Sprawozdanie z zajęć terenowych z geotechniki
Część opisowa:
1. Ćwiczenia mają na celu zaznajomienie studentów grupy 5, II roku Budownictwa w celu odbycia praktyk geotechnicznych - ze sposobami wyznaczania i charakteryzowania warstw geotechnicznych oraz tworzenia obliczeniowych modeli podłoża gruntowego. Kolejnym aspektem jest terenowa wizja, w czasie której studenci mogą zobaczyć jak wyglądają prace terenowe geologiczno - inżynierskie, oraz mogą zaznajomić się z podstawowym sprzętem do badań geotechnicznych.
2. Charakterystyka projektowanej inwestycji :
Projektowaną inwestycją jest domek jednorodzinny jednokondygnacyjny, z poddaszem użytkowym, niepodpiwniczony o wymiarach 8m na 8m. Wysokość domu wynosi 700 cm.
3. Położenie terenu:
Obiekt będzie się znajdował przy ulicy Stanisława Skarżyńskiego, na osiedlu Czyżyny w Krakowie ( okolice Domów Studenckich Politechniki Krakowskiej). Dom będzie zawierał wszystkie potrzebne instalacje, kanalizację oraz podłączenie do sieci telefonicznej.
4. Badania terenowe:
Analizowano trzy odwierty oddalone od siebie o 10m. Dwa z nich doprowadzono do głębokości 3m, pokazywały one grunt piaszczysty oraz gliniasty, nie wystąpiła woda gruntowa. Natomiast odwiert z otworu nr 2 zakończono na głębokości 2,3m, gdyż po wielu próbach nie udało się osiągnąć większej głębokości z niewiadomych przyczyn. Z wydobywanej gleby sporządzono profile geotechniczne, wykonując analizę makroskopową gruntu. Badania makroskopowe gruntów przeprowadza się w terenie w czasie opisywania profilów wyrobisk. Badanie makroskopowe w terenie należy wykonywać bezpośrednio po wydobyciu próbki gruntu z wyrobiska, dążąc, aby przed zbadaniem nie uległa ona wysuszeniu i nie zmieniła zabarwienia.
4.1. Wiercenie świdrem ręcznym. Wykonano 3 odwierty świdrem ręcznym.
| Nr profilu | Głębokość | Rzędne wysokości |
|---|---|---|
| 1 | 2,3 | 218,110 |
| 2 | 3,1 | 218,495 |
| 3 | 2,8 | 218,365 |
Profile otworów przedstawiono w załączniku nr 2.1-3. Lokalizację przedstawiono na planie sytuacyjno – wysokościowym w skali 1:500 w załączniku nr 1. Otwory zniwelowane w oparciu o plan sytuacyjny: Dziennik niwelacji, załącznik nr 5.
4.2. Sondowanie sondą statyczną. Wykonano 2 sondy dla otworu nr 1 i nr 2. Wyniki sondowań przedstawiono w załączniki 4.1-2.
4.3. Sondowanie sondą dynamiczną ITB – ZW z pomiarem oporu gruntu przy ścinaniu.
UWAGA! Badanie 4.3. odbyło się bez wyników – zostało tylko zademonstrowane ze względu na trudności techniczne.
5. Analiza uzyskanych wyników badań oraz ocena właściwości gruntów zalegających w podłożu:
Na podstawie otrzymanych wyników – załączniki 2, 3, 4 dokonano analizy gruntu pod podłoże. W większej mierze opierano się na wynikach sondowania sondą wkręcaną VIKTSOND. Na głębokości posadowienia fundamentu twierdzono piasek drobny oraz w pewnych miejscach piasek gliniasty – jest to grunt stabilny, na którym można posadowić budynek. W podłożu nie stwierdzono wody gruntowej, zatem nie ma potrzeby stosowania warstw drenujących, a z uwagi na to, że grunt jest stabilny – nie ma konieczności jego wymiany. Wyniki badań nie są kompletne, gdyż pochodzą jedynie z odwiertów oraz sondowania sondą statyczną. Brak wyników sondowania sondą dynamiczną w celu porównania właściwości gruntu.
