
12063. Pale przemieszczeniowe należy projektować na podstawie norm (Eurokodów)
odpowiednich do rozpatrywanych zagadnień i materiałów pali. W normie podano zasady
projektowania, związane z wykonawstwem, które nie są przedmiotem norm projektowania,
a które mogą wpływać na projektowanie i wymiarowanie pali przemieszczeniowych.
W projekcie należy określić rodzaj i wymiary pala oraz sposób wykonania odpowiedni do
miejscowych warunków gruntowych i uwarunkowań środowiskowych, np. na podstawie
porównywalnych doświadczeń. Jeżeli brak jest doświadczeń dotyczących możliwości wbicia,
to przed rozpoczęciem głównych robót zaleca się wykonanie jednej próby lub większej liczby
prób wbijania w wybranych lokalizacjach.
Wśród zagadnień projektowych podano odchylenia geometrii, jakie należy uwzględniać
w projektach konstrukcji palowych, wytyczne ochrony pali przed korozją, wpływ naprężeń od
wbijania (np. projektowanie elementów prefabrykowanych z uwzględnieniem wbijania
186
udarowego), konstrukcje różnych rodzajów pali, m.in. szczegóły konstruowania zbrojenia pali
formowanych w gruncie oraz pali stalowych i powiększeń przekroju pala. Rozdział
o wykonywaniu pali zawiera m.in. wymagania dotyczÄ…ce spawania pali stalowych, zasady
wykonania pali formowanych w gruncie, betonowania, zastrzyków (podczas wbijania i po
wbiciu), środki ułatwiające wbijanie. Obszernie przedstawiono nadzór i badania pali
(statyczne, dynamiczne, ciągłości, geometrii).
Załącznik A zawiera szczegółowy podział pali przemieszczeniowych według materiałów,
konstrukcji i sposobu wykonania oraz zestaw rysunków ilustrujących elementy konstrukcji
(rys. 7, 8 i 9) i sposoby wykonania różnych rodzajów pali.
Pal betonowy
Pal betonowy
Pal wbijany Pal wkręcany Pal stalowy prefabrykowany
prefabrykowany
formowany formowany (rurowy, zbieżny
(kołowy,
w gruncie w gruncie kształtownik H) (kołowy,
kwadratowy)
kwadratowy)
Rys. 7. Przykłady trzonów pali przemieszczeniowych wg PN EN 12063
Pal formowany Pal formowany Pal formowany
Pal z podstawÄ… Pal stalowy H
w gruncie w gruncie w gruncie rurowy
z komory z powiększoną
z powiększoną z powiększoną z powiększoną
rozprężnej podstawą
podstawÄ… podstawÄ… podstawÄ…
Rys. 8. Przykłady podstaw pali przemieszczeniowych wg PN EN 12063
187
a) Przykłady przekrojów poprzecznych pali betonowych prefabrykowanych
b) Przykład przekroju poprzecznego pala c) Przykład przekroju poprzecznego pala
formowanego w gruncie z pozostawianÄ… rurÄ… iniektowanego
d) Przykłady przekrojów poprzecznych pali stalowych
e) Przykłady przekrojów poprzecznych pali stalowych formowanych z grodzic stalowych
Rys. 9. Przykłady przekrojów poprzecznych pali przemieszczeniowych wg PN EN 12063
8.6. PN-EN 12715  Iniekcja
Norma uwzględnia iniekcje przemieszczeniowe (zagęszczające, rozrywające) i nie
przemieszczające ośrodka (filtracyjne, wypełnianie szczelin i pustek). Wyłączono iniekcje
kotew, iniekcję strumieniową, naprawy konstrukcji zastrzykami, iniekcje obudów tuneli.
Materiały do iniektów obejmują cement i spoiwa hydrauliczne, materiały iłowe, piasek
i wypełniacze, chemikalia, dodatki. Podano parametry iniektów, zakresy zastosowań, procedury
wykonania zastrzyków, metody kontroli i zasady badań, wymagania bezpieczeństwa.
Iniekcje wykonywane są w celu modyfikacji właściwości mechanicznych, hydraulicznych lub
hydrologicznych cech gruntu, wypełnienia naturalnych kawern, wyrobisk górniczych, pustek
przyległych do konstrukcji oraz w celu wywołania przemieszczeń kompensujących ubytki
gruntu lub stabilizujących i podnoszących stopy, płyty, nawierzchnie i całe konstrukcje.
Przed przystąpieniem do sporządzania projektu iniekcji należy zgromadzić informacje
dotyczące: określenia celów iniekcji i kryteriów kontroli, adekwatnych informacji o gruncie,
a w szczególności dane geologiczne, geotechniczne i hydrogeologiczne (łącznie z chemiczną
analizą wody) ważne dla procesu iniekcji, ograniczeń nałożonych przez środowisko, wpływu
przyległych konstrukcji (budynków i fundamentów) oraz pozostałe czynniki, które mogą
oddziaływać na wybór mieszanki iniekcyjnej oraz techniki wprowadzania jej w grunt; oraz
innych projektów wykonywanych na tym samym obszarze lub w podobnych okolicznościach.
Dokumentacja robocza powinna zostać sporządzona na podstawie badań terenowych,
próbnych iniekcji i projektu. Powinna ona określać szczegółowe dane dotyczące zakresu,
188
metody i techniki iniekcji, skład iniektu, dopuszczalne ograniczenia parametrów iniekcji,
wymagane badania i kontrole polowe przed wykonaniem, w czasie wykonywania i po
wykonaniu iniekcji, oprzyrzÄ…dowanie wymagane do monitorowania i rejestracji danych, itp.
Podczas wykonywania iniekcji powinno się uwzględnić rzetelność i kompletność dostępnych
danych gruntowych, wymagane cechy iniektu, obecność istniejących budowli i ich stan,
zmiany w stanie naprężeń in situ i ciśnień porowych w gruncie spowodowane pracami
iniekcyjnymi, w istniejących stanach wód gruntowych, jak również spodziewane warunki po
realizacji robót, toksyczność produktów iniekcyjnych, warunki środowiskowe, w których
materiały iniekcyjne będą składowane, mieszane i wprowadzane w grunt, dostępność
i niezawodność dostawy materiałów iniekcyjnych, wymagania ochrony środowiska
i bezpieczeństwa.
Wprowadzenie iniektu w podłoże może być wykonane z przemieszczeniem lub bez
przemieszczenia gruntu. Rysunek 10 obrazuje różne metody iniekcji związane z tymi dwiema
zasadami.
Rys. 10. Podział iniekcji wg zasad i metod
Załącznik A (informacyjny) podaje m.in. zasady pomiarów parametrów iniektu, a załącznik B
zawiera słownik terminów specjalistycznych.
