UPROSZCZONA DOKUMENTACJA GEOLOGICZNO -INŻYNIERSKA

DOTYCZĄCA WARUNKÓW POSADOWIENIA GARAŻU

W KRAKOWIE - CZYŻYNACH

Wykonali:

Monika Dyras

Paweł Gajewski

Justyna Głowacz

Anita Kizior

Ewa Mastalska

Stanisław Pasionek

Zbigniew Podgórni

Rafał Rapacz

Wojciech Ziobroń

GR I BW rok III

UPROSZCZONA DOKUMENTACJA GEOLOGICZNO -INŻYNIERSKA

DOTYCZĄCA WARUNKÓW POSADOWIENIA GARAŻU

W KRAKOWIE - CZYŻYNACH

Spis treści

Część opisowa

1. Wstęp, cel i zakres opracowania.

2. Charakterystyka projektowanej inwestycji.

3. Położenie terenu badań, morfologia i hydrologia.

4. Budowa geologiczna.

5. Badania terenowe.

5.1.Wiercenie świdrem ręcznym.

5.2.Sondowanie sonda statyczną Viktsond.

5.3.Sondowanie sondą dynamiczną ITB-ZW z pomiarem oporu gruntu przy ścinaniu.

5.4.Sondowanie sondą lekką

6.Analiza uzyskanych wyników badań oraz ocena właściwości gruntów zalegających w podłożu.

7.Wnioski i zalecenia.

Część graficzna

1. Szkic sytuacyjno - wysokościowy.

2. Profile geologiczno - inżynierskie.

3. Przekroje geotechniczne.

4. Wynik sondowań sondą statyczna Viktsond.

5. Wyniki badań sonda ITB-ZW.

6. Wyniki badań oporu gruntu sondą ITB-ZW.

7. Szkice garaży.

8. Dziennik niwelacji.

Część dydaktyczna

1. Pomiar oporu gruntu ścinarka obrotowa TV.

2. Pomiar oporu gruntu penetrometrem wyciskowym.

3. Próbne obciążenie gruntu - opis badania.

4. Budowa i sposób sondowania sondą VIKTSOND.

5. Sondowanie sonda dynamiczną ITB-ZW z pomiarem wytrzymałości gruntu na ścianie

6. Sondowanie sonda lekką SL - 5,0

7. Wiercenie świdrem ręcznym

Część opisowa

1. Cel i zakres opracowania

Badania przeprowadzono w ramach ćwiczeń terenowych.

Celem tego opracowania jest rozpoznanie budowy podłoża gruntowego danego terenu w zakresie właściwości fizycznych i mechanicznych podłoża gruntowego. Zajmiemy się określeniem uwarstwienia podłoża tj. głębokości zalegania i miąższości kolejnych warstw, określenia głębokości zwierciadła wód gruntowych oraz przeanalizujemy czy na danym terenie będzie można zrealizować naszą inwestycję.

2. Charakterystyka projektowanej inwestycji

Mamy na celu zaprojektowanie jednego rzędu szeregowo ułożonych garaży dla mieszkańców pobliskich bloków, posadowionych poniżej strefy przemarzania gruntu na danym terenie.

3. Położenie trenu badań, morfologia i hydrologia.

Inwestycja ma zostać zrealizowana w Krakowie w dzielnicy Czyżyny przy ulicy Skarżyskiego, w pobliżu płyty nieużywanego już lotniska. Jest to teren równinny, na którym ze względu na istniejącą płytę lotniska możemy spodziewać się nasypów lub zagęszczonych gruntów. W pobliżu nie zauważa się żadnych strumieni ani innych cieków powierzchniowych.

4. Budowa geologiczna

Strefę krakowską stanowią utwory paleozoiczne. Tworzą je sfałdowane i częściowo zmetamorfizowane skały od prekambru do karbonu. Skałami kambryjskimi są iły mułowcowate z przewarstwieniami piaskowców i zlepieńców z otoczakami granitu, grejsu i wulkanitów. Skały młodszego paleozoiku okres dewonu to osady lądowe, potem morskie węglanowe. Paleozoiczne skały strefy krakowskiej przykrywają osady mezozoiczne, triasowo-jurajskie. Są to w znacznej mierze lądowe osady piaskowcowo-żwirowo-ilaste, a następnie utwory płytkiego morza, ilasto-piaszczysto-margliste oraz wapienie. Utwory jurajskie to pstre iły, ilowce, brekcje, piaskowce. Jurę środkową reprezentują zlepieńce i piaskowce wapniste oraz wapienie piaszczyste z fosforytami.