Część dydaktyczna:
Statyczna sonda wkręcana typu VIKTSOND ma zastosowanie przy badaniu warstwowych gruntów aluwialnych i zastoiskowych o zmiennym zagęszczeniu i konsystencji w przypadku dokładnego ustalenia miąższości i głębokości występowania warstw gruntów słabych, dla których wartość naprężeń granicznych nie przekracza 6 kG/cm2. Sondowanie polega na stopniowym pogrążaniu spiralnego ostrza sondy w grunt pod wpływem obrotu i grawitacyjnego obciążenia. Dzięki temu sonda łączy pewne elementy próbnego obciążenia gruntu z badaniem jego wrażliwości na ścinanie. Statyczna sonda wkręcana składa się z następujących głównych części:
Ostrza spiralnego i zestawu żerdzi z pochwytem
Zacisku kulkowego z klamrą i obciążnikami
Lewara do wyciągania sondy z gruntu
Przyrządów pomocniczych
Skład kompletu roboczego sondy: żerdzie stalowe, dwa pochwyty stalowe, łączniki stalowe, klucze, lewary, skrobaki, szczota druciana, skrzynka narzędziowa oraz oliwiarka
Sonda pozwalana oznaczenie stopnia plastyczności dla gruntów spoistych oraz stopnia zagęszczenia dla gruntów niespoistych.
Sonda udarowo – obrotowa typu ITB – ZW ma zastosowanie do głębokości 10 m w gruntach sypkich, w gruntach mało spoistych oraz spoistych w stanie plastycznym i miękkoplastycznym oraz w gruntach organicznych w celu ustalenia ich oporu na ścinanie oraz w celu oznaczenia wskaźnika wrażliwości strukturalnej tych gruntów. Badania tą sondą mają istotną przewagę nad laboratoryjnymi metodami ustalenia cech fizyczno – mechanicznych, ponieważ pobieranie próbek gruntów mało spoistych i miękkoplastycznych oraz organicznych, szczególnie o dużej wilgotności, jest bardzo trudne, a niekiedy niemożliwe. Jeśli nawet próbki uda się pobrać, to wyniki badań laboratoryjnych są zawsze zniekształcone. Dużą liczbę sondowań można wykonywać przy niewielkich nakładach kosztów. Sonda składa się z następujących elementów:
Bijaka (baby) o ciężarze 22 kG
Żerdzi o długości odcinków około 1m
Końcówek krzyżakowych
Czterech drążków dźwigni obrotowej
Dwóch dynamometrów
Tarczy wskaźnikowej dwuczęściowej
Wskazówki
Czterech szpilek stalowych
Kluczy do skręcania i rozkręcania
Sonda pozwalana oznaczenie stopnia plastyczności dla gruntów spoistych oraz stopnia zagęszczenia dla gruntów niespoistych.
Ścinarka obrotowa TV - Ścinarka przeznaczona jest do szybkiego pomiaru wartości oporu ścinania gruntów. Pozwala ona na pomiary wartości oporu ścinania gruntu, które mogą być skorelowane z wynikami uzyskanymi w badaniach laboratoryjnych. Stosując różne kształtki w procesie ścinania można określić opór ścinania gruntu w przedziale:
0 - 0,25 MPa (0 - 2,5 kg/cm2)
Penetrometr tłoczkowy PP – penetrometr wciskowy określa wytrzymałość gruntów spoistych na ściskanie jednoosiowe. Pozwala na dokładny pomiar ściskania jednoosiowego w zakresie do 500 kPa. Dokładność odczytu 25 kPa.
Ścinarka obrotowa oraz penetrometr – wyniki badań pozwalają na określenie stopnia plastyczności po zapoznaniu się z odpowiednimi wykresami.
Próbne obciążenia gruntu:
Świdrem talerzowym
Płytą sztywną
Presjometrem.
Próbne obciążenie gruntu odnosi się do dużej próby gruntu i jako takie jest bezkonkurencyjne w stosunku do innych badań geotechnicznych. Zatem wynik badań próbnego obciążenia stanowi najlepsze przybliżenie prawdy rzeczywistej, ale jednocześnie wynik ten, wyrażony relacją eksperymentalną qE - sE, jest złożoną funkcją parametrów geotechnicznych (globalną odpowiedzią gruntu na zadane obciążenie). Rozwiązanie zadania odwrotnego umożliwia rozwikłanie tej funkcji, czyli określenie parametrów przyjętego modelu gruntu. Istotą tej metody jest znalezienie takiej zależności teoretycznej qT - sT (będącej funkcją poszukiwanych parametrów), która wystarczająco dokładnie aproksymuje zależność eksperymentalną qE - sE .
Płyta sztywna-płyta stalowa o kształcie kołowym /wielobocznym o pow 0,5m2 , jej grubość musi spełniać warunki wytrzymałości na zginanie i sztywności podobnej jak przyszłego fundamentu
Przebieg badania płytą: na dnie wykopu układamy płytę Na płycie montujemy układ obciążający i pomiarowy Dla poszczególnych stopni obciążenia sporządza się wykres osiadania w funkcji naprężenia Po podstawieniu do odpowiedniego wzoru obliczamy moduł odkształcenia gruntu. Wyniki badań przeprowadzonych podczas praktyk – załącznik nr 6.