LUBELSKA OKRĘGOWA IZBA INŻYNIERÓW BUDOWNICTWA

MATERIAŁY SZKOLENIOWE

Projekt Lubelskiej Okręgowej Izby Inżynierów Budownictwa pt.

"Podnoszenie kwalifikacji zawodowych osób związanych z budownictwem

na terenie województwa lubelskiego" współfinansowany ze środków

Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

realizowany w ramach Zintegrowanego Programu Operacyjnego

Rozwoju Regionalnego 2004-2006, Priorytet II, "Wzmocnienie rozwoju

zasobów ludzkich w regionach", działanie 2.1 "Rozwój umiejętności

powiązany z potrzebami regionalnego rynku pracy i możliwości

kształcenia ustawicznego w regionie".

Wszelkie informacje dotyczące Unii Europejskiej i funduszy strukturalnych

można znaleźć na stronie

www.europa.eu.int

, zaś dotyczące

Europejskiego Funduszu Społecznego na stronie internetowej Instytucji

Zarządzającej tj.: Departamentu Zarządzania Europejskim Funduszem

Społecznym, Ministerstwo Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej, skr.

poczt. 59, 00-955 Warszawa,

www.efs.gov.pl

.

Funkcję Instytucji Wdrażającej pełni Wojewódzki Urząd Pracy w Lublinie,

ul.Okopowa 5, 20-022 Lublin,

www.wup.lublin.pl

.

Współpraca

Współpraca

gruntów rodzimych i

gruntów rodzimych i

nasypowych

nasypowych

w konstrukcjach drogowych

w konstrukcjach drogowych

Mirosław Szpikowski

NOŚNOŚĆ PODŁOŻA

• Stan graniczny podłoża gruntowego

Zależność pomiędzy
odkształceniem
podłoża a ciśnieniem
przy wzroście
obciążenia

NOŚNOŚĆ PODŁOŻA

Wpływ wielkości płyty obciążającej
na wartość osiadań

Fazy odkształcenia gruntu

Fazy stanu naprężenia w podłożu
przy wzroście obciążenia

NOŚNOŚĆ PODŁOŻA

• Edometryczny

• Presjometryczny

• Statyczny

• Dynamiczny

MODUŁY

• Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej

(ogólny) –

M

0

• Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej

(sprężystej) –

M

• Moduł osiadania gruntu –

E

s

• Moduł pierwotnego (ogólnego)

odkształcenia gruntu –

E

0

• Moduł wtórnego (sprężystego) odkształcenia

gruntu –

E

LABORATORYJNE

METODY BADAWCZE

LABORATORYJNE

METODY BADAWCZE

Schemat edometru

Zależność wysokości
próbki od obciążenia

Krzywa konsollidacji

LABORATORYJNE

METODY BADAWCZE

Wartości normowe

modułu ogólnego odkształcenia

gruntów spoistych

Wartości normowe

modułu ogólnego odkształcenia

gruntów spoistych

APARATURA

KONTROLNO - POMIAROWA

STOSOWANA DO OCENY

NOŚNOSCI W WARUNKACH

„in situ”

• Badania presjometryczne,
• Badania płytą statyczną VSS (300

mm)

• Badania dynamiczne (300 mm)

OZNACZENIE

MODUŁU ODKSZTAŁCENIA

PODŁOŻA

PRZEZ OBCIAZENIE PŁYTĄ

METODA STARYCZNA

PN-S-02205:1998

Drogi samochodowe. Roboty ziemne. Wymagania i badania

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

stanowi

iloczyn stosunku obciążenia jednostkowego
do przyrostu odkształcenia badanej warstwy
podłoża w ustalonym zakresie obciążeń
jednostkowych, pomnożony przez 0,75
średnicy płyty obciążającej

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

∆p – różnica nacisków, w megapaskalach
∆s – przyrost osiadań odpowiadający różnicy nacisków, w

milimetrach

D – średnica płyty, w milimetrach

D

s

p

E







4

3

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

obliczenie wskaźnika odkształcenia

I

0

– wskaźnik odkształcenia, liczba niemianowana,

E

2

– wtórny moduł odkształcenia, w MPa,

E

1

– pierwotny moduł odkształcenia, w MPa

Uwaga: wyniki z dokładnością do jednej cyfry znaczącej po przecinku

1

2

0

E

E

I 

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

• Pierwotny moduł odkształcenia -

E

1

• Moduł odprężenia

• Wtórny moduł odkształcenia

E

2

• Wskaźnik odkształcenia

I

0

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

aparatura

Aparatura VSS - schemat

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

aparatura

Schemat zestawu VSS

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

kryteria odbioru

• Wskaźnik odkształcenia I

0

– grunty mineralne

dla żwirów, pospółek i piasków
- Przy wymaganej wartości I

s

≥ 1 I

0

= 2,2

- Przy wymaganej wartości I

s

<1 I

0

= 2,2

Dla gruntów drobnoziarnistych o równomiernym uziarnieniu (pyły,

gliny, gliny pylaste, gliny zwięzłe, iły) I

0

= 2,0

Dla gruntów różnoziarnistych (zwirów gliniastych, pospółek

gliniastych, pyłów piaszczystych zwięzłych)

