POLITECHNIKA KRAKOWSKA Kraków, dn. 24.06.2011

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ

UPROSZCZONA DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

DO PROJEKTU ZABEZPIECZENIA SKARPY W BRZOZÓWCE (GMINA ZIELONKA)

Skład zespołu:

Norbert Ćwik

Kamil Sroka

Paweł Milas

Przemysław Miodoński

Kamil Muszyński

Grupa 9

Rok akademicki 2010/2011

Spis treści:

1. Wstęp

   1. Cel i zakres opracowania

2. Położenie i rzeźba terenu

3. Rodzaj i charakterystyka inwestycji

4. Budowa geologiczna

5. Warunki hydrogeologiczne

6. Opis wykonanych prac

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

8. Wnioski

Spis załączników

1. Szkic sytuacyjno-wysokościowy

2. Dziennik niwelacji

3. Szkic projektowanej inwestycji

   1. Przekrój poprzeczny

   2. Rzut z góry obiektu na podkładzie mapowym z zaznaczeniem obiektów sąsiadujących

   3. Szkic badanej skarpy z zaznaczonymi miejscami odwiertów i sondowań

   4. Profile geologiczno-inżynierskie

   5. Przekroje geotechniczne w skali

4. Zestawienie wyników z analizy makroskopowej oraz pomiaru penetrometrem i ścinarką obrotową

5. Wyniki sondowań sondą stateczną Viktsond

6. Wyniki badań sondą dynamiczną ITB-ZW

1. Wstęp

   1. Cel i zakres opracowania

Celem niniejszej dokumentacji jest zbadanie i określenie przydatności podłoża gruntowego pod obiekt szatni dla zawodników. Badania obejmują obszar skarpy, zlokalizowanej w pobliżu boiska sportowego. Prowadzone są w celu właściwego doboru i przeprowadzenia zabezpieczenia podłoża.

1. Położenie i rzeźba terenu

Brzozówka to wieś położona w województwie małopolskim, w powiecie krakowskim, w gminie Zielonki. Leży w południowej części Jury Krakowsko-Częstochowskiej, w otulinie Ojcowskiego Parku Narodowego.

Rzeźba terenu Brzozówki jest bardzo urozmaicona. Obszar leży na styku trzech dużych jednostek morfostrukturalnych: Wyżyny Krakowskiej, która jest częścią Wyżyny Śląsko-Małopolskiej, Kotliny Sandomierskiej (jednej z dwóch Kotlin Podkarpackich) oraz Pogórza Karpackiego tj. najniższej, zewnętrznej strefy Beskidów. Charakteryzuje się licznymi dolinami i wzgórzami wapiennymi. Dominuje tu rolnictwo na nieskażonym przez przemysł terenie.

1. Rodzaj i charakterystyka inwestycji.

Rodzaj obiektu: szatnia z zapleczem sanitarnym

Charakterystyka obiektu:

• Powierzchnia: 120m²

• Kubatura: 312m³

• Materiał: cegła pełna na zaprawie cementowo-wapiennej

• Przewidywany koszt inwestycji: 180 tyś. zł.

• Planowana głębokość posadowienia: 1,6m

• Obiekt dwupiętrowy niepodpiwniczony

1. Budowa geologiczna

Teren gminy Zielonki leży w obrębie antyklinorium śląsko – krakowskiego, które graniczy z zapadliskiem przedkarpackim, za południową granicą gminy. Jego południowo – wschodnia część określana jest mianem Wyżyny Krakowskiej. Antyklinorium to, jest elementem w całości wypiętrzonym w stosunku do otoczenia. Można sobie je wyobrazić jako płytę, zapadającą z jednej strony ku wschodowi, w stronę Niecki Nidziańskiej i równocześnie zanurzającą się ku południowi pod Karpaty. Ta część Wyżyny Krakowskiej zbudowana jest z wapieni skalistych, ławicowych z krzemieniami oraz wapieni płytowych, które budują bardzo charakterystyczne dla dolinek podkrakowskich ostańce i skałki zboczowe, wyłaniające się spod warstwy glin lessowych i lessu. Dno doliny Prądnika wypełniają piaski i muły, a doliny - rzeczne piaski i żwiry rzeczne. Całą południową część gminy Zielonki, przykrywają iły, mułki, piaski i piaskowce mioceńskie oraz utworów czwartorzędowych w tym także pokrywy lessu. U wylotu Prądnika znajduje się duży stożek napływowy.

1. Warunki hydrogeologiczne

Gmina Zielonki położona jest głównie w dorzeczu rzeki Prądnik oraz niewielki jej obszar znajduje się w obrębie zlewni rzeki Dłubni. Obie te rzeki posiadają bieg prawie południkowy, płynąc z NNW na SSE i wpływają na obszarze Krakowa do Wisły.
W uszczelnionych i skrasowiałych wapieniach woda opadowa szybko i łatwo przenika w głąb, dlatego wody podziemne zalegają głęboko w skałach węglanowych, tworząc kilka poziomów i pięter wodonośnych. Najważniejszą rolę w kształtowaniu stosunków hydrogeologicznych odgrywa piętro wód jurajskich, mające także duże znaczenie gospodarcze i przyrodnicze.