5. Badania terenowe

5.1. Wiercenie świdrem ręcznym.

Wykonano 3 otwory badawcze wzdłuż przekątnej planowanej inwestycji:

1 do głębokości 245 cm

2 do głębokości 260 cm

3 do głębokości 255 cm

Wiercenia przeprowadzono świdrem ręcznym.

5.2 Sondowanie sondą statyczną Viktsond

Sondowanie wykonano przy otworach nr 2, do głębokości 150 cm oraz przy otworze nr 3, do głębokości 270cm.

5.3 Sondowanie sondą dynamiczną ITB-ZW z pomiarem oporu gruntu przy ścinaniu

Sondy dynamicznej użyto przy dwóch otworach 1 i 2 w celu określenia wytrzymałości gruntu na ścinanie. W otworze 1 wytrzymałość na ścinanie określano na głębokości 1,3m, w otworze 2 na głębokości 1,8m. Określano wytrzymałość na ścinanie gliny piaszczystej.

5.2 Sondowanie sondą lekką SL - 5,0

Sondowanie wykonano przy otworach nr 3, do głębokości 140 cm.

6. Analiza uzyskanych wyników badań oraz ocena właściwości gruntów zalegających w podłożu

W analizowanym obszarze mamy doczynienia z gruntem uwarstwionym.

Na badanym obszarze przeważają grunty spoiste, głównie pył piaszczysty i glina piaszczysta. W czasie wykonywania badań nie nawiercono poziomu wód gruntowych.

Wykonywana konstrukcja Garaży lekkich może zostać posadowiona w warstwie zagęszczonego pyłu piaszczystego zalegającego na głębokości średniej 1,1 m (spełnione będzie minimalna posadowienie dla Krakowa 1,0m), ale należałoby sprawdzić wpływ warstwy słabej tj. warstwy plastycznej gliny, która znajduje się poniżej.

Część dydaktyczna

1.0.Pomiar oporu gruntu ścinarką obrotowa TV.

Stosując ścinarkę obrotową do badania spójności gruntu uzupełnia się badania makroskopowe. Ścinarka obrotowa posiada końcówkę skrzydełkową oraz urządzenie, które służy do obracania tej końcówki. Tym urządzeniem robimy pomiar momentu granicznego M_f [kGcm]

Podziałka tego urządzenia pomiarowego wskazuje wartość spójności gruntu C_u zgodnie ze wzorem:

Oznaczenie wykonuje się na wyrównanej powierzchni gruntu. W tak przygotowany grunt wciska się końcówkę skrzydełkową na głębokość równą wysokość skrzydełek. Następnie obraca się końcówkę powoli aż do osiągnięcia największego oporu gruntu. Badanie ścinarka obrotową wykonano przy wierceniu otworów nr 1, 2,3. Przy odwiercie każdego otworu na każdej wyciągniętej próbce wykonano ścinanie, na podstawie czego można ocenić stan gruntu (chyba że był to grunt niespoisty). Wyniki ścinania zestawiono dla każdego otworu przy sporządzaniu profilu geologicznego.

2.0 Pomiar oporu gruntu penetrometrem wciskowym.

Badanie spójności gruntu penetrometrem tłoczkowym, podobnie jak ścinarką obrotową , wykonuje się jako uzupełnienie badań makroskopowych. Penetrometr tłoczkowy z końcówka posiada urządzenie do pomiaru granicznej siły wyciskania Q_f. Podziałka urządzenia pomiarowego wskazuje wartość spójności gruntu (C_u) zgodnie ze wzorem.

Gdzie;

Kpp- współczynnik cechowania (Kpp~ 0.6{1/cm³]

Qf- graniczna siła w Kg.

