ĆWICZENIE PROJEKTOWE Z MECHANIKI GRUNTÓW NR 1

Wykonał:

Dominik Stefaniak

Sem 5 rok akad. 2008/09

Nr alb. 154373

LABORATORIUM Z MECHANIKI GRUNTÓW

 

Ćw. I  PODSTAWOWE DEFINICJE I POJĘCIA

BADANIA POLOWE PODŁOŻA GRUNTOWEGO

1. Wymień zasadnicze kryteria obowiązującej klasyfikacji gruntów budowlanych.

2. Przedstaw podstawowe zasady wykonywania analizy sitowej gruntów niespoistych.

3. Co to jest analiza sedymentacyjna (areometryczna i pipetowa) gruntów spoistych?

4. Co to jest średnica zastępcza „d” ziarna i cząstki gruntu?

5. Wyjaśnij pojęcie frakcji gruntu według obowiązującej aktualnie klasyfikacji.

6. Omów sposób sporządzania wykresu krzywej uziarnienia badanego gruntu na podstawie wyników analiz granulometrycznych.

7. Narysuj dowolną krzywą uziarnienia, określ zawartość procentową występujących tam frakcji oraz zaznacz na wykresie wielkości średnic zastępczych d₁₀, d₃₀, d₅₀, d₆₀.

8. Wyjaśnij, co to jest trójkąt Fereta oraz sposób korzystania z niego. Co to są frakcje zredukowane?

9. Na podstawie wyników analizy sitowo-areometrycznej przeprowadzonej dla próby gruntu spoistego ustalić zawartość występujących frakcji oraz rodzaj gruntu. Sporządzić wykres krzywej uziarnienia. Wyniki analizy granulometrycznej podano w tabeli 1.
   

10. W tab. 2 podano wyniki analizy sitowej próby gruntu niespoistego o m_S=200 g (po wysuszeniu). Po sprawdzeniu poprawności oznaczenia należy zweryfikować jego wyniki oraz określić: nazwę gruntu, współczynnik jednorodności uziarnienia U, wskaźnik krzywizny uziarnienia C oraz jego zdolność do zagęszczania się.

11.  Określić nazwę gruntu o poniższych zawartościach frakcji gruntowych: f_k = 3%, f_ż = 5%, f_p = 20 %, f_ = 30%, f_i = 42%

12. Wymienić podstawowe testy analizy makroskopowej gruntu spoistego i niespoistego.

13. Omów sposób określania nazwy gruntu spoistego w analizie makroskopowej.

14. Podaj praktyczne zasady rozróżniania rodzaju gruntów niespoistych w analizie makroskopowej.

15. W trakcie badań makroskopowych ustalono, że próba gruntu sypkiego zawiera ok. 20% ziaren o średnicy większej niż 2 mm, a pozostałe ziarna są rozróżnialne z odległości ok. 1 m. Podaj nazwę badanego gruntu?

16. Przedstaw podział (klasyfikację) gruntów spoistych według stanu.

17. Podaj zasady określania stanu gruntu spoistego w analizie makroskopowej.

18. Na podstawie jakich badań testowych (prób) szacuje się zawartość frakcji iłowej i piaskowej w gruncie w analizie makroskopowej?

19. Przedstaw zasady oceny zawilgocenia badanej próby gruntu w analizie makroskopowej.

20. Jak i w jakim celu przeprowadza się oznaczenie w gruncie zawartości węglanu wapnia (CaCO₃) w analizie makroskopowej?

1. Zdefiniować pojęcie podłoża gruntowego (budowlanego).

PODŁOŻE GRUNTOWE- w budownictwie warstwa gruntu pod fundamentem budowli do głębokości, gdzie naprężenia wywołane obciążeniem budowli pochodzącym od budowli nie przekracza 20% naprężenia pierwotnego; gruntowe podłoże budowlane przenoszące obciążenia od budowli;

Gruntami budowlanymi nazywamy tworzywo zewnętrznych warstw skorupy ziemskiej, znajdujące się w zasięgu wpływu obciążeń nowo wznoszonych budowli lub używane jako materiał do budowli ziemnych.

2. Wyjaśnić pojęcie kategorii geotechnicznej obiektu. 

KATEGORIA GEOTECHNICZNA OBIEKTU- jest to kategoria zagrożenia bezpieczeństwa obiektu.

