Skorupę ziemską tworzą skały:

- magmowe (zastygające lawy, wulkanizm (magma wydostała się na powierzchnie i zastygła) plutonizm (magma zastygła pod powierzchnią, skały żyłowe; intruzje-szczeliny; kwarc, skalenie i skały magmowe tworzą minerał; pultaniczne - granit, sjenit, dioryt; wylewne - profit, antrezyt, bazalt

- osadowe - powstały przez zniszczenie skał magmowych; dzieli się na:

*ilaste

*okruchowe

*organochemiczne

Ilaste- kaolinit, mantomrylonit, illit

Okruchowe - luźnw (piaski, żwiry, lessy) - okruchy nie są ze sobą związane

- zdiagnozowane - okruchy połączone (piaskowce, iłowce, zlepieńce, łupki, iłołupki)

Pochodzenia chemicznego i organicznego - skały wapienne

* akumulacja morska (erozja dna)

* akumulacja rzecza (erozja dna, brzegów, tworzą się meandry, zakola, tarasy rzeczne)

* akumulacja jeziorna (dużą rolę odgrywa roślinność)

* akumulacja bagienna (płytkie zbiorniki)

* akumulacja lodowcowa - Grenlandia, osady mają inny charakter, moreny denne, czołowe, boczne; pradoliny - wynik odprowadzenia wód topniejącego lodowca, np. pradolina Wisły i Noteci

* akumulacja eoliczna - wynik działania wiatru => powstają wydmy i lessy

-metamorficzne - w wyniku przeobrażeń skał magmowych iosadowych

*metamorfizm dyslokacyjny-wysokie ciśnienie

*metamorfizm termiczny

* metamorfizm hydrotermalny

PROCESY

- endogeniczne - zachodzą wewnątrz Ziemi i procesy związane ze zjawiskami plutonizmu i wulkanizmu; deformacje ciągłe - fałdy; deformacje nieciągłe - uskoki

zjawiska sejsmiczne

- egzogeniczne: * wietrzenie fizyczne (nagrzewanie=>naprężanie; woda w skałach przy niskich temperaturach; rośliny, zwierzęta)

* wietrzenie chemiczne - woda + różne związki, utlenianie, uwęglanie

* erozja morska, rzeczna, ablacje (opady deszczu)

* ruchy masowe - osuwisko

* zjawiska krasowe -lessy(grunty eoliczne)

* działalność człowieka - procesy antropogeniczne (hałdy, wysypiska)

Grunty budowlane dzieli się ze względu na uziarnienie:

- skaliste

- nieskaliste: *mineralne (rozpuszczone skały), * organiczne (powstałe w wyniku akumulacji biologicznej, jeziornej)

PN-B-02481:2002

Grupy gruntów	Frakcje	Zakres średni [mm]	Symbol
Bardzo gruboziarniste	Duże głazy	>630	LBo
		Głazy	200-630	Bo
		Kamienie	63-200	Co
	Gruboziarniste	Żwir	2-63	Gr
		Piaski	0,063-2	Sa
	drobnoziarniste	Pył	0,002-0,063	Si
		ił	<0,002	Cl

Podział gruntów

	Cl	Si	Sa	Gr
Żwir	<3	0-15	0-20	80-100
Żwir piaszczysty	<3	0-15	20-50	50-80
Pospólka (piasek z żwirem)	<3	0-15	50-80	20-50
Piasek	<3	0-15	85-100	0-20
Żwir pylasty Żwir ilasty	<3	15-40	0-20	40-85
Żwir pylasto-piaszczysty (piszczysto pylasty)	<3	15-40	20-45	40-65
Piasek pylasty ze żwirem	<3	15-40	40-65	20-40
Piasek zapylony (zasilony)	<3	15-40	40-85	0-20
Żwir ilasty (pył ze żwirem	0-8	40-80	0-20	20-60
Glina pylasta	8-17	33-72	20-60
Glina ilasta	8-31	25-65	20-60
Pył	0-10	72-100	0-20
Pył ilasty	8-20	65-90	0-20
Ił	25-60	0-60	0-40
Ił pylasty	20-40	48-80	0-20

Trójkąt Ferreta

Cu - wskaźnik jednorodności uziarnienia

d₆₀-średnica ziaren odp. 60% ich zawartości

d_10­-średnica ziaren odp. 10% ich zawartości

C_C - wskaźnik krzywizny uziarnienia

Grunty

-spoiste- frakcja iłowa >3%

-niespoiste - frakcja iłowa<3%

Grunty organiczne - ni stanowią podłoza budowlanego.

