Grunt budowlany - część skorupy ziemskiej mogąca współdziałać z obiektem budowlanym stanowiący jego element lub służąca jako tworzywo do wykonywania z niego budowli ziemnych.
Grunt naturalny - grunt, którego szkielet powstał w wyniku procesów geologicznych na terenie Polski.
Grunt antropogeniczny - grunt nasypowy utworzony z produktów gospodarczej lub przemysłowej działalności człowieka np.: odpady komunalne.
Grunt rodzimy - grunt powstały w miejscu zalegania w miejscu procesów geologicznych takich jak wietrzenie, sedymentacja itp. Są to zawsze grunty naturalne.
Grunt nasypowy - grunt naturalny lub antropogeniczny powstały w wyniku działalności człowieka np.: wysypisko, zwałowisko, zbiornik osadów.....
Grunt skalisty - grunt rodzimy lity lub spękany o nie przesuniętych blokach.
Grunt nieskalisty - grunt rodzimy lub antropogeniczny nie spełniający wyżej wymienionych warunków.
Grunt mineralny - grunt rodzimy w którym zawartość części organicznych Iom ≤ 2%
Grunt organiczny - grunt rodzimy w którym zawartość części organicznych Iom ≥ 2%
Podział gruntów budowlanych
1.Grunty naturalne
2.Grunty antropogeniczne
Grunty naturalne
1.Grunty rodzime - Grunty nieskaliste - Grunty skaliste - Grunty mineralne - Grunty organiczne |
2.Grunty nasypowe - Grunty mineralne - Grunty organiczne |
Podział gruntów skalistych ze względu na wytrzymałość:
Skały twarde, ST, Rc > 5 MPa
Skały miękkie, SM, Rc ≤ 5MPa
Podział gruntów skalistych ze względu na spękania:
Skała lita, L
Skała mało spękana, Ms
Skała średnio spękana, Ss
Skała bardzo spękana, Bs
.
Podział gruntów nieskalistych mineralnych ze względu na uziarnienie:
Kamieniste, K d50 > 40 mm
Gruboziarniste, d50 ≤ 40 mm
Oraz d50 > 2 mm
Drobnoziarniste, d90 ≤ 2 mm
.
Podział gruntów organicznych.
a) Grupy próchnicze, H - Są to grunty nieskaliste w których zawartość części organicznych Iom = 2 ÷ 5%. Części organiczne są wynikiem wegetacji roślinnej oraz obecności mikroflory i mikrofauny.
b) Namuły, Nm - Są to grunty powstałe na wskutek osadzania się substancji mineralnych i organicznych w środowisku wodnym.
- Namuły piaszczyste, Nmp
- Namuły gliniaste, Nmg
c) Gytie, Gy - Są to namuły z zawartością węglanu wapnia ( CaCO3 > 5% ), który może wiązać szkielet gruntu nadając mu charakter gruntu skalistego o niskiej zawartości Rc na ściskanie.
d) Torfy, T - Są to grunty powstałe z obumarłej i podlegającej częściowej karbonizacji części roślin Ion > 30%
e) Węgle brunatne, WB i WK - Są to grunty skaliste powstałe na wskutek silnej karbonizacji substancji roślinnych.
Podział gruntów kamienistych ze względu na występowanie skały macierzystej.
a) Zwietrzelina, KW, fi ≤ 2% |
Grunt występuje w miejscu wietrzenia skały w stanie nienaruszonym |
b) zwietrzelina gliniasta, Kwg, fi > 2% |
|
c) Rumosz, KR, fi ≤ 2% |
Grunt występuje poza miejscem wietrzenia skały pierwotnej lecz nie podlegał procesom transportu i osadzeniu w wodzie |
d) rumosz gliniasty, Krg, fi >2% |
|
e) otoczaki, KO, Grunt osadzony w wodzie
.
Podział gruntów gruboziarnistych ze względu na uziarnienie.
a) Żwir, Ż, fi ≤ 2% |
fk + fż ≥ 50% |
b) Żwir gliniasty, Żg, fi > 2% |
|
c) Pospółka, Po, fi ≤ 2% |
50% ≥ fr + fż ≥ 10% |
d) pospółka gliniasta, Pog, fi > 2% |
|
Podział gruntów drobnoziarnistych ze względu na spoistość
Ip = Wl - Wp
Ip - wskaźnik plastyczności
Wl - granica płynności
Wp - granica plastyczności
A) niespoiste, ns, Ip ≤ 1% < Pr, Pśredni, P......., Pπ)
Π - pylasty
Pr - gruby
B) spoiste
- małospoiste, ms, 1% < Ip ≤ 10% (Pgliniasty, Πp, Π)
Πp - pył piaszczysty
- średnio spoisty, ss, 10% < Ip ≤ 20% (Gp, G, Gπ)
- zwięzło spoiste, zs, 20% < Ip ≤ 30% (Gpz, Gz, Gπz)
- bardzo spoiste, bs, Ip > 30% (Ip, I, Iπ)
I - iły
Podział gruntów drobnoziarnistych ze względu na uziarnienie.