I

0

= 3,0

Dla narzutów kamiennych, rumoszy
I

0

= 4,0

Dla gruntów antropogenicznych – na podstawie badań

poligonowych

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

kryteria odbioru

• Wskaźnik odkształcenia I

0

– podłoże

grunty ulepszone

- Bezpośrednio po zagęszczeniu I

s

= 1 I

0

< 2,2

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

częstotliwość badań

• W warstwach powierzchniowych

podłoża nawierzchni, najwyższej
warstwy robót ziemnych,

• Głębszych warstw, jeżeli wymaga tego

dokumentacja projektowa lub nadzór

E

2

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

częstotliwość badań

• Jeden raz w trzech punktach na 2000

m

2

powierzchni,

• Dodatkowo w miejscach wskazanych

przez nadzór,

• W przypadku zastosowania

jednorodnego materiału i zagęszczania
go w sposób ciagły odcinkami długości
ponad 100 m liczę badań można
zmniejszyć o połowę

STATYCZNY

MODUŁ OKSZTAŁCENIA

kryterium odbioru

Nośność warstwy jest wystarczająca, jeżeli
wszystkie wartości wtórnego modułu
odkształcenia E

2

spełniają określone kryteria

w

PN-S-02205:1998

Ustalanie

Ustalanie

warunków gruntowo-wodnych

warunków gruntowo-wodnych

w konstrukcjach drogowych

w konstrukcjach drogowych

i metody ich poprawy

i metody ich poprawy

Nazwy i określenia

Nazwy i określenia

•podłoże
•podłoże ulepszone
•podbudowa pomocnicza
•warstwa wzmacniająca

Nazwy i określenia

Nazwy i określenia

Podłoże – grunt rodzimy lub nasypowy leżący pod
nawierzchnią do głębokości przemarzania, nie mniej
jednak niż do głębokości, na której naprężenia pionowe od
największych obciążeń użytkowych wynosi 0.02 MPa
(0.2kg/cm

2

).

Podłoże ulepszone – wierzchnia warstwa podłoża leżąca
bezpośrednio pod nawierzchnią, ulepszona w celu
umożliwienia przejęcia ruchu budowlanego i właściwego
wykonania nawierzchni, spełniająca wymagania określone
dla podłoża.

Nazwy i określenia

Nazwy i określenia

Podbudowa pomocnicza – warstwa spełniająca poza
funkcjami nośnymi funkcje zabezpieczenia nawierzchni
przed działaniem wody, mrozu, przenikania cząstek
podłoża)

Warstwa wzmacniająca:

Warstwa mrozoochronna – warstwa, której
głównym zadaniem jest ochrona nawierzchni przed
skutkami mrozu,

Warstwa odsączająca – warstwa służąca do
odprowadzenia

wody

przedostającej

się

do

nawierzchni,

Warstwa odcinająca – warstwa stosowana w celu
uniemożliwienia przenikania cząstek do warstwy
leżącej powyżej.

Podłoże gruntowe w

Podłoże gruntowe w

konstrukcji drogowej wg PN-

konstrukcji drogowej wg PN-

87/S-02201

87/S-02201

Warstwa ścieralna

Warstwa wiążąca

Podbudowa zasadnicza

Podbudowa pomocnicza

Podbudowa

Nawierzchnia

Podłoże ulepszone

Podłoże

„Drogi samochodowe. Nawierzchnie
drogowe.
Podział, nazwy, określenia”.

Podłoże gruntowe w

Podłoże gruntowe w

konstrukcjach drogowych na

konstrukcjach drogowych na

tle innych krajów

tle innych krajów

“Drogownictwo” 4/98 Stefan Rolla

Grubość podłoża biorąca udział w

Grubość podłoża biorąca udział w

pracy

pracy

z nawierzchnią (

z nawierzchnią (









0.02MPa)

0.02MPa)

“Drogownictwo” 7/98 Stefan Firlej

Ogólne założenia dotyczące roli

Ogólne założenia dotyczące roli

podłoża w konstrukcjach

podłoża w konstrukcjach

drogowych

drogowych

•

obciążenie podłoża w czasie eksploatacji

obciążenie podłoża w czasie eksploatacji

nawierzchni

nawierzchni

>

wysoka stabilność oraz odporność na

wysoka stabilność oraz odporność na

działanie

działanie

mrozu i wody

mrozu i wody

•

obciążenie podłoża w czasie budowy

obciążenie podłoża w czasie budowy

>

umożliwienie poruszania się ciężkich maszyn

umożliwienie poruszania się ciężkich maszyn

drogowych

drogowych

•

warstwy wzmacniające

warstwy wzmacniające

•

odwodnienie

odwodnienie

Klasyfikacja gruntów w

Klasyfikacja gruntów w

budownictwie komunikacyjnym

budownictwie komunikacyjnym

•

grunty naturalne

grunty naturalne

>

pochodzenia miejscowego ( gliny i rumosze

pochodzenia miejscowego ( gliny i rumosze

wietrzelinowe)

wietrzelinowe)

>

pochodzenia rzecznego i morskiego (żwiry, piaski,

pochodzenia rzecznego i morskiego (żwiry, piaski,

pyły, iły)

pyły, iły)

>

pochodzenia eolicznego (piaski wydmowe, pyły

pochodzenia eolicznego (piaski wydmowe, pyły

lessowe)

lessowe)

•

zastoiskowe

zastoiskowe

>

(muły jeziorne i mady rzeczne, torfy)

(muły jeziorne i mady rzeczne, torfy)

•

grunty antropogeniczne

grunty antropogeniczne

>

( żużle, popioły)

( żużle, popioły)

Klasyfikacja gruntów naturalnych

Klasyfikacja gruntów naturalnych

Uziarnienie

Frakcje w mm

>2

2 - 0,05

0,05 - 0,002

<0,002

Klasa

Grupy

Nazwy

Symbol

e

w procentach

Cechy dodatkowe

Podstawowe badania dla celów

klasyfikacyjnych

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Twarde

Ogniowe i przeobrażone

-

Osadowe: wapienie i

piaskowce

-

I

Skały lite

Miękkie

Margle kredowe, iłołupki,

słabo spojone piaskowce itp.