Części organiczne	Grunty
2-6%	niskoorganicznwe
6-20%	Organiczne
>20%	Wysokoorganiczne
<2%	Budowlane

Grunty niespoiste

- b. luźne - stopień zagęszczenia I_D: 0-0,15

- luźne - I_D: 0,15-0,35

- średniozagęszczone - I_D: 0,35-0,65

- zagęszczone - I_D: 0,65-0,85

- b. zagęszczone - I_D: 0,85-1,00

Grunty spoiste -

Grunty spoiste (stan)	Wskaźnik konsystencji IC	Stopień plastyczności IL
Płynne	<0,25	>0,75
nisko-plastyczny	0,25-0,5	0,75-0,5
Plastyczny	0,5-0,75	0,5-0,25
Twardoplastyczny	0,75-1,00	0,25-0
Półzwarty, zwarty	>1,00	<0

Porowatość gruntu

Wskaźnik porowatości

- gęstość objętościowa

- gęstość objętościowa szkieletu gruntowego

- gęstość właściwa szkieletu gruntowego

- ciężar gruntu

- ciężar objętościowy szkieletu gruntowego

Inne parametry gruntów:

- wilgotność w =m_w/m_s

w_P - granica plastyczności - przy przejściu ze stanu półzwartego w twardoplastyczny

w_L - granica płynności - wilgotność przy przejściu ze stanu miękkoplastycznego w stan płynny

- wskaźnik plastyczności I_P=w_L-w_P

- stopień plastyczności I_L=(w-w_P)/I_P

- wskaźnik konsolidacji I_C=(w_L-w)/I_P

- granica skurczalności - wilgotność, przy której wysuszony grunt nie zmniejsza już objętości

- wskaźnik porowatości I_D=(e_max-e)/(e_max-e_min)

e - naturalny wskaźnik porowatości

e_max, e_min - wskaźnik porowatości gruntu max i min zagęszczonego

- wskaźnik zagęszczenia
charakteryzuje jakość zagęszczenia gruntu

Między cząsteczkami działają siły przyciągania

Zdolność do dixotropii - wykorzystywana do stabilizowania wąskich wykopów

Dixotropowe grunty - przechodzą od stanu płynnego do stałego

Kapilarność - podciąganie wody powyżej zwierciadła

Skurczalność i pęcznienie - głównie grunty spoiste

Woda w gruncie

- wolna (przesiąkowa, zawieszona w gruncie)

- związana (błonkowa, kapilarne, higroskopijne)

Wody

- podskórne

- głębinowe

- wgłębne

Przepływ

a) płynny, laminarny - gr. niespoiste

wzór Darci: v=k*i

v - prędkość przepływu wody w gruncie

i - gradient hydrauliczny

k - wsp. filtracji gruntu

b) turbulentny

v=sort(i)*K

K - wsp. fluacji gruntu

Gradient hydrauliczny - stosunek różnicy poziomów hydraulicznych do długości drogi filtracji

V=k(i-i_o); i_o - spadek

W strefie może występować woda wolna i związana (błonkowa, kapilarna-podciągana przez kapilary - wolne przestrzenie); wolna - wsiąkowi np. opadowa nie jest związana z cząstkami gruntu; woda zawieszona (zaskórne)

Woda w gruncie dązy do poziomego ułożenia

Zwierciadło nie jest poziome, bo cały czas jest przepływ wody

Grunty gruboziarniste - swobodne zwierciadło

1- napięte zwierciadło wody (rys 6??)

Ciśnienie spływowe - wypór wody przemieszczającej się w kierunku najniższego poziomu

W związku z wyst. tego ciśnienia ciężar wody w gruncie może być mniejszy/większy

- ciężar gruntu poddanego ciśnieniu spływowemu

- ciężar gruntu pod wodą

n - porowatość gruntu

- spadek krytyczny (ciężar gruntu pod wodą =0, ciśnienie tak duże, że cząstki będą pływać)

Kurzawka - „wrzenie” gruntu, występuje w wykopach po przekroczeniu spadku

Sufozja - wymywanie drobnych cząstek gruntu przez przepływającą wodę

Wyparcie gruntu - przemieszczenie gruntu dotyczy tylko jego części (np. spoistego)

Zapobieganie kurzywce

- dodanie wody(zwiększenie poziomu wody)

- pogłębienie wykopu (??)

- przedłużenie filtracji (??)

naprężenia w szkielecie gruntowym (??)

- w gruntach suchych, bez wody gruntowej

g - obciążenie zewnętrzne

- ciśnienie porowe

Obciążenia zewnętrzne są przejmowane przez wodę

1)

2) t - grunt przejmuje część obciążenia

3) dłuższy okres czasu - całość naprężeń przechodzi na szkielet

Im drobniejsze grunty tym szybsze przejmowanie naprężeń przez grunt

Obecność wody w gruncie jest zjawiskiem niekorzystnym

Studnie depresyjne

- zupełne

- niezupełne

Odwodnienie wykopów: powierzchniowe i wgłębne (studnie depresyjne, igłofiltry, drenaże piaskowe

Drenaż poziomy - zawsze powyżej poziomu posadowienia

R- zasięg leja depresyjnego

Q - objętość, wydatek wody

Q=k*i*A,

A - powierzchnia przekroju, przez którą przepływa woda do studni; to powierzchnia walcowa