1. Opis wykonanych prac

Najpierw wykonywano wiercenie otworu do głębokości 3 m na górze skarpy przy pomocy następujących narzędzi: świder, żerdzie. Po każdorazowym wybraniu gruntu przeprowadzano badania makroskopowe takie jak:

-badanie spójności gruntu przy użyciu penetrometru tłoczkowego; przed przystąpieniem do badania należało przesunąć pierścień wskaźnikowy na pozycję 0. Następnie na wyrównanej powierzchni gruntu przykładało się prostopadle penetrometr i wciskano jego końcówkę w grunt aż do osiągnięcia zaznaczonego kreską poziomu. Następnie zwalniało się nacisk, po czym wyjmowało się penetrometr i odczytywano z niego wskazania na podziałce.

-badanie wytrzymałości na ścinanie gruntu za pomocą ścinarki obrotowej; przed rozpoczęciem pomiaru wyrównywało się powierzchnię gruntu oraz ustawiano wskazówkę na tarczy pomiarowej w pozycji zero. Następnie wciskało się końcówkę ścinarki w grunt na głębokość równą głębokości skrzydełek i stopniowo obracano pokrętłem (zgodnie z ruchem wskazówek zegara) do momentu ścięcia gruntu.

-wałeczkowanie (określenie wilgotności i rodzaju gruntu)

To samo badanie wykonywano jeszcze w środku skapry.

Następnie wykonywano sondowanie dynamiczne sondą typu ITB-ZW. Polegało to na wbijaniu sondy uderzeniami bijaka o masie 20 kg przy wysokości opadania 25 cm. Na podstawie przeprowadzonego badania wyznaczono stopień zgęszczenia oraz określono wytrzymałość naścinanie gruntów spoistych.

Kolejnym etapem badań było sondowanie sondą wkręcaną (Viktsond). Badanie rozpoczęło się po zagłębieniu sondy na gębokość 1m od powierzchni terenu. W celu wkręcenia sondy zadawano stopniowo obciążenia sondy masą od 25 do 100 kg. Początkowo sonda zagłębiała się samoczynnie. W momencie gdy sonda przestała się zagłębiać, obracano żerdzie przy pomocy pokrętła (z prędkością kątową jednego półobrotu na 3 sek). W trakcie tego etapu badania odnotowywano liczbę półobrotów (przy obc. 1000 N) na każde 10 cm zagłębienia sondy. Gdy końcówka sprzętu osiągnęła żądaną głębokość lub gdy zagłębiła się < 10cm po 50 półobrotach zakańczaliśmy badanie. Badanie to pozwala na określenie stopnia zagęszczenia gruntów niespoistych lub stopnia plastyczności gruntów spoistych.

Na końcu przeprowadzono niwelację geometryczną terenu, w celu wykonania mapy sytuacyjnej oraz przekroju terenu.

1. Analiza uzyskanych wyników badań (podane w poniższych załącznikach):

Załącznik 8.4

Otwór nr II:

nr odwiertu	Gł. [cm]	Grunt	Barwa	Penetracja	IL	Ścinanie	IL	Ilość wałeczków	Wilgotność
1	30	-	-	-	-	-	-	-	-
2	40	ił pylasty	brązowa	130	0,33	24	0,5-0,75	0	m. wilgotny
3	57	ił pylasty	brązowo-żółtawa	90	0,42	38	0,25-0,5	0	wilgotny
4	73	ił pylasty	rdzawo-brunatna	90	0,42	44	0,25-0,5	3	wilgotny
5	86	ił pylasty	rdzawo-brunatna	80	0,44	56	0,25-0,5	1	wilgotny
6	102	ił	rdzawo-brunatna	60	0,49	40	0,25-0,5	1	wilgotny
7	114	ił	rdzawo-brunatna	90	0,42	36	0,25-0,5	0	wilgotny
8	122	ił	szaro-brązowa	70	0,46	36	0,25-0,5	0	m. wilgotny
9	136	ił	szaro-brązowa	80	0,44	36	0,25-0,5	0	wilgotny
10	160	ił	jasno-brązowa	80	0,44	37	0,25-0,5	0	mokry
11	176	ił	jasno-brązowa	40	0,55	38	0,25-0,5	1	mokry
12	206	ił	brązowa	40	0,55	30	0,25-0,5	2	mokry
13	236	ił	szaro-brązowa	10	0,64	0,29	0,25-0,5	2	mokry
14	243	ił	szara	20	0,6	0	0,75-1	3	mokry
15	265	ił	szara	20	0,6	26	0,25-0,5	2	mokry
16	272	ił	szara	50	0,52	24	0,5-0,75	2	mokry
17	288	ił	szara	30	0,58	27	0,25-0,5	2	mokry
18	305	ił	szara	10	0,64	24	0,5-0,75	2	b. mokry