-

nie oznacza się: podział przeprowadza się według

stopnia spękania i wytrzymałości na ściskanie

-

wytrzymałość na ściskanie w stanie

nasyconym wodą

Zwały kamieniste

K

więcej niż 50% kamieni o wymiarach > 80 mm

Grunty

kamieniste

Rumosze i wietrzeliny

R W

więcej niż 25% ziarn o wymiarach > 25 mm

jeśli pory wypełnione

gruntem gliniastym,

nazywają się „gliniaste"

analiza sitowa

ciężar objętościowy

a) sypkie

Żwiry

Ż

> 50

< 50

Pospółki

Żp

1050

5090

-

analiza sitowa

stopień zagęszczenia

b) spoiste

Żwiry gliniaste

Żg

> 50

< 50

Grunty

żwirowe

Pospółki gliniaste

Żpg

10  50

5090

W uziarnieniu

<2mm:cząstek < 0,002

mm więcej niż 10%

analiza sitowo-areometryczna
stopień plastyczności spoiwa
(< 0.42 mm)

a) sypkie

Piaski grube

Pr

-

88100

010

02

Piaski średnie

Ps

-

88100

010

02

Piaski drobne

Pd

-

88100

010

02

Piaski pylaste

P

-

6890

1030

02

Wskaźnik

Plastyczności W

p

1

analiza sitowa stopień zagęszczenia

stopień wilgotności

b) mato spoiste
Piaski gliniaste

Pg

-

6098

030

210

Pyły piaszczyste

p

-

3070

3070

010

Pyły



-

030

60100

010

1 < Wp



10

analiza sitowo-areome-

tryczna wskaźnik plastyczności

stopień plastyczności

c) średnio-spoiste
Gliny piaszczyste

Gp

-

5090

030

1020

Gliny

G

-

3060

3060

1020

Gliny pylaste

G

-

030

5090

1020

10 < Wp  20

j. w.

d) spoiste-ciężkie
Gliny piaszcz. ciężkie

Gpc

-

5080

030

2030

Gliny ciężkie

Gc

-

2050

2050

2030

Gliny pyl. Ciężkie

Gc

-

030

5080

2030

20 < Wp



30

j. w.

e) b. Spoiste
Iły piaszczyste

Jp

-

5070

020

3050

Iły

J

-

050

2080

30100

Grunty drobno-
ziarniste

Iły pylaste

Jn

-

020

5070

3050

Wp > 30

j.w.

Lessy

L

jak pyły

Wp < 10

Grunty makro-

porowate

Lessy ilaste

Li

jak gliny pylaste

Wp > 10

j. w. i współczynnik

makroporowatości

II Grunty

mineralne

rodzime

Muły

Muły

M

jak grunty spoiste

Różne

analiza sitowo-areometryczna,

wskaźnik plastyczności stopień

plastyczności

Piaski próchniczne

Ph

jak piaski

Próchniczne

Pyły próchniczne

h

jak pyły

próchnicy i części org. 2

 5%

Organiczne

Namuły organiczne

Mo

jak gliny i iły

5  30%

III

Grunty

organiczne

rodzime

Torfiaste

Torfy i grunty torfiaste

T

—

> 30%

analiza sitowo-areometryczna;

oznaczenie za-wartości części

organicznych wilgotności i ciężaru

objętościowego

Piaszczyste

Np.

jak piaski

-

jak dla piasków rodzi-mych

Spoiste

Ng

jak grunty spoiste rodzime

-

jak dla gruntów spoistych

rodzimych

IV Grunty

nasypowe

Organiczne

No

jak grunty organiczne rodzime

-

jak dla gruntów organicznych
rodzimych

Tablica 1

Przydatność gruntów rodzimych

Przydatność gruntów rodzimych

i antropogenicznych w robotach

i antropogenicznych w robotach

ziemnych

ziemnych

Przeznaczenie

Przydatne

Przydatne z zastrzeżeniami

Treść zastrzeżenia

1. Rozdrobnione grunty skaliste

miękkie

gdy pory w gruncie skalistym

będą wypełnione gruntem lub
materiałem drobnoziarnistym

2. Zwietrzeliny i rumosze gliniaste

3. Piaski pylaste, piaski gliniaste.

pyły piaszczyste i pyły.

- gdy będą wbudowane w

miejsca suche lub zabezpieczone

od wód gruntowych i

powierzchniowych

4. Piaski próchniczne, z wyjątkiem
pylastych piasków próchnicznych

- do nasypów nie wyższych niż 3
m, zabezpieczonych przed

zawilgoceniem

5. Gliny piaszczyste, gliny i gliny

pylaste oraz inne o w

L

< 35%

- w miejscach suchych lub

przejściowo zawilgoconych

6. Gliny piaszczyste zwięzłe, gliny
zwięzłe i gliny pylaste zwięzłe oraz

inne grunty o granicy płynności w

L

od 35 do 60%

- do nasypów nie wyższych niż 3
m: zabezpieczonych przed

zawilgoceniem lub po ulepszeniu

spoiwami

7. Wysiewki kamienne gliniaste o

zawartości frakcji iłowej ponad 2%

- gdy zwierciadło wody gruntowej

znajduje się na głębokości

większej od kapilarności biernej
gruntu podłoża

8. Zuzie wielkopiecowe i inne
metalurgiczne z nowego studzenia

(do 5 lat)

o ograniczonej podatności na
rozpad – łączne straty masy do

5%

9.Iłołupki przywęglowe

nieprzepalone

- gdy wolne przestrzenie zostaną

wypełnione materiałem
drobnoziarnistym

Na dolne warstwy

nasypów poniżej strefy
przemarzania

1.