- ze studni zupełnej przy swobodnym zwierciadle

- ze studni zupełnej przy napiętym zwierciadle

M - grubość warstwy wodonośnej

- zwierciadło swobodne

- zwierciadło napięte

R - nie da się pomierzyć

Wzór Sichardta dla napiętego zwierciadła wody

Wzór Kusakina dla swobodnego zwierciadła wody

`

1) obl R

2) obl Q

- dopuszczalny wydatek pojedynczej studni depresyjnej

n - liczba studni potrzebna do odwodnienia obszaru

Wydatek rzeczywistego zespołu studni

Wydatek przypadający na pojedynczą studnię

Jeżeli
zwiększa się liczbę studni

Wzory Coulomba na wytrzymałość gruntu

- nośność gruntów niespoistych

- naprężenia normalne

- tg wewnętrznego tarcia

C - spójność

Boussinesq - rozkład naprężeń w podłożu

R i β - określają położenie punktu we współrzędnych sferycznych

- naprężenia normalne

- naprężenia styczne

Pierwotny stan naprężeń - w nieobciążonym gruncie

Pierwotne naprężenia - pochodzą od ciężaru obciążenia własnego gruntu

Wskutek przyłożenia q - wzrost naprężeń w gruncie

- współczynnik rozkładu naprężeń

1)

2)

- stan naprężeń gruntu po wykonaniu budowli

- naprężenia wtórne

- naprężenia dodatkowe

- przyjmowane na podst. wykresów

z - długość fundamentu

B - szerokość

Równanie ∆ na podłożu sprężystym

Im większe ugięcie - większa reakcja gruntu

Q-Q-∆Q-[q(x)-r(x)]dxB=0

r(x) - reakcja podłoża

C- podatność podłoża

- równanie pręta spoczywającego na sprężystym podłożu

L - parametr charakteryzujący sztywność

Stałe c₁, c_2, c₃ - można wyznaczyć z warunków brzegowych

Warunki:

1)

2)

3)

Wartość siły poprzecznej

Metoda Bleiha

Sumy sił pionowych

Na podstawie wartości sił R można wyznaczyć

Podstawiając

Funkcje η₂ i η₂ - jeśli ρ rośnie - będą 0, przyjmuje się ich wartość równą (których nie ma/|\)

FUNDAMENTY

Dawniej:

- zaprawa wapienna, głazy i kamienie

- ruszty, bale drewniane - całkowicie zanurzone w wodzie nigdy nie niszczeją

- zaostrzone bale drewniane ściany kamienne, ceglane

- kamienie o regularnych kształtach

- fundamenty pośrednie - bale; zagęszczenie gruntów

- filary, słupy

- wszystkie konstrukcje przenosiły naprężenia ściskające

Znaczący postęp w XX w. - beton, żelbet

Beton - w 99% stosowany w fundamentach, materiał tani i odporny na agresywne środowisko w podłożu (np. kwasy humusowe, czasem grunt ma odczyn zasadowy)

Fundamenty

- pośrednie (głębokie) - przenoszą obciążenia na głębsze warstwy podłoża

- bezpośrednie (ławy, stopy, płyty fundamentowe) - przenoszą obciążenia na niewielkie głębokości.

Stopy fundamentowe

Stopy - monolityczne - odlewane na budowach

Teraz spotyka się stopy prefabrykowane - ale są nieekonomiczne

W celu zredukowania dodatkowych sił, momentów - wydłuża się fundamenty

Ławy fundamentowe - pod ścianami nośnymi, rzędem słupów

Unika się klawiszowania - różnica osiadań

Płyty fundamentowe - podłoże słabonośne

Ruszty fundamentowe - połączone, krzyżujące się ławy fund.

Skrzynie fundamentowe - płyty w 2 lub większej ilości warstw

Dobór fundamentów - czynniki:

a) budowa podłoża - ułożenie warstw geotechnicznych

b) parametry wytrzymałościowe: kąt tarcia wewn. spójność

Grunty nienośne

- grunty organiczne

- grunty spoiste w stanie miękkoplastycznym i płynnym (I_L>0,75; I_C<0,25)

- grunty niespoiste przy I_D<0,3

- gdy pod warstwą gruntu nośnego jest warstwa gruntu nienośnego (może nastąpić przebicie) należy zejść poniżej warstwy lub zastosować inne fundamenty

c) występowanie wody gruntowej

d) wyst. w podłożu gruntów pęczniejących (zwiększających V na skutek wzrostu wilgotności) - montmorylonit - 8xzwiększa V;

*minerały

*uziarnienie - im drobniejszy tym większa zdolność pęcznienia

Grunty zapadowe - u nas - grunty eolityczne (naniesione cząstek przez wiatr, luźno układane , nieobciążone; cząstki połączone spoiwem - CaC0₃, nabierały cech skał miękkich, ???, posadowienie po zabezpieczeniu przed wilgocią; less