A) piasek gruby, Pr, d50 > 0,5 mm
B) piasek średni, Ps 0,5 mm ≥ d50 > 0,25 mm
C) piasek drobny, Pd, d50 ≤ 0,25 mm
D) piasek pylasty, Pπ, fp = 68 ÷ 90%
fπ = 10 ÷ 30%
fi = 0 ÷ 2%
Podział gruntów drobnoziarnistych niespoistych ze względu na zagęszczenie
Id = emax - e / emax - emin wskaźnik porowatości
Id - stopień zagęszczenia
A) grunt luźny, Ln, Id ≤ 0,33
B) średnio zagęszczony, szg 0,33 < Id ≤ 0,67
C) zagęszczony, zg 0,67 < Id ≤ 0,80
D) bardzo zagęszczony, bzg Id > 0,80
.
Pd // Pπ - przewarstwiony
. woda naporowa
Stan gruntu |
SL |
SC |
SPT |
Luźny ln |
N10 ≤ S |
≤ 3 |
≤ 3 |
szg |
5 < N10 ≤ 22 |
3 < N20 ≤ 13 |
3 < N30 ≤ 20 |
bzg |
22 < N10 ≤ 50 |
13 < N20 ≤ 30 |
20 < N30 ≤ 30 |
|
> 50 |
> 30 |
> 40 |
Podział gruntów niespoistych ze względu na wilgotność.
Sr = Wn * ςs / 100 * ςm * e
ςs - gęstość właściwa szkieletu gruntu
ςm - gęstość wody = 1
A) suchy, su, sr = 0
B) mało wilgotny, mw 0 < Sr ≤ 0,4
C) wilgotny, w 0,4 < Sr ≤ 0,8
D) nawodniony, n 0,8 < Sr ≤ 1
Podział gruntów spoistych ze względy na uziarnienie.
ms Pg, Πp, Π |
Zawartość frakcji fp, fπ, fi |
ss Gp, G, Gπ |
|
zs Gpz, Gz, Gzπ |
|
bs Ip, I, Iπ |
|
PN - 86 / B-02480
Trójkąt FERETA
.
Podział gruntów spoistych ze względu na stan gruntu.
Ip = Wz - Wp
Il = (Wn - Wp) / (Wl - Wp) = (Wn - Wp) / Ip
Il - stopień plastyczności
Konsystencja |
Stan |
Symbol |
Stopień plastyczności |
|
Zwarty |
Zwarty Półzwarty |
Zw Pzw |
Il < 0 Il ≤ 0 |
Wn ≤ Ws Ws < Wn ≤ Wp |
Plastyczna |
Twardoplastyczny Plastyczny Miękkoplastyczny |
Tpl Pl Mpl |
0 < Il < 0,25 0,25 < Il ≤ 0,5 0,5 < Il ≤ 1,0 |
Wp < Wn ≤ Wl |
Płynna |
płynna |
|
Il > 1,0 |
Wn > Wz |
.
Podział gruntów nasypowych ze względu na przydatność dla budownictwa.
Nasyp budowlany nB - nasyp, którego rodzaj i stan odpowiadają wymaganiom budowlanym.
Nasyp niekontrolowany nN - nie spełnia wymagań budowlanych
Is = ςd / ςds
Is = wskaźnik zagęszczenia
ςd - gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [ g / cm3 ] w %
.
BADANIA MAKROSKOPOWE - są to badania podst . cechy fiz. Gruntu bez uciekania się do pomocy jakichkolwiek przyrządów Badania obejmują : - określenie rodz gruntu , barwy gruntu , wilgotności , zawartości klasy węglanów
OZNACZANIE KLASY RODZAJÓW GRUNTÓW SPOISTYCH - aby wyznaczyć rodzaj przeprowadza się 3 próby: próba wałeczkowania, próba rozcierania w wodzie , próba rozmakania.
MAŁO SPOISTY, IP<5% fi <5% piasek gliniasty, pył piaszczysty, pył (Kulka rozpłaszcza się lub rozsypuje grunt nie daje się wałeczkować) (grudka rozmaka natychmiast)
MAŁO SPOISTY, jp5-10% fi=5-10% (PG, ΠP, Π ) ( wałeczek rozwarstwia się podłużnie) ( grudka rozmaka w ciągu 0.5-5 min.)