Rozdrobnione

grunty

skaliste twarde oraz grunty
kamieniste,

zwietrzelinowe,

rumosze i otoczaki

2. żwiry i pospółki, również

gliniaste
Piaski grube, średnie i drobne,

naturalne i łamane

3. Piaski grube, średnie i

drobne, naturalne i łamane

4. Piaski gliniaste z domieszką

frakcji żwirowo-kamienistej
(morenowe) o wskaźniku

różnoziamistosci U > 15

5. Zuzie wielkopiecowe i inne
metalurgiczne ze starych

zwałów (powyżej 5 lat)

6. Lupki przywęglowe
przepalone

7. Wysiewki kamienne o

zawartości frakcji iłowej
poniżej 2%

10. Popioły lotne i mieszaniny
popiołowo-żużlowe

- gdy występują w miejscach
suchych lub są izolowane od

wody

Na górne warstwy

nasypów w strefie

przemarzania

1.Żwiry i pospółki
2. Piaski grube i średnie
3. Iłołupki przywęglowe

przepalone zawierające mniej
niż 15% ziarn mniejszych od

0.075 mm
4. Wysiewki kamienne o

uziarnieniu odpowiadającym

pospółkom lub żwirom

1. Żwiry i pospółki gliniaste
2. Piaski pylaste i gliniaste
3. Pyły piaszczyste i pyły
4. Gliny o granicy płynności

mniejszej niż 35%
5. Mieszaniny popiołowo-żużlowe

z węgla kamiennego
6. Wysiewki kamienne gliniaste o

zawartości frakcji iłowej > 2%

- pod warunkiem ulepszenia •

tych gruntów spoiwami, takimi

jak: cement, wapno, aktywne
popioły itp.

7. Żużle wielkopiecowe i inne
metalurgiczne

- drobnoziarniste i nie
rozpadowe: straty masy do 1%

8. Piaski drobne

- o wskaźniku nośności w

noś

10

W wykopach i miejscach
zerowych do głębokości

przemarzania

Grunty niewysadzinowe

Grunty wątpliwe i wysadzinowe

- gdy są ulepszane spoiwami
(cementem, wapnem, aktywnymi

popiołami itp.)

Zakres badań laboratoryjnych w

Zakres badań laboratoryjnych w

strefie bezpośredniego wpływu

strefie bezpośredniego wpływu

podłoża na nawierzchnię drogową

podłoża na nawierzchnię drogową

Lp.

Cecha badana

Symbol

Niezbędny rodzaj

pr6bki

Metoda badania.

Rodzaj gruntów

niewysa-

dzinowe

wątpliwe wysadzinowe

1

Badania makroskopowe

NW

PN-88/B-04481

+

+

+

2

Wilgotność naturalna

Wn

NW

PN-88/B-04481

+

+

+

3

Skład granulometryczny

NU

PN-88/B-04481

+

+

+

3a

Powierzchnia właściwa

S

t

NU

PN-88/B-04481

-

+

+

4

Zawartość części

organicznych

I

om

NU

PN-88/B-04481

-

+

+

5

Granica plastyczności

w

p

NU

PN-88/B-04481

-

+

+

6

Granica płynności

WL

NU

PN-88/B-04481

-

+

+

7

Wskaźnik piaskowy

WP

NU

BN-64/8931-01

+

+

+

8

Zagęszczalność i

wskaźnik nośności

W

noś

(CBR)

NU

PN-S-02205:1998

+

+

+

9

Kapilarność bierna

H

kb

NU

PN-60/B-04493

+

+

+

10

Współczynnik filtracji

k

NU

Instr.ITB 339/1996

+

-

-

Wymagania w zakresie zagęszczenia

Wymagania w zakresie zagęszczenia

i nośności na różnych poziomach robót

i nośności na różnych poziomach robót

ziemnych wg. PN-S-02205-1998

ziemnych wg. PN-S-02205-1998

Rys. 1 Wartości wymagane w nasypach:

wskaźnika zagęszczenia I

s

i wtórnego modułu odkształcenia E

2

, MPa

Wymagania w zakresie zagęszczenia

Wymagania w zakresie zagęszczenia

i nośności na różnych poziomach robót

i nośności na różnych poziomach robót

ziemnych wg. PN-S-02205-1998

ziemnych wg. PN-S-02205-1998

Rys. 2 Wartości wymagane w podłożu wykopów:

wskaźnika zagęszczenia I

s

i wtórnego modułu odkształcenia E

2

, MPa

Ogólna ocena warunków jakości

Ogólna ocena warunków jakości

oraz nośności podłoża gruntowego

oraz nośności podłoża gruntowego

•

Wysoka i stabilna nośność podłoża umożliwia:

Wysoka i stabilna nośność podłoża umożliwia:

>

zaoszczędzenie

znacznych

ilości

droższych

zaoszczędzenie

znacznych

ilości

droższych

materiałów przeznaczonych na warstwy podbudowy,

materiałów przeznaczonych na warstwy podbudowy,
>

dopuszczenie ciężkiego ruchu technologicznego w

dopuszczenie ciężkiego ruchu technologicznego w

czasie prowadzonych robót ziemnych oraz budowy

czasie prowadzonych robót ziemnych oraz budowy

kolejnych warstw konstrukcyjnych nawierzchni,

kolejnych warstw konstrukcyjnych nawierzchni,
>

dokładne przygotowanie podłoża pod kolejno

dokładne przygotowanie podłoża pod kolejno

formowane warstwy bez obawy jego uszkodzenia,

formowane warstwy bez obawy jego uszkodzenia,
>

uzyskanie

korzystnie

wysokiego

zagęszczenia

uzyskanie

korzystnie

wysokiego

zagęszczenia

podbudowy

podbudowy

.

