1

PLAC BUDOWY

Plac budowy

Przykładowe technologie wykonywania prac

2

Plac 
budowy

Przykładowe 
technologie 
wykonywania prac

Plac budowy

Przykładowe technologie wykonywania prac

3

RODZAJE BUDOWLI ZIEMNYCH

Klasyfikacja ze względu na rodzaj budownictwa: 

Stałe budowle ziemne:

•Podtorze ziemne dla kolei i dróg kołowych.
•Kanały Ŝeglowne, kanały nawadniające oraz roboty z 

zakresu regulacji rzek i potoków.

•Zapory wodne ziemne, obwałowania rzek itp..
•Roboty niwelacyjne dla zakładów przemysłowych i osiedli 

mieszkaniowych, dla lotnisk, stadionów itp.

Czasowe budowle ziemne:

•Wykopy pod budynki mieszkalne, przemysłowe, mosty, 
zapory wodne, śluzy, nadbrzeŜa itp..
•Rowy dla instalacji kanalizacyjnych, wodociągowych, dla 
kabli, sieci gazowej itp.

4

RODZAJE BUDOWLI ZIEMNYCH

Klasyfikacja ze względu na wielkość wykopu:

•Wykopy szerokoprzestrzenne

szerokość dna > 1.5 [m] 
długość nieograniczona.

•Wykopy wąskoprzestrzenne

długość nieograniczona.
szerokość dna < 1.5 [m] 

•Wykopy jamiste

szerokość i długość dna < 1.5 [m]

PLAC BUDOWY

5

Plac budowy

Przykładowe technologie wykonywania prac

Nasypy i wykopy

Zasada bilansu objętości gruntu

Plac budowy

Przykładowe technologie wykonywania prac

Wykonanie wykopu pod fundamenty
Schemat organizacji prac 

6

Plac budowy

Przykładowe technologie wykonywania prac

Schemat ruchu zgarniarek przy wykonywaniu 
nasypu drogowego z ukopów bocznych

Plac budowy

Przykładowe technologie wykonywania prac

Schemat ruchu zgarniarek przy wykonywaniu 
wykopu pod budynek

7

Plac budowy

Przykładowe technologie wykonywania prac

Schemat zasypywania rowów instalacyjnych 
spycharkami

Plac budowy

Przykładowe technologie wykonywania prac

Schemat ruchu koparki podczas wykonywania 
wykopu pod fundamenty pod budynek 

8

Plac budowy

Przykładowe technologie wykonywania prac

Rozkop przelotowy - czołowy

Schemat przebiegu pracy spycharki podczas 
zdejmowania górnej warstwy gruntu

Plac budowy

Przykładowe technologie wykonywania prac

9

Plac budowy

ZASADY POSTEPOWANIA

• Dobór właściwych maszyn

• Dobór właściwej wielkości maszyn

• Dobór zestawu maszyn (wydajność i 

ilość)

• Analiza wydajności eksploatacyjnej

• Analiza kosztów 

PODSTAWY 
URABIANIA 
GRUNTÓW

10

GRUNTY 

Czym jest ośrodek gruntowy?

Ośrodek nieciągły
Trójfazowy

20

w

h

s

0

100

200

300

400

500

0

1000

2000

3000

w= 65 mm

w=130 mm

w=195 mm

w=260 mm

w=325 mm

w=390 mm

w=600 mm
(rigid wall)

Fx [N]

displacement x [mm]

V

Typowe oddziaływanie narzędzia na ośrodek spoisty z progresywną deformacją

11

GRUNTY -

ośrodek trójfazowy

W gruncie wyróŜnia się: 

fazę stałą

(ziarna i cząstki), 

fazę ciekłą

(woda) i 

fazę gazową

(powietrze, para wodna i gazy).

Fazy w ośrodku gruntowym: 
1 –pęcherzyki powietrza, 
2 –woda wolna, 
3 –cząstki stałe, 
4 –woda błonkowata.