8.7. PN-EN 12716  Iniekcja strumieniowa
Norma definiuje iniekcjÄ™ strumieniowÄ… jako proces obejmujÄ…cy odspajanie gruntu (lub
słabej skały) oraz jego mieszanie i częściową wymianę na czynnik wiążący. Odspajanie
następuje wysokoenergetycznym strumieniem cieczy (o ciśnieniu 30 - 50 MPa), która może
być jednocześnie czynnikiem wiążącym. Elementy iniekcyjne to kolumna, ściana, przegroda,
płyta, sklepienie, blok. Rozpatrzono systemy pojedynczy (sam zaczyn), podwójne
(powietrzny i wodny) oraz potrójny (trójmediowy). Przedstawiono zagadnienia projektowe
(wykorzystanie elementów, próby wstępne, parametry wytrzymałościowe, przepuszczalność)
oraz odmiany metod wykonania, specjalistyczny sprzęt, kontrolę iniekcji, badania elementów
(geometrii, właściwości mechanicznych, przepuszczalności).
Iniekcja strumieniowa może być stosowana w budowlach tymczasowych lub trwałych jako
fundamenty nowo budowanych konstrukcji, do wzmacniania podłoża istniejących fundamentów,
do formowania przegród o małej przepuszczalności, konstrukcji oporowych lub podpierających,
jako zbrojenie masywu gruntowego.
189
Rys. 11. Zastosowanie iniekcji strumieniowej jako fundamentu wznoszonej konstrukcji
Rys. 12. Wzmocnienie istniejÄ…cego fundamentu iniekcjÄ… strumieniowÄ…
Wytrzymałość tworzywa iniekcyjnego zależy od wybranego procesu iniekcji, zastosowanych
parametrów, a także od rodzaju gruntu i jego niejednorodności. W przypadku wzmacniania
fundamentów należy rozważyć ich stateczność i odkształcenia w stanie przejściowym, przed
związaniem kolumn iniekcyjnych pod fundamentem. Jeżeli odkształcenia uformowanej
iniekcyjnie konstrukcji mają istotne znaczenie, to w projekcie należy określić parametry, które
powinny być mierzone podczas badań odbiorczych, przedział ich wartości, a także odpowiednie
wartości średnie. Wymagana minimalna statystyczna wytrzymałość materiału powinna być
ustalona w fazie projektowania, z uwzględnieniem zmienności warunków gruntowych. Kolumny
iniekcyjne mogą być zbrojone elementami o dużej wytrzymałości (prętami, rurami,
kształtownikami), osadzanymi podczas lub po wykonaniu iniekcji strumieniowej.
Gdy iniekcja strumieniowe jest stosowana w celu odcięcia wody gruntowej, skuteczność jej
zależy od dokładności wymiarów geometrycznych elementów iniekcyjnych oraz od
przepuszczalności ich materiału. Wymagania dotyczące przepuszczalności należy określić
w projekcie za pomocą granicznych wartości parametrów, rzeczywiście mierzonych
w przewidzianych badaniach odbiorczych. Dodatkowe wymagania projektowe zawiera
załącznik A.
Zakresy parametrów iniekcji strumieniowej podane w Załączniku B zawiera tabl. 3.
190
Tablica 3. Zakresy parametrów roboczych w różnych systemach iniekcji strumieniowej
System System System
Parametry procesu iniekcji System
podwójny podwójny potrójny
strumieniowej pojedynczy
(powietrzny) (wodny)
Ciśnienie iniektu [MPa] od 30 do 50 od 30 do 50 > 2 > 2
Wydatek iniektu [l/min] od 50 do 450 od 50 do 450 od 50 do 200 od 50 do 200
Ciśnienie wody [MPa] B/z B/z od 30 do 60 od 30 do 60
Wydatek wody [l/min] B/z B/z od 50 do 150 od 50 do 150
Ciśnienie powietrza [MPa] B/z od 0,2 do 1,7 B/z od 0,2 do 1,7
Wydatek powietrza [m3/min] B/z od 3 do 12 B/z od 3 do 12
B/z: bez zastosowania
8.8. Norma EN 14199:2005 "Mikropale
Zakres normy zdefiniowano następująco: mikropale wiercone o średn. trzonu do 300 mm
oraz przemieszczeniowe (wbijane, wciskane, wwibrowywane lub wkręcane) średn. do 150 mm.
Mikropale zawierają element nośny (najczęściej jest to pręt, wiązka prętów, rura lub
kształtownik stalowy), a nośność ich może być powiększona przez iniekcję pobocznicy
i podstawy. Norma określa wymagania dotyczące m.in. wykonywania i konstrukcji mikropali,
materiałów, badań i odbioru, zabezpieczeń przed korozją.
Rys. 13. Typowe przekroje poprzeczne mikropali wierconych: żelbetowego i zespolonych.
Norma podaje zasady projektowania związane z wykonawstwem mikropali, nie uwzględnione
w Eurokodach i innych normach projektowania, a także wytyczne konstruowania mikropali.
Projekt powinien określać rodzaj i wymiary mikropali w nawiązaniu do wymagań projektu
konstrukcji budowli, danych o warunkach geotechnicznych oraz doświadczeń w zbliżonych
gruntach. Gdy brak takich doświadczeń, to w celu wypróbowania przyjętej metody i sprzętu oraz
oceny zachowania mikropali należy przed rozpoczęciem robót wykonać mikropale próbne.
W projekcie należy podać dopuszczalne wartości przemieszczeń, drgań itp. pobliskich
konstrukcji i instalacji.
Norma zawiera wymagania projektowe zagłębienia w skale, ograniczenia energii wbijania
mikropali żeliwnych lub stalowych, wskazówki konstruowania zbrojenia mikropali wierconych
(generalnie powinno być na całej długości mikropala, ale przewidziano odstępstwa), łączenia
elementów nośnych, grubości otuliny zbrojenia w różnych środowiskach oraz środki
zabezpieczające w środowiskach silnie agresywnych (elementy ze stali sprężających wymagają
zabezpieczeń jak w kotwach gruntowych według EN 1537), stosowania dystanserów,
konstruowania połączeń ze zwieńczeniem lub wzmacnianą konstrukcja, zachowania
dostatecznego rozstawu i odległości od właśnie wykonanego mikropala, sprawdzania
możliwości wyboczenia (w gruntach o wytrzymałości cu < 10 kPa). Podano specjalne warunki
wiercenia w wodzie i w warstwach artezyjskich, sposób postępowania w przypadku napotkania
191
odmiennych warunków gruntowych lub przeszkód uniemożliwiających zagłębienie mikropala,
formowania powiększeń przekroju mikropala, zabezpieczeń przy formowaniu w gruntach bardzo
słabych.