.

Grupa nośności podłoża Gi

Grupa nośności podłoża Gi

W celu ustalenia grupy nośności

W celu ustalenia grupy nośności

podłoża Gi nawierzchni należy

podłoża Gi nawierzchni należy

określić:

określić:

•

warunki wodne

warunki wodne

•

warunki gruntowe

warunki gruntowe

Warunki wodne podłoża

Warunki wodne podłoża

konstrukcji drogowych

konstrukcji drogowych

Warunki wodne podłoża zależą od

Warunki wodne podłoża zależą od

:

:

•poziomu występowania wody gruntowej,
•charakterystyki korpusu drogowego, oraz
•charakterystyki pobocza (utwardzone,
nieutwardzone)

Warunki wodne podłoża

Warunki wodne podłoża

konstrukcji drogowych

konstrukcji drogowych

Tablica 4. Klasyfikacja warunków wodnych podłoża konstrukcji jezdni

Lp.

Charakterystyka

korpusu drogowego

Warunki wodne, gdy poziom wody gruntowej występuje

poniżej spodu konstrukcji jezdni

< 1 m

1  2 m

> 2 m

1

Wykopy  1 m a)

b)

złe

złe

przeciętne

przeciętne

przeciętne

dobre

2

Nasypy  1 m a)

b)

złe

przeciętne

przeciętne

przeciętne

przeciętne

dobre

3

Wykopy > 1 m a)

b)

złe

przeciętne

przeciętne

przeciętne

dobre

dobre

4

Nasypy >1 m a)

b)

złe

przeciętne

przeciętne

dobre

dobre

dobre

a) pobocza nieutwardzone

b) pobocza utwardzone i szczelne oraz dobre odprowadzenie wód powierzchniowych

Warunki gruntowe podłoża

Warunki gruntowe podłoża

konstrukcji drogowych

konstrukcji drogowych

Tablica 5 Podział gruntów pod względem wysadzinowości

Wyszczególnienie

właściwości

Grupy gruntów

niewysadzinowe

wątpliwe

wysadzinowe

Rodzaj gruntu

Rumosz niegliniasty
Żwir
Pospółka
Piasek gruby
Piasek średni
Piasek drobny
Żużel nierozpadowy

Piasek pylasty
Zwietrzelina gliniasta
Rumosz gliniasty
Żwir gliniasty
Pospółka gliniasta

mało wysadzinowe
Glina piaszczysta zwięzła,
Glina zwięzła, glina pylasta zwięzła
Ił,

Ił piaszczysty,
Ił pylasty
bardzo wysadzinowe
Piasek gliniasty, pył,
Pył piaszczysty,
Glina piaszczysta, glina,
Glina pylasta,
Ił warwowy

Zawartość cząstek wg
PN-88/B-04481, w %
 0,075 mm
 0,02 mm

<15

<3

15  30

3  10

>30
>10

Kapilarność bierna wg
PN-60/B-04493, H

kb

,, m

<1,0

1,0

>1,0

Wskaźnik piaskowy wg
BN-64/8931-01,WP

>35

25  35

<25

Warunki gruntowe zależą od wysadzinowości

Warunki gruntowe zależą od wysadzinowości

gruntu

gruntu

Grupa nośności podłoża Gi

Grupa nośności podłoża Gi

Tablica 6. Grupy nośności podłoża G

i

dla różnych gruntów w zależności od warunków wodnych

Lp.

Rodzaj gruntów podłoża

Grupa nośności podłoża gdy warunki wodne są:

dobre

przeciętne

Złe

1

Grunty niewysadzinowe (WP > 35)

Żwiry, pospółki, piaski grubo, średnio i

drobnoziarniste oraz rumosze skalne

(wszystkie nie gliniaste), żużle

nierozpadowe

G

1

G

1

G

1

2

Grunty wątpliwe (WP = 25  35)

piaski pylaste,

żwiry gliniaste, pospółki gliniaste,

rumosze i wietrzeliny gliniaste

G

1

G

1

G

2

G

2

G

2

G

3

3

Grunty wysadzinowe (WP < 25)

a) grunty mało wysadzinowe

x)

– gliny

zwięzłe piaszczyste i pylaste, iły, iły

piaszczyste i pylaste,

b) grunty bardzo wysadzinowe

x)

– piaski

gliniaste, pyły piaszczyste, pyły,

gliny, gliny piaszczyste i pylaste, iły

warwowe

G

2

G

3

G

3

G

4

G

4

G

4

x)

w stanie zwartym, półzwartym lub twardoplastycznym (I

L

 0,25)

Grupa nośności podłoża Gi

Grupa nośności podłoża Gi

Tablica 7. Ustalenie grupy nośności G

i

na podstawie wskaźnika nośności w

noś

(CBR)

Grupa nośności G

i

Wartość wskaźnika nośności w

noś

(CBR)

G

1

G

2

G

3

G

4

10 %  w

noś

5%  w

noś

< 10 %

3 %  w

noś

< 5 %

w

noś

< 3 %

Dla gruntów wątpliwych i wysadzinowych grupę nośności Gi określoną wg tablicy 6 należy
porównać z grupą nośności Gi ustaloną na podstawie wskaźnika nośności CBR ( tab. 7) na
próbce po 4 dobach moczenia. Do projektowania należy przyjąć grupę mniej korzystną tj. o
niższej nośności.