Uziarnienie i Charakterystyki Uziarnienia

Metoda sitowa PN-86/B-02480

WyróŜniamy pięć następujących frakcji:

kamienista o ziarnach 

d > 40 mm (25 mm)

Ŝwirowa  o ziarnach 

d = 40 –2 mm (25-2)

piaskowa o ziarnach

d = 2 –0,05 mm

pyłowa o cząstkach

d = 0,05 –0,002 mm

iłowa o cząstkach 

d < 0,002 mm

Uziarnienie gruntu (skład granulometryczny) określa się procentową
zawartością poszczególnych frakcji w stosunku do cięŜaru całej próbki 
badanego gruntu.

Ziarna i cząstki gruntu dzielone są wg wielkości na grupy zwane frakcjami.

Komplet dziesięciu sit o wymiarach oczek siatki  kwadratowej:

40, 25, 10, 2, 1, 0.5, 0.25, 0.10, 0.071 (lub 0.063) [mm] 

Suszenie temp 105-110°C -> Wibracyjne przesiewanie

t

i

i

m

m

f =

12

GRUNTY - Krzywe uziarnienia

Kruszarki - Krzywe uziarnienia

13

Kruszarki - Krzywe uziarnienia

Z wykresów krzywych uziarnienia moŜna wyznaczyć:

procentowe zawartości poszczególnych frakcji (niezbędne do określenia 
rodzaju gruntu),

średnice cząstek d

10

, d

30

, d

60

(niezbędne do określenia wskaźników 

uziarnienia gruntu) oznaczające średnice cząstek, które wraz z mniejszymi 
stanowią 10, 30, 60 %.

Uziarnienie gruntu charakteryzują dwa wskaźniki:

wskaźnik krzywizny uziarnienia

:

wskaźnik róŜnoziarnistości

(uziarnienia gruntu)

Krzywe uziarnienia

60

10

2

30

d

d

d

C =

10

60

d

d

U =

14

Podział gruntów zaleŜnie od 

wskaźnika róŜnoziarnistości:

•równoziarniste gdy 

1 ≤ U ≤ 5 (np. piaski wydmowe, lessy),

•róŜnoziarniste gdy 

5 ≤U ≤15 (np. gliny holoceńskie),

•bardzo róŜnoziarniste gdy 

U > 15 (np. gliny zwałowe, pospółki).

Grunt jest dobrze uziarniony, jeŜeli:
C= 1 ÷3, a U> 4 dla Ŝwirów lub U> 6 dla piasków 
(przydatne na nasypy)

Znajomość wskaźnika róŜnoziarnistości i krzywizny uziarnienia pozwala 
na określenie łatwości ich zgęszczania. Grunty niespoiste o U>15 naleŜą
do gruntów łatwo zagęszczalnych

Podział gruntów zaleŜnie od frakcji, 

Trójkąt Fereta

• f

k

+f

z

<10% - grunty drobnoziarniste

• f

k

+f

z

≥10% - grunty gruboziarniste:  10% < fk+fz<50% - pospółki,  fk+fz>10% - Ŝwiry

Dla gruntów drobnoziarnistych 
obliczana jest frakcja zredukowana:

100

)

(

100

100

)

(

100

100

)

(

100

'

'

'

z

k

i

i

z

k

z

k

p

p

f

f

f

f

f

f

f

f

f

f

f

f

+

−

=

+

−

=

+

−

=

π

π

15

Podział gruntów spoistych ze względu na uziarnienia (Trójkąt Fereta)

Podział gruntów 

gruboziarnistych

ze względu na uziarnienie

f

i

’

>2%

P

og

Pospółka 

gliniasta

50%≥f

k

+f

z

>10%

f

i

’

≤2%

P

o

Pospółka

f

i

’

>2%

ś

g

świr gliniasty

f

k

+f

z

>50%

f

i

’

≤2%

ś

świr

Uziarnienie

Symbol

Nazwa gruntu

PN-86/B-02481

16

Podział gruntów niespoistych ze 

względu na uziarnienie

Parametry Opisujące własności  

Fizyczne

Cechy fizyczne gruntu moŜna podzielić na podstawowe i od nich pochodne.