Norma ma 7 załączników, głównie informacyjnych, dość obszernych, które stanowią istotny
składnik normy. Dotyczą one wielu ważnych zagadnień: sposobów wykonywania mikropali,
tolerancji geometrycznych wykonania, metod zabezpieczeń przed korozją, minimalnych
grubości otuliny zbrojenia i elementów nośnych mikropali formowanych w gruncie
w środowiskach o różnej agresywności, informacje o prędkości postępu korozji stali
w mikropalach, kryteria spawania elementów stalowych, badań w otworach i iniekcji wstępnej,
wzory metryk wykonania mikropali wierconych i wbijanych itp.
Geometryczne tolerancje wykonania zalecane w załączniku B:
 usytuowanie (w poziomie roboczym) d" 0,05 m,
 odchylenie osi pali pionowych max 2% długości, pali mało pochylonych (> 4:1) max 4%
długości, w dużym skosie (< 4:1) max 6% długości,
 promień krzywizny > 200 m zależnie od warunków wyboczenia, maksymalne załamanie
w połączeniu odcinków = 1/150 radiana.
8.9. Norma EN 14475:2006  Grunt zbrojony
Norma określa podstawowe zasady wykonywania budowli z gruntu zbrojonego, ze
zbrojeniem rozmieszczanym poziomo lub prawie poziomo, pomiędzy warstwami układanego
gruntu. Przykłady wyrobów geotekstylnych stosowanych jako zbrojenie gruntu według prEN
podano na rys. 14. Norma zajmuje siÄ™:
konstrukcjami oporowymi (pionowymi lub pochylonymi, przyczółkami mostowymi itp.)
z osłoną utrzymującą grunt pomiędzy warstwami zbrojenia,
stromymi skarpami z osłoną wbudowywaną lub z zawijanego zbrojenia albo w postaci osłon
przeciwerozyjnych,
rekonstrukcjÄ… osuwisk skarp oraz
nasypami ze zbrojeniem w podstawie (rys. 15) lub w górnej części.
Ę% geotkaniny (szerokie pasma)
Ę% geosiatki, georuszty
Ę% maty komórkowe
192
Ę% taśmy, wąskie pasma
Rys. 14. Przykłady form geosyntetyków stosowanych jako zbrojenie gruntu
Norma nie obejmuje konstrukcji z gruntu gwoz
dziowanego, zbrojonego palami, mikropalami,
ścianek szczelnych i ścian szczelinowych, wykonywania zastrzyków i iniekcji strumieniowej,
jak również zbrojenia nawierzchni drogowych.
Wymagania normy dotyczą materiałów nasypowych, elementów zbrojenia z geosyntetyków
i metalu oraz osłon powierzchniowych (sztywnych, podatnych, z okrywą roślinną).
W załącznikach przedstawiono wymagania dotyczące ochrony przed korozją oraz elementy
i systemy osłon powierzchniowych.
Projekt konstrukcji z gruntu zbrojonego powinien określać rozwiązanie techniczne dostosowane
do przewidzianej metody budowy, z uwzględnieniem wymagań bezpieczeństwa,
użytkowalności, ekonomii i trwałości w projektowanym okresie użytkowania. Konstrukcje te są
podatne, odkształcają się w czasie budowy i użytkowania. Projekt powinien określać racjonalne
tolerancje możliwych odkształceń. Specjalnej uwagi wymagają odkształcenia w miejscach styku
z konstrukcjami sztywnymi.
W opisie technicznym należy podać zakres i szczegóły robót, wymagany okres użytkowania
budowli, zagrożenia związane z wykonawstwem. W przypadku pozostawienia swobody wyboru
materiału zbrojenia i jego konstrukcji, wskazane jest określenie wymagań stanowiących
podstawę wyboru. Konsekwencje zniszczenia konstrukcji należy uwzględniać odpowiednio do
kategorii geotechnicznych podanych w EN 1997-1.
Zbrojenie
Cienka słaba warstwa
Mocne podłoże
SÅ‚aby grunt
a) Zbrojenie podstawy nasypu b) Materac w podstawie nasypu
Zbrojenie
Zbrojenie
Pustki,
wyrobiska
c) Nasyp na palach ze zbrojeniem
w podstawie d) Zbrojenie nad terenami zapadlisk
Rys. 15. Przykłady zbrojenia nasypów geosyntetykami
W przewidywanych oddziaływaniach należy uwzględnić obciążenia wyjątkowe i krótkotrwałe
podczas robót, wpływy klimatyczne, warunki wodne, zarówno działające trwale, jak i tylko
w czasie budowy. Należy uwzględnić wpływ robót na sąsiednie budowle oraz zdolność
konstrukcji z gruntu zbrojonego do przeniesienia przewidywanych osiadań (całkowitych,
nierównomiernych), przemieszczeń konstrukcji, wysadziny mrozowej itp. W razie konieczności
193
odkształcenia powinny być monitorowane w czasie budowy. Należy uwzględnić warunki
środowiskowe, wpływ wahań wód, fazowania budowy.
Należy określić wymagania projektowe dotyczące materiału gruntowego. W przypadku
konstrukcji z okrywą roślinną należy zastosować rozwiązania zapewniające jej trwałą
wegetację. Korekty projektu mogą być spowodowane nieprzewidzianymi warunkami albo
planowymi modyfikacjami przy stosowaniu metody obserwacyjnej. Metoda ta jest stosowana
zgodnie z EN 1997-1.
Jeżeli spodziewane są duże osiadania podłoża, to może być konieczne wznoszenie konstrukcji
w kilku fazach. Przemieszczenia, a w razie potrzeby także ciśnienie wody w porach, należy
monitorować i porównywać z wartościami prognozowanymi. Na tej podstawie należy ocenić
przewidywane osiadania końcowe i potrzebny poziom powierzchni konstrukcji. W razie
potrzeby konstrukcja może być wstępnie przeciążona do wartości przyszłego obciążenia.
Projekt powinien określać wymagane wymiary konstrukcji, specyfikacje materiałów
i wyrobów oraz inne warunki, jak fazowanie budowy. Podano szczegółowy zakres zawartości
specyfikacji dotyczących ogólnych wymagań (geometrii, odwodnienia, monitorowania,
odchyłek wykonawczych), materiału utrzymywanego nasypu, materiału do gruntu
zbrojonego, zbrojenia (stalowego, geosyntetyków) oraz osłony, połączeń i obudowy roślinnej.
W załącznikach przedstawiono wymagania i informacje dotyczące materiałów gruntowych,
systemów osłonowych (powłok powierzchniowych), typowych rodzajów zbrojenia, ochrony
przed korozjÄ… itp.