Grunty wysadzinowe - wszystkie gr. org +grunty o d wszystkich cząstek <0,002mm; przepływ wody utrudniony, obecność wody nie jest niebezpieczna, ale problem stanowi zamarzanie wody zwiększenie objętości; granica przemarzania u nas 1m na zachodzie 0,8m; posadowienie poniżej tej granicy;

e) możliwość rozmycia gruntu poprzez wezbrane wody powodziowe

Metoda Lebeha - określa wartości naprężeń poziomych w fundamentach bezpośrednich

- wzór Terczkiego na nośność gruntu !!!!!!!!!!1

Stan graniczny nośności SGN

- obliczeniowe obciążenie działające na podłoże

- skałdowa pionowa nośności

M - współczynnik

Stan graniczny użytkowania SBU

- zredukowane wymiary fundamentu (B- szer. l-długość) określają (uwzględniają) mimośród działania obciążenia

ρ_D - ρ gruntu poniżej posad. gruntu

ρ_B - ρ gruntu powyżej posad. gruntu

D_min - min głębokość posadowienia fundamentu

ρ_B liczymy do wart = szer fund (B)

C_u - wartość spójności gruntu

N_C, N_D, N_B - współ. Nośności ( w zal. Od wart kąta tarcia wewnętrznego)

i_C, i_D, i_B - współ wpływu odchylenia wypadkowej od pionu

Nośność podłoża

H<=2B należy sprawdzić nośność gruntu słabszego

Nośność słabszej warstwy oblicza się też ze wzoru Q_RNB

Wartość poszerzenia:

	Grunt spoisty	Grunt niespoisty
H<B	H/4	H/3
B≤H≤2B	H/3	2H/3

Mimośród

- celowy

- wynik działania mom. Zginania lub O(??)

Fundamenty bezpośrednie

- nie wolno uwzględniać naprężeń rozciągających

Rdzeń przekroju - obszar w przekroju mat, gdzie ….. siły rozciągają

OSIADANIE

S- odkształcenie konstrukcji

- nadmierne

- nierównomierne

- przechył budowy

- osiadanie pierwotne

- osiadanie wtórne

i - dla ilości warstw

- naprężenia dodatkowe

h - grubość danej warstwy gruntu, dla której jest obl. wart osiadania

M_o - enometryczny moduł ściśliwości pierwotnej gruntu

- napr. wtórne

h_i - grubość

M - moduł ściśliwości wtórnej (enometrycznej)

Λ -współczynnik - określa stopień odprężenia gruntu na skutek wykonania wykopu;

0 - budowa trwa krócej niż 1 rok

1 - budowa trwa dłużej niż 1 rok

Rzeczywisty stopień odprężenie - wartość pośrednia miedzy 0 i 1

h≤B/2

0,3σ_zγ≥σ_zdi => Zaprzestajemy obliczeń osiadań

PN-81/B-03020 - parametry gruntu mogą być określone 3 metodami

-A - najbardziej dokładny, badania laboratoryjne

-B - poprzez badania określ. jest część parametrów (wiodących I_D, I_L), reszta na podstawie założeń

-C - najmniej dokładna, doświadczenie inż. parametry okr. na podstawie innych badań, badania makroskopowe

Mniejsza dokładność; 0,1-1,1

Mnoży się x 0,9

Fundamenty pośrednie (głębokie) - przenoszą obciążenia na głębsze warstwy podłoża np. bale fundamentowe, studnie.

Budowa bala: trzon, oczep, podstawa.

Kesony - duże skrzynie o wymiarach kilku metrów, które zagłębione są podobnie jak studnie

Ściany fundamentowe - mogą być usztywnione poprzecznie

- ściana szczelinowa

Chwytak - do wybierania gleby

Ścianki szczelne - prefabrykowane kształtowniki stalowe zagłębione w grunt, posiadają nośność pionową.

Rzut z góry w przekroju

Bale - wykonywane z żelbetonu, pierwotnie wykonywano je z drzewa. Pale ulegają korozji o ile znajdują się powyżej poziomu wody.

- wwirowywanie pali w grunt

- wbijanie kafarami D=40-60cm - średnica pali

- wpłukiwanie - w odniesieniu do pali żelbetowych

Wyróżniamy pale:

- monolityczne - przekrój zawsze kołowy

- żelbetowe - o różnych przekrojach

Obliczanie wagi:

Pale mogą być wciskane lub wyciągane

Kotwy gruntowe - pracują na siły rozciągające (wyciągane z gruntu)

Pale stojące, wiszące (zawieszane) - pod podstawą - słaba warstwa gruntu.

Zagłębianie końca:

1m - gdy pod podstawą występują grunty w stanie zagęszczonym i zwartym

2m - grunty spoiste w stanie półzwartym lub twardoplastycznym

1,5m - grunty, w których nośność podstawy pola stanowi przynajmniej połowę nośności całkowitej

Odległość między końcem pola a słabszym gruntem 2,5 średnicy; miękkoplastyczny, płynny, organiczny odległość 5 średnicy.