Do podstawowych cech fizycznych gruntów zalicza się:

• wilgotność w 
• gęstość właściwą ρ

s

• gęstość objętościową ρ

cechy te oznaczane są na podstawie badań laboratoryjnych

Do pochodnych cech fizycznych gruntu zalicza:

• stopień zagęszczania ID i wskaźnik zagęszczania Is
• gęstość objętościową szkieletu gruntowego ρd
• porowatość n i wskaźnik porowatości e
• wilgotność całkowitą w i  stopień wilgotności Sr 
• wskaźnik plastyczności IP i stopień plastyczności IL

17

Podstawowe cechy fizyczne 

gruntu

Wilgotność gruntu 

Wilgotnością gruntu w

nazywamy procentowy stosunek masy 

wody m

w

zawartej w jego porach do masy szkieletu gruntowego m

s

:

Wilgotnością naturalną w

n

nazywamy wilgotność, jaką ma grunt 

w stanie naturalnym. 

s

m

w

s

w

m

m

m

m

m

w

−

=

=

[%],

100

m

w

– masa przed suszeniem

m

s

- masa szkieletu (po suszeniu105-110°C)

18

gęstość objętościowa gruntu ρ

g

V

m

m

⋅

=

=

ρ

γ

ρ

Gęstość objętościowa gruntu ρ

jest to stosunek masy próbki 

gruntu do objętości tej próbki łącznie z porami 

m

m

–masa próbki , V objętość próbki

γ- cięŜar objętościowy

Gęstością właściwą gruntu ρ

s

(gęstość właściwa szkieletu 

gruntowego)

nazywa się stosunek masy szkieletu gruntowego m

s

do jej objętości V

s

. 

s

s

s

V

m

=

ρ

Wielkości pochodne

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρ

d

jest to stosunek 

masy szkieletu gruntu (masa ziaren i cząstek) w danej próbce do jej 
objętości pierwotnej (razem z porami).

n

s

d

w

V

m

+

=

=

100

100

ρ

ρ

m

s

-masa próbki wysuszonej w temperaturze 105 ÷110 °C 

V -objętość próbki gruntu przed wysuszeniem
ρ – gęstość objętościowa gruntu
w

n

–wilgotność naturalna gruntu

19

Wielkości pochodne

s

d

p

V

V

n

ρ

ρ

−

=

=

1

Porowatość n jest to stosunek objętości porów do całej objętości 
próbki.

Wskaźnikiem porowatości gruntu e nazywamy stosunek 
objętości porów Vp do objętości cząstek gruntu (szkieletu 
gruntowego) Vs

1

1

+

=

−

=

=

e

e

n

V

V

e

d

s

s

p

ρ

ρ

Wskaźnik porowatości e gruntów niespoistych 
waha sięw granicach 0,3 ÷1,0, a w gruntach 
spoistych moŜe byćznacznie większy

Stopień wilgotności S

r

e

W

V

V

S

w

s

p

w

r

ρ

ρ

100

=

=

Stopień wilgotności

jest to stosunek objętości wody zawartej w próbce gruntu do 

objętości porów

Stopień wilgotności określa się dla gruntów niespoistych 

0.8÷1.0

nw

Grunt nawodniony

0.4÷0.8

w

Grunt wilgotny

0÷0.4

mw

Grunt mało wilgotny

S

r

=0

su

Grunt suchy

Stopień wilgotności S

r

Symbol

Stan wilgotności 

Wilgotność całkowita 

jest to wilgotność jaką ma grunt przy całkowitym 

wypełłnieniu poró wodą (S

r

=1)

20

Granice konsystencji, wskaźnik i stopień plastyczności, 

stany gruntów spoistych 

RozróŜnia się trzy konsystenje gruntów spoistych : 
płynną, plastyczną i zwartą. 