ŚREDNIO SPOISTE, jp=10-20% fi=10-20% (glina piaszczysta, glina, glina pylasta) (od początku do końca wałeczkowania powierzchnia wałeczka bez połysku wałeczek pęka poprzecznie) (czas rozmakania 5-60 min.)ZWIĘZŁO SPOISTE, jp=20-30 fi=2030 (glina piaszczysta zwięzła, glina zwięzła, glina pylasta zwięzła) (wałeczek początkowo bez połysku przy końcu wałeczkowania z połyskiem pęka poprzecznie)
BARDZO SPOISTE, jp>30% fi>30% (ił piaszczysty, ił,ił pylasty ) (kulka i wałeczek od początku z połyskiem) ( czas rozmakania powyżej 24 h)
PRÓBA ROZCIERANIA GRUNTU W WODZIE
Przybliżone oznaczenie rodzaju gruntów niespoistych
Rodzaj gruntu |
Zawartość frakcji [ % ] |
||
|
> 2 mm |
> 0,5 mm |
> 0,25 mm |
Żwir, ż Pospółka, Pp Piasek gruby, Pr Piasek średni, Ps Piasek drobny, Pd Piasek pylasty, Pπ* |
50 10 - 50 < 10 < 10 < 10 < 10 |
- >50 >50 < 50
< 50 |
- - - > 50
< 50 |
* piasek pylasty po wyschnięciu tworzy lekko spojone grudki które rozsypują się między palcami przy ich podnoszeniu
OZNACZENIE STANU GRUNTÓW SPOISTYCH - oznacza się na podstawie liczby kolejnych wałeczkowań tej samej próbki gruntu. Biorąc pod uwagę ile razy uzyskano wałeczek o śred. 3mm bez jego uszkodzenia Wynik tego badania x=3
Stan gruntów określa się następująco:
A) stan zwarty (zw) - gdy z badanego gruntu nie można uformować kulki.
b) stan półzwarty (pzw) - gdy z gruntu można uformować kulkę gdyż wałeczek pęka podczas pierwszego wałeczkowania ( liczba wałeczkowania x=0 )
c) wilgotny (w) - jeżeli papier lub ręka przyłożona do gruntu stają się wilgotne.
d) mokry (m) - jeżeli przy ściskaniu gruntu w dłoni odsącza się z niego woda.
e) nawodniony (n) - jeżeli woda odsącza się z gruntu grawitacyjnie.
Oznaczanie klasy zawartości węglanu
Próbkę gruntu zwilża się kilkoma kroplami 20% kwasu solnego HCl a następnie obserwuje reakcję.
Klasa zawartości węglanów |
Zawartość przybliżona CaCO3 |
Rodzaj reakcji |
IV III II I |
> 5 3 -5 1 - 3 < 1 |
Burzy się intensywnie i długo (powyżej 20s) Burzy się intensywnie lecz krótko (poniżej 20s) Burzy się słabo i krótko Ślady lub brak reakcji |
Badania makroskopowe
Nr próbki, otworu |
Przelot warstwy [m] |
Głębokość pobranej próbki [m] |
Rodzaj opakowania (sł) słoik, cylinder (c), skrzynka (s) |
Rodzaj gruntu i barwa |
Klasa zawartości węglanu |
wilgotność |
Pr. wałeczkowania |
Stan gruntu |
1 1 |
0,2 ÷ 1,5 1,5 ÷ 3,2 |
0,5; 1,0 2,0 2,5 |
S; s Słoik słoik |
Piasek średni j.sz-ż Glina piaszczysta c.brąz-sz |
I; I III III |
S; s Mw mw |
-; - 1/1 1/1 |
-; - tpl tpl |
c) stan trwało plastyczny (tpl) dla gruntów (ms) małospoistych x=1 (śs) średniospoistych x < 2 (zs) zwięzłospoistych x < 3 (bs) bardzo spoistych x <5.
d) stan plastyczny (pl) - gdy: dla gruntów małospoistych x = 2 (śs - 2 ≤ x ≤4) (zs - 3 ≤ x ≤ 7) (bs - 5 ≤ x ≤ 10)
e) stan miękkoplastyczny (mpl) - w przypadku gdy liczba wałeczkowania jest większa od podanej po prawej stronie nierówności to przyjmuje się że stan badanego gruntu jest miękkoplastyczny (ms x = 3) (śs x = 4) (zs x = 7) (ks x = 10)
STANY GRUNTÓW NIESPOISTYCH w laboratorium nie określa się bo są w stanie luźnym.