Kategorię obiektu ustala się w zależności od typu konstrukcji oraz stopnia komplikacji warunków gruntowych.

Wyróżnia się trzy kategorie geotechniczne:

• - kategoria 1. obejmuje najprostsze typowe zagadnienia; obejmuje proste konstrukcje w niewielkich obiektach budowlanych i prostych warunkach gruntowych

• kategoria 2. obejmuje typowe trudniejsze zagadnienia; obejmuje konstrukcje i fundamenty niepodlegające szczególnym zagrożeniom w prostych lub złożonych warunkach gruntowych.

• kategoria 3. obejmuje najbardziej złożone zagadnienia; zalicza się do niej obiekty rzadkie lub bardzo duże wrażliwe na osiadanie w skomplikowanych warunkach gruntowych

3. Podać przykłady obiektów o różnej kategorii geotechnicznej.

• Kategoria 1. niewielkie obiekty budowlane o statycznie wyznaczalnym schemacie obliczeniowym, w prostych warunkach gruntowych, np.

1. 1- lub 2- kondygnacyjne budynki mieszkalne i gospodarcze

2. Ściany oporowe i rozparcia wykopów, jeżeli różnica poziomów nie przekracza 2m

3. Wykopy do głębokości 1.2 m i nasypy budowlane do wysokości 3.0 m wykonywane zwłaszcza przy budowie dróg, pracach drenażowych oraz układaniu rurociągów

• Kategoria 2. obiektu budowlane w prostych i złożonych warunkach gruntowych, wymagające ilościowej i jakościowej oceny danych geotechnicznych i ich analizy

1. fundamenty bezpośrednie lub głębokie

2. przyczółki i filary mostowe oraz nabrzeża

3. kotwy gruntowe lub inne systemy kotwiące

• Kategoria 3.

1. obiekty budowlane w skomplikowanych warunkach gruntowych

2. nietypowe obiekty budowlane niezależnie od stopnia skomplikowania warunków gruntowych, których wykonanie lub użytkowanie może stwarzać poważne zagrożenie dla użytkowników (obiekty energetyki jądrowej, rafinerie, zakłady chemiczne, zapory wodne i inne budowle hydrotechniczne, suche doki i pochylnie) lub których projekty budowlane zawierają nowe, nie sprawdzone w krajowej praktyce, rozwiązania techniczne, nie znajdujące podstaw w przepisach i Polskich Normach.

• Wymienić rodzaje otworów badawczych związanych z rozpoznaniem podłoża budowlanego.

• Doły próbne

• Wiercenie badawcze

• Sondowania

• Otwory wielkowymiarowe

5. Wymienić rodzaje prób gruntu do badań laboratoryjnych, podać klasy jakości prób. 

Próby do badań laboratoryjnych podzielone są na pięć klas jakości ze względu na własności gruntu, dla których zakłada się, że pozostaną niezmienione podczas pobierania prób i sposobu postępowania z nimi, transportu i przechowywania.

Wyróżnia się trzy kategorie pobierania prób:

• Metoda pobierania prób kategorii A- mogą być otrzymane próby o klasie jakości od 1 do 5. Metoda ta polega na bezpośrednim wyznaczeniu wartości parametrów na podstawie polowych i laboratoryjnych badań gruntu. Do oceny jednorodności gruntu i jego uogólnionych wartości charakterystycznych wykorzystuje się metody statystyczne.

• Metoda pobierania prób kategorii B- mogą być otrzymane próby o klasie jakości od 3 do 5. Metoda polega na oznaczeniu metodą A parametrów wiodących (dla gruntów spoistych: wilgotności, gruntów niespoistych: stopnia zagęszczenia lub gęstości), pozwalających wyznaczyć na ich podstawie pozostałe niezbędne parametry wykorzystując zależności korelacyjne między nimi, podanych w normach lub ustalonych doświadczalnie

• Metoda pobierania prób kategorii C- mogą być otrzymane próby o klasie jakości

• 5. Metoda ta jest analogiczna do metody B, z tym, że przyjmuje się parametry określone na podstawie praktycznych doświadczeń uzyskanych na podobnych terenach i dla podobnych konstrukcji.