Uzgodnienie tekstu normy sprawiało trudności. Norma została ustanowiona w styczniu 2006 r.
8.10. Projekt normy EN 14490  Gwoz
dziowanie
Norma ta definiuje gwoz
dziowanie jako stabilizacjÄ™ gruntu za pomocÄ… gwoz
dzi gruntowych
(kotew biernych). Gwoz
dzie są wykonywane z pręta stalowego (rys. 16), rzadziej rury,
kątownika albo też pręta lub taśmy z tworzywa sztucznego, umieszczanego poziomo lub
ukośnie. Gwoz
dzie sÄ… osadzane w gruncie metodÄ… wbijania udarowego, wibracyjnego lub
strzałowego, albo w wywierconym otworze, wypełnianym zaczynem cementowym. Ściana
jest zabezpieczana powłoką (opinką) pokrywająca powierzchnię gruntu: wiotką (z siatki
metalowej, geosyntetyków, ewentualnie z okrywą roślinną) albo sztywną - żelbetową
(formowaną metodą natryskową, w deskowaniu lub z prefabrykatów).
osłona z betonu
pręt zbrojenia
otulina z zaczynu
płytka
głowicowa
grunt
nakrętka
osłonka łącznik dystanser
Rys. 16. Przykład konstrukcji gwoz
dzia z pręta stalowego
Zagadnienia objęte normą to sposób instalacji i badań gwoz
dzi w zastosowaniach do
stabilizacji istniejących lub formowanych skarp i osłon. Projektowanie konstrukcji
gwoz
dziowanych wymaga specjalistycznej wiedzy i doświadczenia. Zalecenia dotyczące
projektowania zawiera załącznik B do normy.
194
Ściana z osłoną betonową Ściana z odwodnieniem drenem skarpowym
Rys. 17. Przykładowe konstrukcje ścian oporowych z gruntu zbrojonego gwoz
dz
mi
Konstrukcje powinny być projektowane z zachowaniem zasad bezpieczeństwa w każdej fazie
pracy: trwałe zgodnie z EN 1997-1, a tymczasowe mogą być projektowane przez wykonawcę
i akceptowane przez nadzór. W konstrukcjach tymczasowych należy uwzględnić, że warunki
(wytrzymałość gruntu, ciśnienie porowe itp.) mogą się zmieniać w czasie robót oraz okresu
użytkowania budowli. Należy uwzględnić wpływy otoczenia, jak mróz lub podtapianie
podczas budowy i eksploatacji obiektu.
Uzgodnienie tekstu normy okazało się bardzo trudne, wiele krajów zgłaszało zastrzeżenia.
Obecnie dostępny jest projekt z 2007 roku, przeznaczony do ankiety międzynarodowej.
Ustanowienie normy przewiduje siÄ™ w 2010 r.
8.11. Norma EN 14679:2005  Wgłębne mieszanie gruntu (Deep soil mixing)
Norma EN 14679 określa wymagania dotyczące wykonywania, badań, nadzoru
i monitorowania wgłębnego mieszania gruntu (na sucho i na mokro). Norma uwzględnia
mieszanie za pomocą mechanicznego mieszadła obrotowego oraz inne podobne metody
stabilizacji (hybrydowa, blokowa). Głębokość mieszania jest nie mniejsza niż 3,0 m.
Konstrukcje mają formę pojedynczych kolumn, ścian, rusztów oraz bloków, z kolumn
oddzielnych lub wciętych (rys. 18). Kolumny są formowane w gruncie rodzimym,
nasypowym, zwałowiskach lub osadnikach odpadów itp.
Wskazówki dotyczące zagadnień wykonawczych mieszania wgłębnego, jak procesy
technologiczne i stosowany sprzęt, oraz przykłady głównych rodzajów zastosowań, podano
w załączniku A. Zamieszczono w nim obszerny opis metod mieszania, uzyskiwane efekty itp.
W załączniku B przedstawiono metody badań, specyfikacje oraz wyznaczanie parametrów
obliczeniowych, na które ma wpływ sposób wykonawstwa.
Wytrzymałość in situ uformowanych kolumn zależy m.in. od rodzaju gruntu, warunków
i procesu mieszania, warunków dojrzewania, rodzaju i ilości spoiwa. Dlatego wytrzymałość
trudno jest ocenić dokładnie w fazie projektu, wskazane jest zbadać ją na kilku mieszankach
w laboratorium, a następnie sprawdzić w terenie. Jeżeli nie da się spełnić stawianych wymagań,
to należy skorygować projekt.
Projekt geotechniczny mieszania wgłębnego powstaje iteracyjnie w kilku fazach. Powinien on
uwzględniać wymagania bezpieczeństwa, użytkowalności, ekonomii i trwałości. Wskazane jest,
by zespół projektujący uczestniczył w wykonawstwie robót. Projekt geotechniczny powinien być
zgodny z EN 1991 i EN 1997. W załączniku B zestawiono główne parametry, decydujące
o ogólnej stateczności i osiadaniach wzmocnionego podłoża.
Należy przygotować projekt technologiczny, określający szczegółowo roboty wgłębnego
mieszania. Powinien on co najmniej podawać lokalizację i cel zabiegów, wymaganą trwałość,
możliwe ograniczenia w fazie budowy i zagrożenia związane z robotami. Norma określa
195
szczegółowo czynniki i ograniczenia, które powinny być uwzględnione w projekcie. Wymagane
tolerancje powinny uwzględniać realne możliwości maszyn.
Obok bieżących badań wskazane jest monitorowanie zachowania budowli. Zalecane jest
stosowanie metody obserwacyjnej i dostosowywanie projektu w miarÄ™ gromadzenia danych
z terenu budowy. W przypadku kolumn przekazujących obciążenie przez podstawę narzędzie
i sposób mieszania nie powinny powodować osłabienia gruntu pod kolumną. Wykonane
kolumny należy chronić przed cyklicznym zamrażaniem i rozmrażaniem.
Rodzaj spoiwa i dodatki, dostosowane do wzmacnianego gruntu, określa się na podstawie
wstępnych prób laboratoryjnych mieszanek oraz prób in situ. Ponieważ właściwości kolumn
zależą od wielu czynników, skuteczność zabiegu wymaga potwierdzenia próbami mieszania na
budowie i badaniami kolumn, z uwzględnieniem wpływu czasu i warunków dojrzewania.