Granicznymi wilgotnościami, rozdzielającymi poszczególne 

konsystencj, są granice konsystencji (granice Atterberga):

 W

L

- granica płynności (wilgotność graniczna pomiędzy 

konsystencją płynną a plastyczną) 

 W

p

- granica plastyczności (wilgotność graniczna pomiędzy 

konsystencją plastyczną a zwartą)

 W

S

- granica skurczalności (wilgotność jaką ma grunt na granicy 

stanu półzwartego i zwartego, po osiągnięciu której pomimo 
dalszego wysychania nie zmienia juŜ swojej objętości )

Plastyczność, Wskaźnik 

plastyczności I

p

Plastycznością nazywa się zdolność gruntu do poddawania się
trwałym (nieodwracalnym) odkształceniom 

przy stałej objętości, 

bez pęknięć i kruszenia się. Cechę tę wykazują tylko te grunty, 
które zawierają w swoim składzie cząstki minerałów ilastych

.

definicja 
geoinŜynierii

Wskaźnik plastyczności I

P

jest to róŜnica pomiędzy granicą płynności i granicą

plastyczności (zakres wilgotności wyznaczony granicami), oznacza ile wody w 
procentach (w stosunku do masy szkieletu) wchłania dany grunt przy przejściu ze 
stanu półzwartego w półpłynny.

I

p

=W

L

-W

p

gdzie:
w

P

-granica plastyczności,

w

L

-granica płynności.

21

Stopień plastyczności I

L

p

L

p

n

L

W

W

W

W

I

−

−

=

Podział na stany i konsystencję gruntów w zaleŜności od wartości stopnia 
plastycznośći i wilgotności naturalnej

W

L

< W

n

1.0<I

L

pl

Płynny

0.5<I

L

≤1.0

mpl

Miękkoplastyczny

W

p

< W

n

≤ W

L

0.25<I

L

≤0.5

pl

Plastyczny

0<I

L

≤0.25

tpl

Twardoplastyczny

W

S

< W

n

≤W

p

I

L

<0

pzw

Półzwarty

W

n 

≤ W

S

I

L

<0

zw

Zwarty

Wilgotność gruntu w 

stosunku do granic 

konsystencji

Stopień plastyczności

Symbol

Stan gruntu

Stopień zagęszczenia i stany 

gruntów 

22

Parametry Zagęszczania Gruntów

Wilgotność optymalna wopt to taka, przy której uzyskuje 
się największe zagęszczenie w przypadku gruntów 
spoistych i niektórych gruntów niespoistych.

ZaleŜność Proctora: gęstość objętościowa szkieletu 
gruntowego ρ

d

zaleŜy od wilgotności (przy stałej energii 

zagęszczania).
Maksymalne zagęszczenie jest tym większe, im większa 
jest energia zagęszczania. Wartości w

opt

i ρ

d

zaleŜą od 

rodzaju gruntu.

Zagęszczalność gruntów

Wpływ wilgotności na zagęszczenie gruntu:
1 –krzywa zagęszczenia, 
2 –krzywa całkowitego nasycenia (teoretycznie  
maksymalne zagęszczenie)

23

GRUNTY 

Mamy, więc takie cechy jak:

• Gęstość właściwa
• Ziarnistość
• Porowatość
• Stopień zagęszczenia
• Wilgotność
• Plastyczność

• Spójność
• Tarcie wewnętrzne
• Tarcie zewnętrzne 

GRUNTY 

I cały szereg innych cech:

• Geneza powstania
• Warstwowość budowy
• RóŜne kształty cząstek stałych
• RóŜne struktury budowy
• Anizotropowość
• Przyczepność
• Kąt usypowy 

…..

24

Wytrzymałość gruntów 

na ścinanie

Mechanizm ścięcia 

Głównym mechanizmem zniszczenia 

ośrodków gruntowych jest ścinanie

posadowienie 
fundamentu 

stateczność
skarpy

Przy obciąŜeniu krytycznym , napręŜenia ścinające 
wzdłuŜ powierzchni zniszczenia osiągają wartości 
graniczne wytrzymałości na ścinanie

powierzchnia 
zniszczenia

obszar nieruchomy 

(bez deformacji) 

25

Powierzchnia ścięcia 

Ziarna ośrodka 
przemieszczają się po 
sobie wzdłuŜ powierzchni 
zniszczenia 

Nie występuje kruszenie poszczególnych ziaren

powierzchnia zniszczenia

Graniczny stan napręŜenia 

σ

τ

τ

Na powierzchni zniszczenia , napręŜenia 
ścinające (τ) osiągają wartość graniczną (τ

f

).