Otwór nr III:

nr odwiertu	Gł. [cm]	Grunt	Barwa	Penetracja	IL	Ścinanie	IL	Ilość wałeczków	Wilgotność
1	27	-	-	-	-	-	-	-	-
2	36	ił pylasty	czarno-brunatna	60	0,49	35	0,25-0,5	6	wilgotny
3	45	ił pylasty	czarno-brunatna	50	0,52	34	0,25-0,5	5	wilgotny
4	105	ił	czarno-brunatna	20	0,61	24	0,5-0,75	4	wilgotny
5	123	ił	brązowa	10	0,64	12	0,75-1	7	mokry
6	154	ił	brązowa	0	0,66	6	0,75-1	11	mokry
7	186	ił	jasno-brązowa	0	0,66	3	0,75-1	15	b. mokry
8	225	ił	jasno-brązowa	0	0,66	3	0,75-1	11	b. mokry
9	262	ił	jasno-brązowa	10	0,64	3	0,75-1	7	b. mokry
10	292	ił	jasno-brązowa	0	0,66	2	0,75-1	10	b. mokry

Załącznik 8.6

Wyniki badań sondą dynamiczną ITB-ZW

(D₁+D₂)_min=0+2=2

(D₁+D₂)_max=4+7=11

Załącznik 8.5

Wyniki sondowań sondą stateczną Viktsond

głębokość [m]	ilość półobrotów na 10cm wpędu	Stopień plastyczności
0,1	4	twardoplastyczny
0,2	4	twardoplastyczny
0,3	6	twardoplastyczny
0,4	2	twardoplastyczny
0,5	2	twardoplastyczny
0,6	2	twardoplastyczny
0,7	1	twardoplastyczny
0,8	2	twardoplastyczny
0,9	3	twardoplastyczny
1	1	twardoplastyczny
1,1	2	twardoplastyczny
1,2	2	twardoplastyczny
1,3	2	twardoplastyczny
1,4	3	twardoplastyczny
1,5	2	twardoplastyczny
1,6	1	twardoplastyczny
1,7	1	twardoplastyczny
1,8	1	twardoplastyczny
1,9	1	twardoplastyczny
2	0	plastyczny
2,1	0	plastyczny
2,2	0	plastyczny

W badanym otworze (nr 2) do głębokości 190 cm występują grunty o konsystencji twardoplastycznej, natomiast na głębokości poniżej 190 cm występują grunty o konsystencji plastycznej.

Ocena właściwości gruntów, zalegających w podłożu:

Na podstawie powyższych badań stwierdza się, że w rejonie projektowanej inwestycji występuje słabe podłoże gruntowe na posadowienie obiektu budowlanego. Badany grunt należy do grupy gruntów wysadzinowych G4 (iły pylaste, iły); dodatkowo jest nasycony wodą (I_L>0,75), co jest niekorzystnym zjawiskiem w gruntach spoistych (grunt wykazuje wówczas konsystencję plastyczną o małej wytrzymałości na ścinanie – grunt nie jest nośny, łatwo tworzą się płaszczyzny potencjalnego poślizgu między warstwami, co wywołuje np. osuwiska na terenach ze spadkiem, a poza tym cyklicznie zamarzająca woda w porach powoduje pęcznienie i osiadanie ośrodka gruntowego, prowadzącego do niszczenia – pękania konstrukcji). Badanie zostało przeprowadzone na obszarach o znacznym spadku terenu. Może więc dodatkowo występować problem z filtracją wody przez ośrodek gruntowy, powodujący wypłukiwanie cząstek gruntowych (zwiększenie porowatości i osłabienie nośności podłoża), podmywanie fundamentów, powstawanie osuwisk.

W przypadku gruntów spoistych korzystne są jedynie te, które wykazują niewielką wilgotność lub jej brak, gdyż cechują się dobrymi parametrami wytrzymałościowymi (wysoka wytrzymałość na ściskanie i ścinanie).

1. Wnioski:

• słabe podłoże gruntowe na posadowienie obiektu budowlanego (grunty wysadzinowe należące do grupy nośności G4),

• do głębokości 1m występuje wilgotny ił pylasty, poniżej ił mokry lub bardzo mokry,

• strefa przemarzania gruntu do 1,2m (konieczność posadowienia poniżej poziomu przemarzania),

• wymagana poprawa właściwości nośnych podłoża poprzez jego odwodnienie (zastosowanie drenażu czołowego po stronie parcia wody na obiekt budowlany), ewentualnie jego wymiana na grunt niespoisty w miejscach newralgicznych lub wzmocnienie podłoża bądź górnej warstwy gruntu.