Rys. 18. Przykłady układów kolumn: pojedynczych oraz ścian,
rusztu i bloku z kolumn stycznych lub przecinajÄ…cych siÄ™
Załącznik B  Zagadnienia projektowania przedstawia proces opracowania projektu, wyboru
spoiwa, badania laboratoryjne i polowe oraz wpływ rozmieszczenia i zachowanie kolumn na
rozwiązanie projektowe. Mieszanie wgłębne może być stosowane w celu zmniejszenia osiadań
(np. nasypu lub konstrukcji), poprawy stateczności, zabezpieczenia skarp lub ścian wykopu,
zabezpieczenie podłoża przed oddziaływaniami dynamicznymi i cyklicznymi, wytworzenia
przegrody izolującej składowiska odpadów lub skażonych gruntów, ograniczenia drgań oraz ich
wpływu na budowle i ludzi. Opisano szczegółowo zasady iteracyjnego projektowania sposobu
mieszania wgłębnego oraz możliwe zagrożenia, jak również wykonanie i badania kolumn
próbnych.
Zasadnicze znaczenie ma właściwy dobór spoiwa kolumn. W metodzie suchej jako spoiwo
zwykle stosowany jest cement lub mieszanka cementu i wapna, a w metodzie mokrej cement.
Wybór spoiwa zależy od warunków gruntowych oraz celu zabiegu. Zwykle niezbędne jest
zbadanie mieszanek spoiwa z gruntem poddawanym zabiegowi. Dane o użyciu spoiw zawiera
tabl. 4.
Tablica 4. Spoiwa powszechnie stosowane do mieszania na sucho
Rodzaj gruntu Odpowiednie spoiwo
IÅ‚, glina Wapno lub wapno/cement
Ił wrażliwy Wapno lub wapno/cement
Grunty spoiste Wapno/cement lub cement/granulowany żużel wielkopiecowy albo
organiczne i gytia wapno/gips
Cement lub cement/granulowany żużel wielkopiecowy albo
Torf
wapno/gips/cement
Grunty z sulfatami Cement lub cement/ granulowany żużel wielkopiecowy
Pył Wapno/cement lub cement
196
W metodzie mokrej mieszania najczęściej jest stosowany cement. Specjalne spoiwa mogą być
stosowane do gruntów silnie organicznych lub do gruntów skrajnie miękkich, nawodnionych.
Jeśli pożądana jest mała wytrzymałość tworzywa, to można użyć mieszankę popiołów
lotnych, gipsu i cementu. W celu poprawy właściwości reologicznych i stabilności mieszanki
często jest dodawany bentonit.
Metody badań kolumn zależą od ich przeznaczenia: w przypadku redukcji osiadań
najważniejszy jest moduł odkształcalności, gdy chodzi o poprawę stateczności, to główne
znaczenie ma wytrzymałość kolumny. Badania laboratoryjne obejmują wykonanie mieszanek
próbnych i określenie ich wytrzymałości, a także zbadanie próbek pobranych z kolumny na
różnych głębokościach. Mieszanki próbne służą do wyboru rodzaju i ilości spoiwa
w określonym gruncie. Zamieszczono szczegółowe wskazówki dotyczące pobierania próbek
i ich badań kontrolnych oraz badań kolumn in situ.
8.12. Norma EN 14731:2005  Wzmacnianie gruntu metodą wibrowania wgłębnego
(Deep vibration)
Norma określa wymagania dotyczące planowania i wykonywania robót, badań oraz
monitorowania zabiegów wgłębnego wibrowania gruntu w celu poprawy jego właściwości,
z użyciem wibratorów wgłębnych oraz urządzeń (sond) zagęszczających. Norma uwzględnia
następujące metody: zagęszczanie gruntu w podłożu przy użyciu wgłębnego wibrowania oraz
formowanie wzmacniających podłoże kolumn z zagęszczanego materiału ziarnistego,
zwiększających sztywność podłoża. Kolumny mają zwykle średnicę od 0,6 m do 1,2 m.
Rys. 19 Wibrator wgłębny:
1  obciążnik mimośrodowy, 2  kolumna rur, 3  styk
Rys. 20. Kolumna wibracyjna
podatny, 4  dysze wodne lub powietrzne, 5  obudowa
 vibro-wing
silnika, 6  żebra zapobiegające obracaniu, 7 - ostrze
W praktyce norma dotyczy głównie wzmacniania podłoża przy użyciu wibroflotacji
i wibrowymiany. Opisano wymagania i zasady projektowania oraz zakres projektu i kontroli
wykonania. Zabiegi sÄ… wykonywane za pomocÄ…:
" zagłębianych w podłoże wibratorów wgłębnych z wirującą mimośrodowo umieszczoną
masą, która wywołuje poziome drgania układu,
" elementów (sond) wibracyjnych wprowadzanych w grunt wibratorem, który znajduje się
nad powierzchnią terenu i najczęściej wywołuje drgania w kierunku pionowym.
Powyższe metody są szczegółowo opisane w załącznikach A i B normy.
197
Norma nie obejmuje m.in. metod formowania pali żwirowych lub piaskowych za pomocą
rury wbijanej lub zagłębianej wibratorem, formowania sztywnych kolumn przez dodanie
cementu do materiału ziarnistego lub użycie betonu (kolumn wibrobetonowych), ubijania
dynamicznego i innych metod wzmacniania powierzchni gruntu oraz zagęszczania za pomocą
wybuchów.
Wzmacnianie wgłębne powinno być projektowane na podstawie badań geotechnicznych
dostosowanych do stosowanych zabiegów. Projekt powinien określać:
" cel techniczny zabiegu, np. zwiększenie nośności, zmniejszenie osiadań, zmniejszenie
groz
by upłynnienia lub osiadań zapadowych przy nawilgoceniu, zmniejszenie
wodoprzepuszczalności,
" wymagane parametry geotechniczne gruntu poddanego zabiegom, np. wytrzymałość na
ścinanie, sztywność lub przepuszczalność,
" kryteria, na podstawie których wyznaczana jest głębokość, rozstaw i zakres wibrowania,
" oczekiwane zachowanie budowli i sposób, w jaki oceniane są wyniki zabiegów za pomocą
mierzalnych parametrów.
W projekcie należy uwzględnić zjawiska towarzyszące zabiegom np. osiadania lub wysadzinę
powierzchni gruntu, skutki wprowadzenia dużej ilości wody w podłoże, wpływ na pobliskie
fundamenty, budowle lub instalacje. W razie potrzeby należy wykonać inwentaryzację i ocenę
stanu tych obiektów.
Wybrana metoda wzmocnienia powinna umożliwiać spełnienie wymagań podanych
w projekcie. W przypadku wątpliwości lub braku doświadczeń należy wykonać próby
wstępne. Zalecane jest praktyczne sprawdzenie, czy zakładane w projekcie cele zabiegu są
uzyskiwane. Norma opisuje zalecane metody kontroli wzmocnienia.