Nośność pala

- wciskanego to nośność jego podstawy i jego poboczniczy:

N_t=N_p.+N_s=A_pq^(r)S_p+SumaA_sit_i^(r)S_si

A_p - pole podstawy bala (przyjmuje się na podstawie przekroju poprzecznego)

q^(r) - jednostkowy opór graniczny gruntu pod podstawą pala (wartość obliczeniowa - zależy od parametru wytrzymałości rodzaju gruntu)

S_p - współczynnik technologiczny

A_si - pole powierzchni pobocznicy w obrębie danej wartości gruntu (najczęściej pole boczne walca); przyjmowana jako najmniejsza wartość po obrysie pali.

t - jednostkowy opór graniczny gruntu wzdłuż pobocznicy pala; wartość obliczeniowa

S_s - współczynnik technologiczny dla pobocznicy pala; wyciąganego to nośność pobocznicy

N^W=SumaA_sit_i^(r)S_i

Q_r
mN - ogólny wzór stanu granicznego nośności

Q_r - obciążenie przypadające na jeden pal

m - współczynnik korekcyjny, wartość zależy od ilości pali tworzących fundament; 2 pale m=0,8; 3 i więcej pali m=0,9

N - nośność pala

Wartośći q i t są podane w normach i tabelach

Podstawowa wartość głębokości interpolacji - 10cm

Głębokość interpolacji zależy od średnicy

Interpolację zaczynamy od warstwy nośnej gruntu.

Tarcie ujemne (negatywne) - spowodowane osiadaniem gruntu stanowi dodatkowe obciążenie, wtedy t przyjmuje się ze znakiem - i nośność pala zostaje zmniejszona

Zwiększają się naprężenie -> osiadanie; też występuje tarcie ujemne.

Pale w grupie

- strefy nachodzą na siebie i trzeba zmniejszyć nośność pala

m_i - współczynnik redukcyjny

- zasięg strefy naprężeń dla pali wyciąganych

Technologie wykonywania pali:

- prefabrykowane: wbijane, zbrojone

- pale Compressot - grunty mało spoiste

- pale Simplex

- pale Straussa - w rurze wwiercany jest otwór, wlewany jest beton i zagęszczony kafarem

Pale te mają dużą nośność

Najmniejszą nośność ma pal Straussa, gdyż jest palem wierconym

- pale Vibro - wykonane podobnie jak pale Simplex, wbijana rura stalowa

wlewany jest beton i stalowa rura podciągana do góry, korek zostaje w gruncie, wyciąganie z użyciem wibratora.

- pale Vibrex odmiana Vibro - wbijany (zagęszczanie betonu)

Powstają karby zwiększające nośność

- pale Franki

- pale Wolfshdza

- pale wwiercane w rurze obsadzanej

- pale wwiercane w zawiesinie fiksotropowej

- pale wwiercane CFA

- pale PCS LAMBDA

- pale Atlas

- pale OMEGA

- pale Tubek

- pale wbijane z rur stalowych zamkniętych

- pale wbijane z rur stalowych otwartych

Konstrukcje oporowe - przeciwdziałają parciu gruntu. Parcie gruntu to naprężenia poziome w gruncie. Są ścisle związane z naprężeniami pionowymi

Wartość tego współczynnika zależy od wielu czynników.

k₀ - parcie spoczynkowe - brak przemieszczeń

K_a - współczynnik granicznego parcia czynnego

1 - parcie czynne pośrednie

2 - parcie czynne graniczne

K_p - maksymalna wartość współczynnika parcia

Parcie w kierunku przemieszczenie - parcie bierne (otwór)

3 - parcie bierne pośrednie

4 - parcie bierne graniczne

Współczynnik parcia zależy bardzo mocno od ukształtowania konstrukcji

Jeśli konstrukcja osiada szybciej niż grunt zasypowy - kierunek zgodny z rysunkiem powyżejj, w przeciwnym przypadku odwrotnie.

Konstrukcje oporowe mogą mieć różne kształty

Konstrukcja kątowa (poziom wyższy - parcie czynne)

Stan graniczny nośności konstrukcji SGN

Sprawdza się 3,4 warunki:

1. Nośność podłoża pod konstrukcją oporową

2. Stateczność na obrót

Siła tarcia podłoża - suma wszystkich sił pionowych X - współczynnik tarcia

3. Stateczność na przesunięcia

Q_t - wszystkie siły

Q_n - siły przeciwdziałające przesunięciu

4. Stateczność ogólna

Stateczność skarp

Grunt niespoisty - osunięcie stoku (może zajść)

- tg kąta tarcia wewnętrznego

współczynnik statyczności

- współczynnik stateczności

F: 1,1 - 1,3 - bezpieczne wartości

W gruntach spoistych powierzchnia poślizgu ma kształt kołowy, walcowy (nie jest to linia prosta).