6. Od czego zależy ilość, rozstaw i głębokość otworów badawczych?

Rodzaj, rozstaw i głębokość otworów badawczych oraz właściwe rozpoznanie między liczbą wierceń, sondowań i wykopów kontrolnych zależą od rodzaju i przeznaczenia projektowanej budowli, przewidywanego sposobu prowadzenia robót ziemnych i stopnia niejednorodności podłoża gruntowego.

Wobec dużej różnorodności uwarunkowań i trudności ich ujęcia liczbowego, obowiązujące normy nie określają dokładnie liczby i głębokości otworów badawczych. Podaje się natomiast ogólne wymagania dotyczące dokumentacji geotechnicznej.

7. Wymienić najczęściej spotykane w praktyce inżynierskiej rodzaje badań polowych gruntu.

• Wykopy badawcze w strefie przypowierzchniowej oraz doły próbne w naturalnych odkrywkach lub wykopach fundamentowych

• Wiercenia badawcze

• Sondowanie (statyczne i dynamiczne)

• Wyrobiska wielkowymiarowe: szyby tunelowe pionowe i sztolnie badawcze poziome lub ukośne

• Próbne obciążenia gruntu na różnych głębokościach:

1. sztywną płytą na dnie wykopu lub szybu

2. świdrem talerzowym bezpośrednio poniżej dna otworu wiertniczego

• badanie presjometryczne

• specjalne badania geofizyczne (elektrooporowe, sejsmiczne, radioizotopowe)

8. Na czym polega sondowanie gruntu. Wymienić rodzaje sondowań.

Istotą sondowania jest rozpoznanie oporu jaki powstaje w gruncie przy zagłębianiu odpowiednio wyprofilowanej końcówki. Zależnie od rodzaju urządzenia , końcówka ta może być wciskana lub wkręcana (sondowanie statyczne), bądź też wbijana (sondowanie dynamiczne). W czasie sondowania przeprowadza się ciągłe lub strefowe pomiary wielkości porównawczych, wskazanych w charakterystyce atestacyjnej sondy. Na tej podstawie, uwzględniając odpowiednie zależności korelacyjne, określa się stan gruntu, a przy niektórych typach sond, również inne parametry geotechniczne.

Przy sondowaniu statycznym wielkością porównawczą jest jednostkowy opór graniczny gruntu q. Wartość q określa się na podstawie siły wciskania sondy, przyjmując odpowiednie współczynniki poprawkowe, uwzględniając opór tarcia na żerdziach.

Wyróżnione zostały następujące rodzaje sondowań dynamicznych:

• Sonda lekka DPL

• Sonda średnia DPM

• Sonda ciężka DPH

• Sonda bardzo ciężka DPSH

• Sonda SPT

9. Przedstawić zakres zastosowania obciążeń próbnych podłoża gruntowego.

Próbne obciążenia gruntu pozwalają dokładniej przeanalizować przewidywane warunki pracy podłoża, jego nośność graniczną, stateczność zboczy i budowli oraz w przypadki konstrukcji podporowych i układów kotwiących, wartości możliwych sił odporowych.

Próbne obciążenie gruntu na różnych głębokościach:

• Sztywną płytą na dnie wykopu lub szybu pozwala na wyznaczenie:

1. wielkości określających podatność i odkształcalność gruntu

2. parametrów charakteryzujących wytrzymałość gruntu na ścinanie (kąt tarcia wewnętrznego, spójność)

3. wytrzymałości przy jednoosiowym ściskaniu

• świdrem talerzowym bezpośrednio poniżej dna otwory wiertniczego dla wyznaczenia:

a. granicznych obciążeń jednostkowych

b. modułów odkształcalności gruntu

10. Wyjaśnić pojęcie wydzielonej warstwy geotechnicznej.

Warstwa geotechniczna to warstwa gruntowa o zbliżonych (jednorodnych) właściwościach technicznych.

 

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

Inst. Geotechniki i hydrotechniki

Zakład Mechaniki Gruntów

Inst. Geotechniki i Hydrotechniki

Zakład Mechaniki Gruntów LITECHNIKA WROCŁAWSKA POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Inst. Geotechniki i Hydrotechniki

Zakład Mechaniki Gruntów

Inst. Geotechniki i Hydrotechniki

Zakład Mechaniki Gruntów

---