Projekt powinien określać zasięg w planie, punkty wibrowania oraz górny i dolny poziom
zabiegu. Należy wykonać plan z rozmieszczeniem i numeracją punktów wibrowania.
Dopuszcza się odchyłki położenia w planie do 150 mm.
Głębokość wzmocnienia pod fundamenty należy przyjmować:
" wzmocnienie pełne  do poziomu warstwy o odpowiedniej nośności,
" wzmocnienie częściowe  do głębokości wystarczającej, by fundament lub jego część
spełniał wymagania nośności i osiadań; należy wówczas przeanalizować możliwe
przemieszczenia podłoża poniżej strefy wzmocnionej.
W projekcie należy podać kolejność miejsc wykonywania wzmocnienia oraz jej wpływ na
efektywność zabiegu, uwzględniając obecność pobliskich, podziemnych lub nadziemnych,
konstrukcji lub instalacji.
8.13. Norma EN 15237:2005  Dreny pionowe (Vertical drains)
Norma dotyczy ulepszania słabo przepuszczalnych, silnie ściśliwych gruntów za pomocą
drenów pionowych i przeciążenia. Określa ona zasady wykonywania, badania, nadzorowania
i monitorowanie obiektów z pionowymi drenami prefabrykowanymi oraz drenami
piaskowymi. Norma obejmuje wymagania dotyczące projektów, materiału drenów, metod
instalacji i obciążenia podłoża (statycznego, próżniowego, przez obniżenie poziomu wody
gruntowej). Norma nie obejmuje ulepszania gruntów za pomocą studni, kolumn żwirowych
i z kamieni, wielkośrednicowych kolumn w osłonie geotekstylnej oraz zbrojenia gruntu.
198
Rys. 21. Schemat drenażu podłoża:
1  obciążenie zewnętrzne, 2 - materac drenujący, 3  dreny pionowe,
4  warstwa gruntu spoistego, 5  woda z porów gruntu.
Dreny pionowe sÄ… stosowane na lÄ…dzie i w budowlach morskich w celu:
" (pre-)konsolidacji i redukcji osiadań po zakończeniu budowy,
" przyśpieszenia procesu konsolidacji przez skrócenie drogi filtracji wody w porach gruntu,
" poprawy stateczności (przez zwiększenie naprężeń efektywnych w gruncie),
" obniżenia poziomu wody gruntowej,
" ograniczenia groz
by upłynnienia.
W każdym przypadku zabieg obejmuje cały masyw gruntu (objętość drenów jest niewielka
w porównaniu do objętości ulepszanego gruntu. Drenaż pionowy może być połączony
z innymi metodami wzmacniania podłoża lub fundamentów, np. elektroosmozą, palami
zagęszczającymi, palami piaskowymi, zagęszczaniem dynamicznym i mieszaniem wgłębnym.
Wskazówki dotyczące praktycznych zagadnień drenażu, jak badania właściwości drenów,
procedur i sprzętu do ich wykonania, zawiera załącznik A. Badania charakterystyk drenów
i określanie parametrów obliczeniowych związanych z właściwościami drenów i ich
wykonaniem przedstawiono w załączniku B.
Obiekt z użyciem drenów pionowych wymaga kilku faz projektu geotechnicznego.
Projekt powinien zapewnić dokumenty techniczne, umożliwiające wykonanie robót
z uwzględnieniem wymagań bezpieczeństwa i użytkowalności, ekonomii i projektowanej
trwałości budowli. W przypadku złożonych obiektów zalecane jest, by projektanci byli
zaangażowani również w realizację konstrukcji.
Projekt powinien być wykonany na podstawie norm EN 1990 i EN 1997-1 [3]. Podstawowe
parametry, wpływające na stateczność i proces konsolidacji, podane są w załącznikach A i B
normy.
Jeżeli obciążenie przykładane na podłoże zagraża jego stateczności, to należy określić
szerokość i grubość wymaganych przypór bocznych albo przewidzieć wprowadzanie
obciążenia stopniami o ściśle określonej wielkości i czasie trwania. Obciążenie podłoża
można zastąpić lub połączyć z konsolidacją próżniową, wywołującą podciśnienie w porach
gruntu warstwy drenowanej (wynosi ono zwykle około 30% ciśnienia atmosferycznego).
W celu eliminacji konsolidacji wtórnej po wykonaniu obiektu zwykle stosuje się czasowe
przeciążenie podłoża.
Projekt powinien uwzględniać warunki obciążenia i hydrauliczne, czynniki klimatyczne oraz
wpływ na sąsiednie budowle. Powierzchniowy materac drenujący powinien być chroniony
przed zamarzaniem, aby zapewnić jego przepuszczalność.
W gruntach bardzo ściśliwych (np. w gytii lub miękkoplastycznych namułach) osiadanie
może spowodować wyboczenie i zgięcie drenów, bardzo zmniejszające przepuszczalność
199
niektórych ich rodzajów. W przypadku drenów krótszych od miąższości warstwy ściśliwej
powinno być uwzględnione osiadanie dolnej, nie drenowanej części warstwy.
Wskazane jest, by wyboru ostatecznego rozwiązania dokonać na podstawie prób terenowych.
8.14. Nowa norma EN dotycząca robót ziemnych
Ostatnio zgłoszono propozycję powołania nowego komitetu roboczego CEN w celu
opracowania normy  Roboty ziemne (Earthworks). TrwajÄ… dyskusje dotyczÄ…ce potrzeby
takiej normy oraz potencjalnego  nakładania się jej przedmiotu i innych norm. Analizowano
to na spotkaniu TC 341 w paz
dzierniku 2008 w Paryżu. Stwierdzono, że potencjalne
dublowanie się zakresów prac komisji roboczych CEN nie jest znaczące, gdyż istnieje duży
obszar zagadnień specyficznych dla wykonawstwa i kontroli robót ziemnych, który nie jest
objęty pracami istniejących komisji CEN. Opracowanie normy usilnie postuluje Francja,
Niemcy są przeciwni, UK nie ma wyrobionego stanowiska. Dotychczas nie podjęto
wiążących decyzji.
8.15. Wdrażanie norm EN  Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych
Pierwsze polskie wersje projektów norm wykonawstwa powstały z inicjatywy Instytutu
Badawczego Dróg i Mostów, dzięki sponsorowaniu i współuczestnictwu krajowych
wykonawców robót.
PKN przygotowuje polskie wersje norm EN dopiero po ustanowieniu ich przez CEN. Normy EN
1536  Pale wiercone i EN 12063  Ścianki szczelne zostały wprowadzone jako normy PN-EN
w roku 2001. W latach 2002 - 2003 przygotowano kolejne normy, dotyczÄ…ce kotew gruntowych,
ścian szczelinowych, iniekcji, pali przemieszczeniowych oraz iniekcji strumieniowej.