26

Warunek Coulomba-Mohra

τ

σ

φ

σ

τ

tan

+

= c

f

c

φ

pow

ierz

chn

ia s

tan

ów 

gra

nicz

nyc

h

spójność

kąt tarcia

τ

f

jest maksymalnym napręŜeniem ścinającym jakie 

moŜe przenieść ośrodek bez ziszczenia  pod 
działanieniem napręŜenia normalnego σ.

τ

f

σ

Warunek Coulomba

φ

σ

τ

tan

n

n

c +

=

NapręŜenie ścinające τ ma dwie składowe: 
spójność i tarcia

σ

n

τ

n

φ

τ

σ

c

σ

f 

tan φ

c

skła

dow

a sp

ójno

ści

skłądowa 
tarcia

27

Koła Mohra i obwiednia 
(powierzchnia graniczna)

X

Y

Ośrodek w 
róŜnych 
połoŜeniach

X

Y

X

Y

~ zniszczenie

~ stateczność

τ

σ

Koła Mohra i obwiednia 
(powierzchnia graniczna)

Y

Początkowo Koło Mohra jest 
punktem

σ

c

σ

c

σ

c

∆σ

σ

c

+

∆σ

∆σ

Ośrodek nie osiąga stanu 
granicznego jeŜeli Koło 
mMohra znajduje się wewnątrz 
obwiedni

GL

28

Koła Mohra i powierzchnia graniczna

Y

σ

c

σ

c

σ

c

∆σ

GL

Wraz ze wzrostem 
obciąŜenia koła Mohra są
coraz większe

…

.. i zniszczenie następuje 
kiedy koło Mohra dotknie 
obwiedni

Kierunek powierzchni zniszczenia

Y

σ

c

σ

c

σ

c

∆σ

GL

σ

c

+∆σ

90+φ

φ

45 + φ/2

Powierzchnia graniczna 
zorientowana jest pod 
kątem 45 + φ

φ

φ

φ/2 po 

poziomu

45 + φ/2

Y

29

Mechanizm zniszczenia 

Warunek Coulomba

α jest kątem pomiędzy normalną do 
płaszczyzny ścinania, a kierunkiem

σ

1

. 

α=π/4+φ/2

(

)

(

)

(

)

α

σ

σ

τ

α

σ

σ

σ

σ

σ

2

sin

2

1

2

cos

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

−

=

−

+

+

=

n

n

0

tan

)

,

(

tan

=

−

−

=

+

=

ϕ

σ

τ

τ

σ

ϕ

σ

τ

n

n

n

n

n

n

c

F

c

0

cos

sin

)

(

)

(

2

1

2

1

2

1

2

1

=

−

+

−

−

ϕ

ϕ

σ

σ

σ

σ

c

c spójność

φ kąt tarcia wewnętrznego

τ

n

σ

n

σ

2

σ

1

σ

1

σ

2

α∗

β∗

P  - biegun napręŜenia

τ

n

O

φ/2+π/4

φ/2+π/4

π/4−φ/2

π/4−φ/2

σ

n

θ

2θ=π/2−φ

φ

1/2(σ

1+

σ

2

)

A

σ

1

σ

1

σ

2

σ

2

σ

n

τ

n

θ=π/4−φ/2

σ

n

τ

n

n

α

α

2α

30

Badania wytrzymałości 

gruntów i skał

Do najwaŜniejszych metod badania doświadczalnego 
skał naleŜą:

• badanie wytrzymałości na ścinanie
• próba trójosiowego ściskania,
• próba jednoosiowego ściskania- skały
• próba poprzecznego ściskania (test brazylijski) - skały 
.

Aparat bezpośredniego ścinania

P

n

P

t

P

n

t

u

przemieszczenie u

ośrodek w stanie
 zagęszczonym

ośrodek w stanie
luźnym

t

A

B

C

c

ϕ

τ

n

1

τ

n

2

τ

n

2

σ

n

1

σ

n

2

σ

n

3

n

σ

τ

n

31

Aparat trójosiowego ściskania

Badania ośrodków gruntowych- edometr