Ochrona podłoża przed

Ochrona podłoża przed

mrozem

mrozem

mrozoodporność

mrozoodporność

Tablica 8. Wymagana grubość konstrukcji nawierzchni i ulepszonego podłoża ze względu

na mrozoodporność

Kategoria

Grupa nośności podłoża z gruntów wątpliwych i wysadzinowych

Obciążenia ruchem

G

1

i G

2

G

3

G

4

KR1

0,40 h

z

*

)

0,50 h

z

0,60 h

z

KR2

0,45 h

z

0,55 h

z

0,65 h

z

KR3

0,50 h

z

0,60 h

z

0,70 h

z

KR4

0,55 h

z

0,60 h

z

0,75 h

z

KR5

0,60 h

z

0,70 h

z

0,80 h

z

KR6

0,65 h

z

0,75 h

z

0,85 h

z

*

)

h

z

oznacza głębokość przemarzania gruntów, przyjmowaną zgodnie z Rys. 3.

Ochrona podłoża przed

Ochrona podłoża przed

mrozem

mrozem

mrozoodporność

mrozoodporność

Dane projektowe:

Dane projektowe:



Przebieg trasy drogi nasypy do 2 m i wykopy do 2m,

Przebieg trasy drogi nasypy do 2 m i wykopy do 2m,



Poziom swobodnego zwierciadła wody gruntowej w

Poziom swobodnego zwierciadła wody gruntowej w

nasypach 1.8m, w wykopach 1,3 m poniżej niwelety robót

nasypach 1.8m, w wykopach 1,3 m poniżej niwelety robót

ziemnych,

ziemnych,



Rodzaj gruntu podłoża piasek pylasty o CBR=10%

Rodzaj gruntu podłoża piasek pylasty o CBR=10%

WP=27,

WP=27,



Pobocze nieutwardzone

Pobocze nieutwardzone

Przykład ustalania warunków

Przykład ustalania warunków

gruntowo-wodnych

gruntowo-wodnych

1. ustalenie warunków wodnych z tabeli nr 4

1. ustalenie warunków wodnych z tabeli nr 4

warunki wodne dla nasypu –przeciętne

warunki wodne dla nasypu –przeciętne

warunki dla wykopu –

warunki dla wykopu –

przeciętne

przeciętne

2. Ustalenie warunków gruntowych z tabeli nr 5

2. Ustalenie warunków gruntowych z tabeli nr 5

grunt wątpliwy

grunt wątpliwy

wg tabeli nr 5

wg tabeli nr 5

3 ustalenie grupy nośności Gi z tabeli 6 i 7

3 ustalenie grupy nośności Gi z tabeli 6 i 7

dla gruntów wątpliwych, przy warunkach przeciętnych

dla gruntów wątpliwych, przy warunkach przeciętnych

ustalono

ustalono

grupę nośności G2

grupę nośności G2

Przykład ustalania warunków

Przykład ustalania warunków

gruntowo-wodnych i grupy

gruntowo-wodnych i grupy

nośności Gi

nośności Gi

Wymagania dla podłoża G1

Wymagania dla podłoża G1

konstrukcji katalogowych

konstrukcji katalogowych

Tablica 9. Wymagany moduł sprężystości (wtórny moduł odkształcenia i wskaźnik
zagęszczenia górnej warstwy mrozoodpornej)

Kategorie ruchu

1)

Wtórny moduł odkształcenia

2)

Wskaźnik zagęszczenia

KR1 i KR2

100

1,00

Od KR3 do KR6

120

1,03

Pęcznienie liniowe - „p”

Pęcznienie liniowe - „p”

Pęcznienie liniowe gruntu jest wyrażone stosunkiem procentowym

przyrostu wysokości standardowo zagęszczonej próbki gruntu,
spowodowanego nasyceniem jej wodą do pierwotnej wysokości próbki
(przed jej nasyceniem wodą).

Pęcznienie liniowe oblicza się w procentach wg wzoru:

 h

p = --------- 100

h

w którym:

h – początkowa wysokość próbki, milimetry
 h – różnica między odczytem czujnika na początku badania

nasiąkliwości i odczytem końcowym, milimetry

Moduł sprężystości podłoża

Moduł sprężystości podłoża

E

E

Badania modułów sprężystości gruntów podłoża można

przeprowadzać zarówno w terenie jak i w laboratorium.Moduł
sprężystości gruntów obciążonych sztywną płytą może być obliczony
ze wzoru:

 p

E = D --- --- (1-

2

)

4 s

w którym:

E – moduł sprężystości w MPa,
p – obliczeniowy zakres odciążenia (0,15 - 0,05 MPa),

s – odkształcenie sprężyste odpowiadające p,

 - współczynnik Poissona dla gruntów

Moduł sprężystości podłoża E w

Moduł sprężystości podłoża E w

funkcji CBR wg różnych

funkcji CBR wg różnych

zależności

zależności

Wykres zależnośći E=f(CBR)

0.0

200.0

400.0

600.0

800.0

1000.0

1200.0

0

20

40

60

80

100

120

CBR [%]

E

[

M

P

a]

E1 MPa
E2 MPa
E3 MPa
E4 MPa

E1=17.6 x CBR

0.64

[MPa] - TRRL Potter et .al.. 1984

E2=10 x CBR [MPa] -Heukelom and Klomp
E3=10 x CBR

0.73

[MPa] - National Danish Road Laboratory

E4=8.3735 x CBR

0.7142

[MPa] - instrukcja "D4" o utrzymaniu podtorza kolejowego, 1993

E5 = 5.409 x CBR

0.711

[psi]