W opracowaniu jest norma  Mikropale .
Wprowadzenie europejskich norm wykonawstwa robót geotechnicznych w Polsce zapełniło
istotną lukę w normalizacji budownictwa. Obecnie normy te są powszechnie powoływane
w projektach oraz wykorzystywane przez wykonawców i nadzór robót.
9. Normy klasyfikacji i badań gruntów
Rozpoznanie i klasyfikacja gruntów i skał oraz procedury badawcze są przedmiotem
szczegółowych norm ISO lub EN-ISO, opracowywanych w ramach współpracujących komisji
CEN/TC 341 i ISO/TC 182/SC 1  Geotechnical investigation and testing . Szczegółowe dane
o ustanowionych i opracowywanych normach i specyfikacjach zawierajÄ… inne referaty WPPK
2009. Warto dodać, że ogólne zasady wykorzystania w projektowaniu geotechnicznym
polowych i laboratoryjnych badań gruntów reguluje norma EN 1997-2 [4].
10. Podsumowanie
System norm europejskich stwarza możliwość daleko idącej unifikacji przepisów
i praktyki budowlanej w Unii Europejskiej. Prace nad europejskimi normami
geotechnicznymi trwają już 25 lat. Wiele norm już opublikowano i wdrożono w systemach
normalizacyjnych krajów UE. Większość norm EN to normy  parasolowe , które dają krajom
członkowskim możliwość dostosowania ich do własnych doświadczeń geotechnicznych.
Na przykład Eurokod 7-1 wprowadza trzy podejścia obliczeniowe DA sprawdzania nośności
granicznej, z których jedno wybierają krajowe urzędy normalizacyjne.
200
Wiele zrobiono w kierunku harmonizacji norm, lecz pozostało jeszcze dużo różnic
w postanowieniach różnych krajów, które powinny być stopniowo usuwane w ramach
nowelizacji i  utrzymania norm. Możliwości takie wykazują analizy różnic. Jednak normy
europejskie pozostaną dokumentami ogólnymi i różnice krajowe szczegółów w przyszłości
pozostaną. Zwłaszcza, że ogólnie jest uznawana konieczność szczegółowych norm lub
przepisów krajowych.
Normy międzynarodowe nie są doskonałe  pojawia się wiele głosów krytycznych, dyskusji,
wskazywane są sprzeczności różnych norm. Normy nie obejmują wszystkich zagadnień
- konieczne są uzupełniające je przepisy i załączniki krajowe. Stwarza to możliwości
dostosowania norm do lokalnych warunków, dotychczasowej praktyki itp. Potrzebna będą też
znowelizowane normy krajowe.
Wprowadzane w Polsce kolejne normy europejskie i ISO wpływają istotnie na
uregulowania dotyczące geotechniki i fundamentowania. PKN wydał już wiele polskich wersji
norm PN-EN, znacznie więcej ustanowiono w wersji oryginalnej (tj. angielskiej). Trzeba się
nauczyć z nich korzystać, zwłaszcza że normy te nie są takie straszne! Konieczne są prace
ułatwiające wdrażanie norm - studia, komentarze, poradniki, szkolenia dla projektantów,
nauczycieli akademickich i studentów. Dlatego jest potrzebna ich popularyzacja wśród
wszystkich zainteresowanych. Wiele norm jest już w powszechnym użyciu. Eurokody mają
być wprowadzone w 2010 r. A zatem czasu pozostało niewiele.
Literatura
[1] BOND A., HARRIS A.: Decoding Eurocode 7, Taylor & Francis, London 2008, 616 s.
[2] CICHY W.: O projektowaniu geotechn. w świetle norm światowych i europejskich.
Inżynieria i Budownictwo nr 12/2001, s.737-740.
[3] EN 1997-1 :2004 Eurocode 7. Geotechnical design. Part 1. General rules.
[4] EN 1997-2 :2007 Eurocode 7. Geotechnical design. Part 2. Ground investigation and
testing.
[5] EN 1997-1 Eurokod 7 - Załącznik krajowy NA  Założenia. Wdrożenie norm
europejskich w budownictwie drogowym i mostowym w Polsce (część mostowa).
IBDiM, Temat SN-1, Etap 2002.
[6] ENV 1993-5 Eurocode 3: Design of steel structures - Part 5: Piling, January 1998.
[7] Evaluation of Eurocode 7. Proc. Intern. Workshop (Ed. T.L.L.Orr), Trinity College,
Dublin 2005.
[8] FRANK R.: Eurokod 7  Projektowanie geotechniczne  prezentacja założeń.
 Inżynieria i Budownictwo , nr 7-8/2007.
[9] FRANK R., BAUDUIN C., DRISCOLL R., KAVVADAS M., KREBS OVESEN N.,
ORR T., SCHUPPENER B.: Designers Guide to EN 1997-1, Eurocode 7: Geotechnical
design Part 1: General rules. Th. Telford, London 2004.
[10] FROSS M., HOFMANN R.: Design of pile foundations according to Eurocode 7-1 in
Austria based on experience of National Standards. ECSMGE, Madrid 2007.
[11] GAJEWSKA B.: Metoda Obserwacyjna w projektowaniu posadowień budynków
wysokich. Seminarium IBDiM i PZWFS  Głębokie posadowienia budynków wysokich ,
Warszawa 23 czerwca 2008.
[12] GAJEWSKA B., KA
OSIC
SKI B. (2004). Postanowienia Eurokodu 7  Projektowanie
geotechniczne dotyczące współdziałania budowli z podłożem gruntowym. II
Problemowa Konferencja Geotechniki  Współpraca budowli z podłożem gruntowym ,
Białystok-Białowieża, 17-18 czerwca 2004.
201
[13] HORODECKI G. A.: Oddziaływania środowiskowe wykopów głębokich na terenach
zurbanizowanych. Inżynieria Morska i Geotechnika nr 3/2006, s.168-181.
[14] Instrukcja badań podłoża gruntowego budowli drogowych i mostowych. GDDP,
Warszawa 1998.
[15] KA
OSIC
SKI B.: Normy europejskie dotyczące wykonywania specjalnych robót
geotechnicznych. XVI Konf. WPPK Ustroń 2001, s.149-159.
[16] KA
OSIC
SKI B. (2002) Projektowanie obudów głębokich wykopów. Seminarium
 Głębokie wykopy na terenach wielkomiejskich , Warszawa, s.21-44.
[17] KA
OSIC
SKI B.: Geotechnika  stan normalizacji europejskiej.  Inżynieria
i Budownictwo , nr 6/2004.