Oznaczenie wykonuje się na wyrównanej powierzchni gruntu. W tak przygotowany grunt należy wcisnąć końcówkę powoli i równomiernie. Odczyt na podziałce pomiarowej wartości granicznej siły wciskania robi się, gdy końcówka zagłębi się w grunt do oznaczonej na niej poziomu.

Badania penetrometrem tłoczkowym wykonano podczas wiercenia otworów 1,2 i 3. Badanie to wykonywano dla każdej wyciągniętej próbki, na podstawie niego można ocenić stan gruntu. Wyniki zestawiono przy profilu geologicznym każdego otworu.

3.0 Próbne obciążenie gruntu - opis badania.

Polega ono na wyznaczaniu modułu ściśliwości i odkształcenia. Moduł odkształcenia E₀ bada się na podstawie próbnych obciążeń:

-sztywna płyta

-świdrem talerzowym

-presjometrem

Sztywna płyta w wykopach:

Jest to płyta o średnicy 30 cm i powierzchni 700cm². Płyta jest obciążona przy pomocy podnośnika hydraulicznego i naciska na płytę mając oparcie na ramie stalowej przymocowanej do gruntu czterema kotwami. Podnośnik hydrauliczny wyposażony jest we wskaźnik odczytania siły przekazywanej na płytę. Na wierzchu płyty umieszczono dwa wskaźniki badające przemieszczanie płyty (30 działek na czytniku równa się zagłębieniu płyty o 3mm). Płytę umieszczamy w otworze o głębokości 20 cm. Dla gruntów spoistych wykonujemy centymetrową warstwę cementu lub gipsu, a dla niespoistych wkładamy folie. Próbne obciążenie wykonujemy w miejscu, w którym przewiduje się posadowienie projektowanej konstrukcji inżynierskiej. Należy również pamiętać o tym, ażeby w podłożu nie występowały obciążenia dodatkowe i wstrząsy oraz aby obciążenia nie spowodowały osiadań punktów odniesienia pomiarów osiadań płyty, co należy kontrolować za pomocą niwelacji precyzyjnej.

Pierwszy stopień obciążenia F1 należy przyjąć jako równy pionowemu naprężeniu normalnemupierwotnemu Qzy, a następnie obciążenia należy podzielić na co najmniej 3 stopnie miedzy wartościami Qzy i Qzq oraz na co najmniej 3 dalsze stopnie miedzy wartościami Qzy i 2Qzq, gdzie Qzq oznacza przewidywane obciążenie jednostkowe fundamentu projektowanej budowli. Każdy stopień obciążenia należy utrzymać tak długo, aż przyrost osiadania dla gruntów spoistych <0.1mm/2h, a dla innych gruntów <0.1/0.5h. Wyniki prób obciążenia należy przedstawić w postaci wykresu zależności osiadania od obciążenia jednostkowego

Moduł odkształcenia gruntu wyznacza się wg wzoru:

v - współczynnik Poissona

B - szerokość podstawy płyty

4. Budowa i sposób sondowania sondą VIKTSOND.

Sonda wkręcana typu VIKTSOND używana jest przy badaniu warstwowych gruntów aluwialnych i zastoiskowych o zmiennym zagęszczaniu i konstrukcji w przypadku dokładnego ustalenia miąższości i głębokości występowania warstw gruntów słabych.

Sonda nie ma zastosowania przy badaniu gruntów morenowych o konstrukcji zwartej i twardoplastycznej.

Sonda składa się z pochwytu, zestawu żerdzi o długości 1m każda, końcówki wiertniczej o kształcie spiralno-stożkowym, zacisku kulowego z zaworem wraz z obciążnikami o ciężarze 25kg (3 szt.) i 10kg (2 szt.) oraz wyposażenia dodatkowego.

Technika wykonania sondowań:

Sondowanie składa się z dwóch cykli pomiarowych.

Cykli I polega na stopniowym zagłębianiu sondy w grunt pod wpływem grawitacyjnego obciążenia ciężarami 25, 50,75, 100 kg.