Założenie: Powierzchnia poślizgu jest w kształcie koła

Metoda Pelleniusa (paskowa)

- pole powierzchni na którą C_u (spójność gruntu) działa.

M₀ - moment obracający

M_u - moment utrzymujący skarpę

i - indeks paska

Punktów obrotu można przyjąć bardzo wiele, stąd różne promienie

Konstrukcje oporowe - ściany oporowe

- masywne

- kątowe (lekkie) - objętość żelbetu zużytego do wykonania jest mniejsza

- celowe wydłużenie by stabilność była lepsza

- użebrowanie (zmniejszenie zużycia zbrojenia)

Płatwy skrzyniowe:

- żebra pionowe

- żebra poziome redukują parcie gruntu

Kotwy gruntowe (bierne, czynne)

Czynne - naciągane od razu po wykonaniu przeciwdziałają przemieszczeniu konstrukcji oparowych natychmiast

Bierne (gwoździe gruntowe) - zakładano płytę lub naciągania pręta,

Kotwy to mikrofale.

Buława powstaje poprzez rozwiercanie otworu, mikrowybuch.

Otwór jest iniektowany (dodawano zaczyn cementowy) - zapobiega korozji stali.

Po zainiektowaiu pręta łaczy się go z płytą.

Ścianki szczelne

Ścianki szczelinowe

Ścianki mogą być prostą przeponą

Kaszyce - ułożenie naprzemienne bali drewnianych

W chwili obecnej zamiast bali drewnianych wykonuje się kształtowniki żelbetowe, układane prostopadle do siebie

Gardiany - kosze plecione z drutu, wewnątrz kamienie

Konstrukcje wykorzystujące geosyntetyki - geowłuknina zagęszcza grunt

Geosiatki kieszeniowe

Grunty zbrojone:

- naturalne

- pręty

- prefabrykaty żelbetowe, często mają taki kształt, który redukuje tarcie

Oblicowanie skarpy płytami żelbetowymi

Iniekcja strumieniowa (kilka typów: 2, 3 dysze) - powstawanie pala 1. powietrze, 2. woda (rozluźnienie gruntu), 3. zaczyn cementowy (wzmocnienie).

Osuwiska - zjawiska losowe

Spływ - dotyczy powierzchniowych warstw ziemnych

Obryw - bardzo strome osuwisko

Osuwisko konsekwentne - poślizg na styku różnych warstw

Osuwisko insektywne

Osuwisko asektywne - dotyczy jednorodnych gruntów

Sposoby wzmacniania podłoża gruntowego, np. w celu zwiększania nośności, zmniejszenie wodoprzepuszczalności, zmiany odporności na obciążenie mechaniczne, zmniejszenie osiadania.

Metody:

- wzmocnienia fizyczne i mechaniczne - rozdrobnienie/zagęszczenie gruntu

- fizyczno - chemiczne - zmiana struktury gruntu, uodpornienie gruntu na wodę

- chemiczne - mogą polegać na wprowadzeniu związków chemicznych

Wzmocnienia: okresowe, stałe

Zależą od:

- rodzaju gruntu

- położenia zwierciadła wody gruntowej

- rodzaju poprawianych cech

- głębokości wzmocnienia

- możliwości technicznych

- kosztów

Rodzaje wzmocnień

- wymiana gruntu (gdy jest słaby)

- wstępne obciążenie gruntu

- konsolidacja gruntu, z użyciem drenów pionowych (poziomych z dodatkowym obciążeniem, z zastosowaniem odwadniania)

- wtłaczanie tłucznia (gruntu gruboziarnistego)

- zagęszczanie

- mieszanie gruntu ze stabilizatorami np. wapno, cement (do powierzchniowego)

- wgłębne mieszanie

- zamrażanie gruntu

- spiekanie

- zbrojenie

- stosowanie zastrzyków iniekcyjnych

Gruntu skaliste:

- obniżenie wodoprzepuszczalności (zawiesiny iłowe i cementowe, zastrzyki bitumiczne, zastrzyki polimerowe(mogą mieć dodatkowe wypełnienie np. cement, bentonit))

- zwiększenie wytrzymałości mechanicznej (metody: iniekcja przy pomocy zapraw i zastrzyków cementowych, iłowanie (zawiesiny iławe, niekiedy z domieszką cementu), zastrzyki bitumiczne)

Gruntu niespoiste (sypkie) zwiększanie wytrzymałości, zmniejszanie wodoprzepuszczalności:

- gruboziarniste (wstępne obciążanie, zagęszczanie, mieszanki optymalne, zaczyny cementowe, zamrażanie, zawiesiny popiołowo - cementowe, wzmacnianie wapnem, zastrzyki bitumiczne, silikatyzacja)

- drobnoziarniste - wstępne obciążanie, zagęszczanie, mieszanki optymalne, silikatyzacja, zastrzyki polimerowe, elektroosmoza, zawiesiny iławe, wybuchy, wibroflotacja)