[18] KA
OSIC
SKI B.: Zagadnienia projektowania pali w Normach Europjskich. Seminarium
Zagadnienia posadowień na fundamentach palowych. Gdańsk, 25.06.2004, s.75-86.
[19] KA
OSIC
SKI B.: PrzeglÄ…d norm europejskich dotyczÄ…cych projektowania konstrukcji
geotechnicznych.  Geoinżynieria i Tunelowanie , nr 2/2005.
[20] KA
OSIC
SKI B.: Perspektywy wdrażania Eurokodów geotechnicznych. Inżynieria
i Budownictwo nr 6/2006, s.318-322.
[21] KA
OSIC
SKI B.: Problemy wdrażania normy EN 1997  Projektowanie geotechniczne .
Inżynieria i Budownictwo nr 7-8/2007, s.361-364.
[22] KA
OSIC
SKI B., GAJEWSKA B.: Zagadnienia projektowe w Normach Europejskich
dotyczących wykonywania fundamentów. XX Konf. WPPK Wisła-Ustroń 2005, tom I,
s.11-33.
[23] KONDERLA H.: Stateczność skarp i zboczy w ujęciu Eurokodu 7. Geoinżynieria drogi
mosty tunele nr 2/2008, s.26-28.
[24] KOTLICKI W.: Projektowanie posadowień bezpośrednich w ujęciu Eurokodu 7. XX
Konf. WPPK Wisła-Ustroń 2005, tom I, s.71-90.
[25] KRZYCZKOWSKA A., GAJEWSKA B., KA
OSIC
SKI B.: Przykłady obliczeń
fundamentów według prEN 1997-1. Seminarium  Projektowanie mostów w normach
europejskich , III sesja: EN 1997-1 Projektowanie geotechniczne. IBDiM, Warszawa,
15 listopada 2004.
[26] LEWICKI B.: PN-EN 1990:2004 Eurokod  Podstawy projektowania konstrukcji.
 Inżynieria i Budownictwo , nr 9/2004, s.502-506.
[27] MITEW-CZAJEWSKA M., SIEMIC
SKA-LEWANDOWSKA A.: Analiza ściany
oporowej według EN 1997-1:2004 Eurocode 7.  Inżynieria i Budownictwo , nr 3/2005.
[28] MOTAK E.: Analiza nośności fundamentów bezpośrednich według różnych norm i
Eurokodu.  Inżynieria i Budownictwo , nr 8/1994, s.382-384.
[29] NA to BS EN 1997-1:2004 UK National Annex to Eurocode 7. Geotechnical design.
Part 1. General rules. BSI, 11/2007, 17s.
[30] NF EN 1997-1/NA Annexe Nationale a la NF EN 1997-1:2005 AFNOR, 9/2006
[31] PN-B-02429:1998 Geotechnika - Dokumentowanie geotechniczne.
[32] PN-B-02481:1998 Geotechnika - Terminologia podstawowa, symbole literowe i jednostki
miar.
[33] Rozporządzenie ministra spraw wewnętrznych i administracji z 24 września 1998 r. w
sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych.
Dz.U. nr 126, poz. 839.
[34] Rozporządzenie ministra infrastruktury z 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków
technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. Dz.U. nr 75 poz.
690 z póz
niejszymi zmianami.
[35] RozporzÄ…dzenie ministra transportu i gospodarki morskiej z 2 marca 1999 r. w sprawie
warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie.
Dz.U. nr 43, poz. 430.
202
[36] RozporzÄ…dzenie ministra transportu i gospodarki morskiej z 30 maja 2000 r. w sprawie
warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie
i ich usytuowanie. Dz.U. nr 63, poz. 735.
[37] Rozporządzenie ministra transportu i gospodarki morskiej z 10 września 1998 roku
w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle kolejowe i ich
usytuowanie. Dz.U. nr 151, poz. 987.
[38] SCHUPPENER B.: Eurocode 7: Geotechnical design - Part 1: General rules - its
implementation in the European Member states. ECSMGE, Madrid, 2007.
[39] SCHUPPENER B., ANAGNOSTOPOULOS A., LINDER W.-R.: European
Geotechnical Standards. 11th Baltic Sea Geotechnical Conference, Gdańsk, September
2008, s.913-928.
[40] SIMPSON B.: Approaches to ULS design  The merits of Design Approach 1 in
Eurocode 7. First International Symposium on Geotechnical Safety & Risk, Shanghai,
18-19.10.2007.
[41] VOGT N., SCHUPPENER B., WEISSENBACH A., GAJEWSKA B., KA
OSIC
SKI B.:
Podejścia obliczeniowe stosowane w Niemczech w projektowaniu geotechnicznym
według Eurokodu 7-1.  Inżynieria i Budownictwo , nr 6/2006, s.326-330.
[42] WYSOKIC
SKI L.: Problemy dotyczÄ…ce wprowadzenia w Polsce norm europejskich
w zakresie geotechniki.  Inżynieria i Budownictwo , nr 11/2002, s.625-630.
[43] WYSOKIC
SKI L.: Podstawy projektowania geotechnicznego  Klasyfikacja gruntów,
wydzielanie warstw, ustalanie parametrów geotechnicznych z uwzględnieniem nowych
norm europejskich. XX Konf. WPPK Wisła-Ustroń 2005, tom I, s.35-70.
[44] WYSOKIC
SKI L.: Wdrażanie norm europejskich w polskiej praktyce geotechnicznej.
Międz. Targi Geologiczne  Geologia-2006 , Warszawa, 6-7.06.2006.
[45] WYSOKIC
SKI L.: Błędy systematyczne w rozpoznaniu geotechnicznym i ich wpływ
na projektowanie budowlane. XXIII Konf. Awarie Budowlane, Szczecin-Międzyzdroje
2007.- s. 527-541.
[46] WYSOKIC
SKI L.: Komentarz do nowych norm klasyfikacji gruntów. ITB, Instrukcje,
wytyczne, poradniki nr 428, Warszawa 2007, 41s.
[47] WYSOKIC
SKI L.: Information of Technical Committee of Polish Committee for
Standardization, TC 254 (Geotechnics) about the Eurocode 7 implementation in Poland.
ITB Warsaw, June 2008, 11s.
Przykładowe strony internetowe
Strona Surrey University (UK) o EC7:
http://geocentrix.typepad.com/decoding_the_eurocodes/
GEOTECHNET. Europejska Sieć Geotechniczna. Strona internetowa www.geotechnet.org
Strona A. Bonda (UK) o EC7: http://www.eurocode7.com/
GEOFORUM.COM Strona informacyjna i dyskusyjna
Strona JRC EU o Eurokodach http://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/home.php.
203