Ostrze powinno się zagłębiać z jednostajną prędkością około 1-2mm/ s

Pomiar osiadania wykonuje się, co 10 cm zagłębiania sondy notując tylko jej obciążenie ogólne. Cykl II rozpoczyna się, gdy sonda przestanie zagłębiać się w grunt lub gdy będzie zagłębiać się, z prędkością mniejszą niż 1mm/s. Polega on na ręcznym wkręceniu sondy obciążonej ciężarem 100 kg .W formularzu wyników notuje się liczbę wykonanych półobrotów na 10 cm zagłębienia sondy. Sondowanie zostaje przerwane, gdy 50 półobrotach zagłębienie sondy jest mniejsze od 20cm.

5.0 Sondowanie sonda dynamiczną ITB-ZW z pomiarem wytrzymałości gruntu na ścinanie

Budowa sondy.

-bijak o ciężarze 22 kg

-żerdzie o dł. 1m i 0.8m znakowane co 10 cm

-końcówka krzyżakowa o wymiarach h/d - 90/70mm

- 4 drążki dźwigni obrotowej

-dwa dynamometry sprężynowe do pomiaru siły obrotu krzyżaka

- tarcza wskaźnikowa składana dwuczęściowa z podziałka co 5 stopni,

-wskazówka do pomiaru wielkości kąta obrotu,

-cztery szpilki stalowe do stabilizowania tarczy.

Technologia sondowania polega na wbijaniu sondy w grunt. Wbijanie odbywa się ręcznie lub za pomocą urządzenia wiertniczego i polega na podnoszeniu wbijaka na wysokość 25cm i opuszczania. Na każde 10 cm zagłębienia sondy należy oznaczyć liczbę uderzeń. Badanie wytrzymałości gruntu na ścinanie należy wykonać po wbiciu sondy na przewidywana głębokość. Następnie zdejmujemy bijak, wkręcamy dźwignie ruchomą i nieruchomą i zakładamy dwa dynamometry. Tarczę wskaźnikową mocujemy poziomo na powierzchni terenu za pomocą czterech szpilek. Nad tarczą mocujemy wskazówkę i stawiamy na 0 stopni. Obrót sondy odbywa się z jednakowa prędkością kontową (5 stopni/30 s) bez zrywów i zatrzymań. Oba dynamometry powinny być naciągnięte z jednakową siła. Wartości siły obrotu odczytujemy na dynamometrach z dokładnością do 0,5 kg na każdych 5 stopniach obrotu sondy. Największa siła obrotu sondy D_max występuje przy kącie obrotu od 10 do 60 stopni w zależności od rodzaju i stanu gruntu. Badania wytrzymałości na ścinanie można zakończyć po osiągnięciu kata obrotu 120 stopni.

6.0. Sondowanie sondą lekką SL - 5,0

Budowa sondy:

- bijak ( 10 kg)

- podbabnik z uchwytem( 6 kg )

- odbojnik

- prowadnica

- żerdzie długości 1 m

- końcówka stożkowa

Sonda służy do badania stopnia zagęszczenia do głębokości 10 m. Technologia sondowania polega na wbijaniu sondy wraz z żerdziami zakończonymi końcówką stożkową w podłoże z powierzchni terenu. Wbijanie odbywa się ręcznie i polega na podnoszeniu bijaka na stałą wysokość 0,5 m i opuszczaniu go na podbabnik. Częstotliwość udaru nie może być większa niż 1 raz na 2 sekundy. Stopień zagęszczenia gruntu odczytuje się korzystając z wykresu w zależności od ilości uderzeń na każde 10 cm wpędu.

7.0. Wiercenie świdrem ręcznym

Do wykonania odwiertów trzech otworów użyto świdra ręcznego. Maksymalne jednorazowe zagłębienie świdra wynosiło 30 cm. Po każdym takim jednorazowym zagłębieniu wyciągano świder z próbką. Na podstawie analizy makroskopowej określano barwę, konsystencje, zawartość wody. Dla gruntów spoistych dodatkowo wykonywano: wałeczkowania w celu określenia stanu gruntu, ścinania za pomocą ścinarki obrotowej w celu określenia spójności gruntu, wciskania za pomocą penetrometru tłoczkowego w celu określenia granicznej siły wyciskania. Wyniki wszystkich badań zamieszczono na profilach geologicznych.

---