Moduł sprężystości podłoża E w

Moduł sprężystości podłoża E w

funkcji zagęszczenia Is

funkcji zagęszczenia Is

Moduł reakcji podłoża k

Moduł reakcji podłoża k

Wg standardowej metody k

p

wyznacza się na

podstawie próbnego obciążenia podłoża przy użyciu
płyty o średnicy D=75 cm, ze wzoru:

k

p

=p

x

/0,125 kg/cm

3

lub wg Korpusu Inżynieryjnych Wojsk
Amerykańskich:

k

p

=0,7/s

x

kg/cm

3

(Pa/cm)

Wartości p

x

i s

x

uzyskuje się z wyniku próbnych

obciążeń

(podłoża płytą)

Moduł reakcji podłoża k

Moduł reakcji podłoża k

Ocena stanu podłoża

Ocena stanu podłoża

istniejących konstrukcji

istniejących konstrukcji

drogowych

drogowych

•

wykonanie otworów badawczych ( nie mniej niż 3

wykonanie otworów badawczych ( nie mniej niż 3

otw./1km)

otw./1km)

•

ustalenie warunków wodno - gruntowych ( tak jak dla

ustalenie warunków wodno - gruntowych ( tak jak dla

nawierzchni nowych)

nawierzchni nowych)

•

w przypadku występowania w konstrukcji nawierzchni

w przypadku występowania w konstrukcji nawierzchni

warstw wzmacniających z gruntów G1 to istnieje możliwość

warstw wzmacniających z gruntów G1 to istnieje możliwość

przekwalifikowania grupy nośności podłoża Gi do grupy o

przekwalifikowania grupy nośności podłoża Gi do grupy o

wyższej nośności

wyższej nośności

Wpływ warstw wzmacniających

Wpływ warstw wzmacniających

na zmianę grupy nośności

na zmianę grupy nośności

podłoża Gi

podłoża Gi

W przypadku gdy wskaźnik CBR  20 minimalna grubość warstwy mrozoochronnej pozwalająca

na przekwalifikowanie podłoża do grupy G1 nie powinna być mniejsza od wartości podanych w
tablicy 10.

Tablica 10

Grupa nośności

Podłoża

Minimalna grubość warstwy

Mrozoochronnej (cm)

G2

25

G3

40

G4

70

Wpływ warstw wzmacniających

Wpływ warstw wzmacniających

na zmianę grupy nośności

na zmianę grupy nośności

podłoża Gi

podłoża Gi

G rup a noś no ś c i po dło ża uw zględniając a w ys tępo wanie w ars tw y w zm ac niając ej o
w s kaźniku C B R =10

20%

T a blica 11

G rupa no ś no ś ci po dło ż a G i

po d w a rs tw ą mro z o o chro nną

M inima lna grubo ś ć
w a rs tw y mro z o o chro nne j
o C B R =10-20%

G rupa no ś no ś ci po dło ż a po
uw z glę dnie niu w a rs tw y
mro z o o c hro nne j

<25cm

G 2

G 2

>25cm

G 1

<25cm

G 3

G 3

25-40cm

G 2

40-70cm

G 1

<25cm

G 4

G 4

25-40cm

G 3

40-70cm

G 2

>70cm

G 1

M inima lne gruboś ci w a rs tw po da ne w ta blicy 8 dotycz ą w s ka ź nika C B R =20% .

M a ks yma lne gruboś ci w a rs tw do tycz ą w s ka ź nika C B R =10% .

Wpływ warstw wzmacniających

Wpływ warstw wzmacniających

na zmianę grupy nośności

na zmianę grupy nośności

podłoża Gi

podłoża Gi

Dane projektowe:

Dane projektowe:



Przebieg trasy drogi: wykopy do 2m,

Przebieg trasy drogi: wykopy do 2m,



Poziom swobodnego zwierciadła wody gruntowej: 1.2 m

Poziom swobodnego zwierciadła wody gruntowej: 1.2 m

poniżej spodu konstrukcji,

poniżej spodu konstrukcji,


Rodzaj gruntu podłoża :

Rodzaj gruntu podłoża :

1. Warstwa odsączająca

1. Warstwa odsączająca

z piasku grubego

z piasku grubego

CBR=15% .

CBR=15% .

WP=75

WP=75

gr. 30cm

gr. 30cm

2.

2.

Glina piaszczysta

Glina piaszczysta

WP=15, CBR =3%

WP=15, CBR =3%



Pobocze nieutwardzone

Pobocze nieutwardzone

Przykład ustalania warunków

Przykład ustalania warunków

gruntowo-wodnych

gruntowo-wodnych

Przykład ustalania warunków

Przykład ustalania warunków

gruntowo-wodnych

gruntowo-wodnych

1. ustalenie warunków wodnych z tabeli nr 4

warunki wodne–

warunki wodne–

przeciętne

przeciętne

2. Ustalenie warunków gruntowych z tabeli nr 5

piasek gruby - grunt niewysadzinowy - G1

piasek gruby - grunt niewysadzinowy - G1

glina piaszczysta - grunt wysadzinowy

glina piaszczysta - grunt wysadzinowy

-

-

G3

G3

3 ustalenie grupy nośności Gi z tabeli 6 i 11

po uwzględnieniu w-wy odsączajacej ustalono

po uwzględnieniu w-wy odsączajacej ustalono

grupę nośności G2

grupę nośności G2

Separacja słabego podłoża:

Separacja słabego podłoża:

•warstwy odcinające
•warstwy odcinające z geosyntetyków
•ulepszenie gruntu spiowami hydraulicznymi

Stabilizacja mechaniczna:

Stabilizacja mechaniczna:

•polepszenie uziarnienia gruntu
•zagęszczanie gruntu

Wymiana gruntu

Wymiana gruntu

Odwodnienie podłoża

Odwodnienie podłoża

Metody poprawy warunków

Metody poprawy warunków

wodnych i gruntowych

wodnych i gruntowych

Metody poprawy warunków

Metody poprawy warunków

wodnych i gruntowych

wodnych i gruntowych

Przykład zastosowania geotkaniny

Metody poprawy warunków

Metody poprawy warunków

wodnych i gruntowych

wodnych i gruntowych

Przykład zastosowania geofolii

Metody poprawy warunków

Metody poprawy warunków

wodnych i gruntowych

wodnych i gruntowych

Przykład zastosowania geowłókniny

Metody poprawy warunków

Metody poprawy warunków

wodnych i gruntowych

wodnych i gruntowych

Separacja oraz wzmocnienie

Metody poprawy warunków

Metody poprawy warunków

wodnych i gruntowych

wodnych i gruntowych

Separacja oraz wzmocnienie

Metody poprawy warunków

Metody poprawy warunków

wodnych i gruntowych

wodnych i gruntowych

Stabilizacja gruntów

Metody poprawy warunków

Metody poprawy warunków

wodnych i gruntowych

wodnych i gruntowych

Stabilizacja gruntów

Metody poprawy warunków

Metody poprawy warunków

wodnych i gruntowych

wodnych i gruntowych

Stabilizacja gruntów

Metody poprawy warunków

Metody poprawy warunków

wodnych i gruntowych

wodnych i gruntowych

Poprawa warunków wodnych:

•usprawnienie odpływu wody
•usprawnienie odwodnienia wgłębnego

Stabilizacja gruntów wapnem

Stabilizacja gruntów wapnem

Drogi samochodowe. Stabilizacja gruntów wapnem do celów drogowych

Tab.13

Wartość wskaźników technicznych gruntów stabilizowanych lub
ulepszanych wapnem przeznaczonych na

Lp. Fizyczno – mechaniczne właściwości

gruntów stabilizowanych wapnem

Jednostka

górną warstwę
ulepszonego
podłoża drogi

1)

podbudowa
pomocnicza dla
dróg o ruchu
bardzo lekkim

wstępne ulepszenie gruntów
przeznaczonych do dalszej
stabilizacji lub na dolne warstwy
ulepszonego podłoża

2)

l

2

3

4

5

7

l

Zmiana granic konsystencji (L y i L p),
zwiększenie

%

30,0

40,0

30,0

2

Odczyn pH po ulepszeniu gruntu
wapnem

pH

7

7

7

3

Wytrzymałość na ściskanie (R)
Próbek nasyconych wodą
-po 7 dniach
po 28 dniach

MPa

0.3
0.3

0.5
0.7

0.2

-

4

Odporność na zamrażanie i
odmrażanie

Ilość cykli

3

5

5

Wskaźnik nośności (CBR)

%

25

40

15

6

Pęcznienie w cylindrze (CBR)

%

1.0

0.5

2

1.

do 1.0 m poniżej niwelety drogi

2.

poniżej 1.0 m od niwelety drogi

Stabilizacja gruntów wapnem

Stabilizacja gruntów wapnem

Tab.14

Wartość wskaźników technicznych gruntów stabilizowanych wapnem lub

ulepszonych przeznaczonych na

Lp. Fizyczno-mechaniczne

właściwości gruntów

stabilizowanych wapnem

Jednostka

górna warstwa

ulepszonego

podłoża drogi

podbudowa pomocnicza

dla dróg o ruchu bardzo

lekkim

wstępne ulepszenie gruntów

przeznaczonych do dalszej

stabilizacji

l

3

3

4

5

7

l

Wskaźnik zagęszczenia

0,98

1,0

-

2

Moduł odkształcenia (

ME

)

MPa

40

60

-

3

Zmiana granic konsystencji
( L

y

,, Lp)

%

-

-

30

4

Odczyn mieszanki

pH

7

7

7

Stabilizacja gruntów cementem

Stabilizacja gruntów cementem

Zawartość w procentach obliczonych masowo

Maksymalna zawartość cementu, w stosunku do masy suchego gruntu

Lp.

Kategoria ruchu

Podbudowa zasadnicza

Podbudowa pomocnicza

Ulepszone podłoże

l

KR od 4 do 6

6

6

8

2

KR od l do 3

8

10

10

Stabilizacja gruntów cementem

Stabilizacja gruntów cementem

Tablica 15

Wytrzymałość na ściskanie próbek

nasyconych wodą

Lp.

Rodzaj warstwy w konstrukcji nawierzchni

drogowej

R7

R28

Wskaźnik

Mrozoodpomości

MPa

l

2

3

4

5

l

Podbudowa zasadnicza nawierzchni drogowej

obciążonej ruchem kategorii KR1 lub podbudowa

pomocnicza nawierzchni drogowej obciążonej

ruchem kategorii KR od 2 do 6

od 1,6 do 2,2

od 2,5 do 5,0

0.7

2

Górna część warstwy ulepszonego podłoża

gruntowego o grubości co najmniej 10 cm w

przypadku budowy nawierzchni dróg obciążonych
ruchem kategorii KR 5 i KR 6 lub górna cześć

warstwy ulepszenia słabego podłoża z gruntów

wątpliwych oraz wysadzinowych

od 1,0 do 1,6

od 1.5 do 2,5

0.6

3

Dolna część warstwy ulepszonego podłoża gruntowego
w przypadku posadowienia konstrukcji nawierzchni na
podłożu z gruntów wrażliwych na działanie mrozu i
wody (wątpliwych i wysadzinowych)

-

od 0,5 do 1,5

0.6