Grunty spoiste:

- zwiększanie wytrzymałości (wstępne obciążanie, zagęszczanie, wymiana gruntu, stabilizacja wapnem i popiołami, pale inekcyjne, zamrażanie, gwoździowanie, bitumizacja, wymiana dynamiczna, wibroflotacja, zbrojenie gruntów)

- obniżanie wodoprzepuszczalności (silikatyzacja, zażelazianie)

- przeciwdziałanie pęcznieniu (mieszanie optymalne, separacja geotekstylami, domieszki)

- osuszanie - wzmocnienie wiązań (drenaże pionowe, silikatyzacja, elektroosmoza)

- zmniejszenie osiadania zapadowego (silikatyzacja, mieszanki optymalne, żywice)

Grunty organiczne:

- osuszanie (drenaże pionowe, przeciążenia)

- zagęszczenie - zwiększanie wytrzymałości (ładunki wybuchowe, konsolidacja dynamiczna, wymiana gruntu, mieszanki optymalne, zbrojenie geotworzywami)

Wymiana gruntu: organiczne i spoiste, usunięcie gruntu słabego i wprowadzenie gruntów niespoistych o dobrych parametrach, metoda stosowana do 1,5m, czasem do 4-5m. Sprawdza się grunt, który pozostał (nośność), ograniczenie kosztami.

Drenaż - zmniejszenie wilgotności - stopnia plastyczności, zmiękczenie wytrzymałości

Wstępne obciążanie - polega na wykonaniu nasypu ziemnego. Ciężar tego nasypu będzie powodował wzrost naprężeń -> grunt zacznie osiadać -> wzmocnienie gruntu przed budową nasyp jest usuwany, odprężenie gruntu przebiega dużo wolniej niż obciążenie. Wysokość nasypu jest tak dobrana by obciążenie gruntu było 1,5 razy większe niż naprężenia wywołane przez przyszłą budowę.

Elektroosmoza - dotyczy głównie odwodnienia gruntu, wprowadza się elektrody (katoda i anoda), po podłączeniu ich do źródła prądu ładunek elektryczny przemieszcza się od anody do katody a wraz z nim woda.

Wtłaczanie tłucznia - metoda dla inwestycji powierzchniowych, np. dróg, placów. Tłuczeń jest wtłaczany za pomocą ciężkich maszyn budowlanych. Sam ich przejazd powoduje zagęszczenie gruntu. Im cięższy walec tym grubsza warstwa może być zagęszczona.

Wibroflotacja (wibrowymiana) - grunty niespoiste/spoiste

Mieszanie ze stabilizatorami - cement, wapno, mieszanki optymalne (grunt o innym uziarnieniu) np. gdy mamy grunt o uziarnieniu jednorodnym między nimi istnieje wolne przestrzenie, dodaje się grunty które zapełnią te przestrzenie.

Wgłębne mieszanie gruntu - żerdzie z bocznymi palami są wwiercane w grunt

Zamrażanie gruntów - wprowadza się rury, do nich środek, ciecz chłodzącą o temp -25C - 30C, zamarza woda i możno okresowo przeprowadzić roboty nie zmieniając własności gruntu.

Spiekanie - nagrzewanie gruntu.

Wykład 12

Roboty ziemne:

- wstępne np. usuwanie humusu

- wykopy

- transport mas ziemnych

- sypanie nasypu

- zagęszczenie gruntu

- zabezpieczenie skarp, wykopów

Gruntu ze względu na trudność odspajania, kategorie:

I gruntu piaszczyste, mało wilgotne, gleba uprawna, torf -> zwiększają objętość o 1,3 (do 30%)

II piaszczyste wilgotne, piasek gliniasty, pył, less, żwiry, torf z korzeniami, nasypy -> 0 1,3

III mady rzeczne, namuły, gruntu mało spoiste, półzwarte, nasypy z odpadów -> o 1,35

IV otoczaki, rumosz, iły, gliny zwarte, gruz budowlany -> o 1,45

V grunty spoiste zwarte, skały miękkie, gips, węgiel brunatny -> o 1,45

VI - VII skały miękkie słabo spękane, wapienne, kreda, piaskowca -> o 1,45

VIII - XVI skały o róznej twardości, słabo spękane, skały lite -> o 1,5

Czynności przygotowawcze do wykopu:

Oczyszczanie powierzchni terenu, wykonanie ujęć wód opadowych, wyrównanie powierzchni, usunięcie humusu, gruntów nienośnych (torf, namuły), wcześniej należy zapewnić też drogi do transportu. Następnie wytaczamy miejsce robót ziemnych, granice skarp wykopu. Odwodnienie poprzez zastosowanie studni depresyjnych.