BARWA ODZAJU GRUNTÓW - barwę oznaczamy na przełomie bryły gruntu o naturalnej wilgotności. W opisie barwy podaje się najpierw odcień i intensywność a następnie barwę podstawową np.: j.Żółto-szara, c,popielato-brązowa.
WILGOTNOŚĆ GRUNTÓW - grunt należy określać jako:
a) suchy (s) - jeśli grudka gruntu przy zgniataniu pęka a w stanie rozdrobnionym nie wykazuje zawilgocenia.
b) małowilgotny (mw) - jeśli grudka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie lecz papier filtracyjny lub ręka przyłożona do gruntu nie staje się wilgotna.
WŁAŚCIWOŚ FIZYCZNE GRUNTU
1.Gęstość właściwa szkieletu gruntowego:
ςs = ms/Vs [g/cm3 ] - dla piasku ςs=2,65 [g/cm3 ]
- dla iłów ςs=2,7÷2,72 [g/cm3 ]
2.Gęstość objętościowa gruntu:
ς = m/V -piaski grube, średnie ς =1,05÷1,65[g/cm3 ]
- iły ςs=2,15÷2,75 [g/cm3 ]
3.Gęstość objętościowa gruntu( pory w całości wypełnione wodą)
ςsn = (1-n)*ςs + n*ςw n - porowatość
ςw - gęstość wody
4.Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego:
ςd = 100*ς / (100 + w)
5.Wskaźnik różnoziarnistości: U = d80 / d10
U < 5 - grunt równoziarnisty |
5 ≤ U ≤ 15 - grunt różnoziarnisty |
U > 15 - grunt bardzo różnoziarnisty |
6.porowatość gruntu
n = VP/ V - obj. porów [%]
- obj. całkowita [%]
n = ςS - ςd / ςS n = e / 1+e e-wsk. porowatości
e = VP/ Vs - obj. porów [%]
- obj. szkieletu [%]
e = ςS - ςd / ςd e = n / 1-n
7.Stopień zagęszczenia gruntów niespoistych:
Id = emax - e / emax - emin e-wsk.porowatości
emax-przy największym zagęszczeniu
emin-przy najbardziej luźnym
A) grunt luźny, Ln, Id ≤ 0,33
B) średnio zagęszczony, szg 0,33 < Id ≤ 0,67
C) zagęszczony, zg 0,67 < Id ≤ 0,80
D) bardzo zagęszczony, bzg Id > 0,80
8.Wilgotność:
w = mw/ms *100% [%] mw-masa wody
ms-masa szkieletu
wR = 100%* e *ςw / ςs [%] wR-wilgotność naturalna
Pory wypełnione są wodą
9.Stopień wilgotności:
Sp = wn / wR = wn *ςs / 100%* e *ςw
10.Wilgotność optymalna gruntu - to taka wartość wilgotności przy której grunt zagęszczony w normowy sposób wykazuje największe zagęszczenie.
11.Wskaźnik zagęszczenia: Is = ςd / ςds.
Stopień plastyczności: Il = (W -Wp) / (Wl - Wp) = (W - Wp) / Ip
Wskaźnik plastyczności: Ip = Wl - Wp
Id = 0,973 * Is - 0,832 / 0,163 * Is - dla piasku
ZAGĘSZCZALNOŚĆ GRUNTU - badanie wilgotności optymalnej i max gęstości objętościowej szkieletu gruntowego)
ςds. wyznacza się w lab. I najczęściej w aparacie Proctora
a) metoda I - grunt badany w cylindrze małym w 3 warstwach stosując 25 uderzeń ubijaka lekkiego opuszczanego z wysokości 32 cm co odpowiada energii zagęszczania Ez = 0,59 J/cm3 (metoda normalna Proctora)
b) metoda II - cylinder duży, 3 warstwy, 55 lekkiego, wysokość opadania 32 cm, energia Ez = 0,59 J/cm3 (metoda normalna Proctora)
c) metoda III - cylinder mały, 5 warstw, 25 wysokość 48 cm, Ez = 2,65 J/cm3 (metoda zmodyfikowana)
d) metoda IV - cylinder duży, 5 warstw, 55 wysokości 48 cm, Ez = 2,65 J/cm3
Wymagane wartości wskaźnika zagęszczenia modułu odkształcenia Ez dla nasypu
Ez - wtórny moduł odkształcenia wyznaczany za pomocą płyty naciskowej vss
Wymagania wskaźnika zagęszczania dla