Wykonanie wykopów zależy od:

- jego rodzaju

- kształtu

- przeznaczenia

- rodzaju gruntu

Wykopy:

- szeroko przestrzenny o dnie >5m, w przypadku liniowych >1,5m

- wąsko przestrzenny

- płytkie do 2,5m

- głębokie >2,5m

Wykopy ze względu na sposób zabezpieczenia skarp:

- bez zabezpieczenia skarp; grunt spoisty

- podparte

- rozparte

- zakotwione

Powyżej zwierciadła wody gruntowej i gdy nasyp nie jest dodatkowo obciążony można wykonywać wykopy pionowe.

Głębokość wykopu zależy od rodzaju gruntu:

- przy niezabezpieczonym: do 1m wietrzelnia skalna i skały spękane; 1,25 piaski pylaste i pyły; 1,5m gliny, iły; do 2m w skałach litych (bez spękan).

- w gruntach niespoistych ściany wykopu muszą być zawsze pochylone (pochylenie zależy od rodzaju gruntu i głębokości wykopu)

	Głębokość	Pochylenie skarpy	obciążenie
Grunty niespoiste	<3	1:0,75	1:1
		3 - 5		1:1
		> 5		1:1,5
	Gruntu mało spoiste, średnio spoiste	<3		1:0,5	1:0,67
		3 - 5		1:0,67
		>5		1:1
	Grunty spoiste - gliny	<3		1:0,33	1:0,5
		3 - 5		1:0,67
		>5		1:0,76
	Gruntu bardzo spoiste - zwięzło spoiste	<3		1:0,25	1:0,33
		3 - 5		1:0,33
		>5		1:0,5
	Skały	<5		1:0,1	---
		>5		1:0,25

Powyżej 2 metrów stosuje się półkę:

Grunty niespoiste: pólki pośrednie o szerokości 0,5 - 1m, odległość między pólkami 2 - 2,5m.

Wykopy należy zabezpieczyć przed napływem wody.

1. Odwadnianie powierzchniowe gruntów skalistych (system rowków odprowadzających wodę w jedno miejsce i wypompowana na zewnątrz)

2. Wgłębne - studnie depresyjne na zewnątrz wykopu wzdłuż skarp, studnia zaopatrzona w filtr w gruncie powstaje depresja.

Elektroosmoza - z jednej strony wykopu katoda, z drugiej anoda, gdy przepływ wody jest mniejszy niż 10cm na dobę; ładunek od anody do katody zabiera wodę.

Igłofiltry (mniejsze studnie) - rurki o d-3-4cm umieszczane w gruncie połączone z kolektorem zbiorczym z którego odprowadzamy wodę.

Nasypy - Wykonanie nasypu przebiega warstwami; każda warstwa musi być zagęszczona. Zagęszczanie: ubijaki, płyty spadające, wibratory powierzchniowe, punktowe, walce. Grubość warstw zagęszczania zależ od rodzaju gruntu, jak bardzo ma być zagęszczony, od właściwości technicznych i ekonomicznych.

Metody zagęszczenia	Gruntu niespoiste	Grunty spoiste	Grunty z frakcją kamienną
Wałowanie	15 - 40cm	10 - 40cm	20 - 50cm
Ubijanie	15 - 40cm	10 - 40cm	20 - 70cm
Wibrowanie	15 - 100cm	--	20 - 100cm

Wilgotność optymalna - wilgotność, przy której można grunt maksymalnie zagęścić.

Najlepiej zagęszczane są nasypy drogowe, kolejowe. Wskaźnik zagęszczenia nie może być <1 dla obiektów komunikacyjnych (nawet 1,3). Im głębiej, tym zagęszczenie może być słabsze.

Wykonywanie zasypów odbywa się warstwami, wskaźnik zagęszczenia 0,95. Pod rurociągi podsypka piaskowa. Wierzchnie warstwy wykopów należy zagęścić.

Wykład 13

Budowa składowisk odpadów

Istotna jest sama lokalizacja składowiska (odpowiedni grunt). Dno wyrobiska musi znajdować się powyżej zwierciadła wody (im więcej tym lepiej). By ograniczyć rozprzestrzenianie substancji niebezpiecznych wykonuje się zabezpieczenia w postaci pionowych ścianek (szczelne lub szczelinowe), które muszą być zagłębione w warstwie wodonośnej. Przepony pionowe mogą być wykonane też z bentonitu (z iłami które pęcznieją).

Należy też zabezpieczyć górę np. przed wodami opadowymi.

Uszczelnienie dna:

a) naturalne - głównie grunt, grubość 3m, grunt o odpowiednich właściwościach

b) sztuczne

c) mieszane

a) k<10^-10 m/s (gruntu zwięzłe, iliaste), warstwa powinna charakteryzować się zdolnością do wiązania związków chemicznych, które mogły by się wydostać (warstwa mineralna). Nad warstwą uszczelniającą wykonuje się warstwę ochronną.

Warstwa ochronna oddziela odpady od warstwy filtracyjnej.

b) podłoże gruntowe -> warstwa nośna (piasek dobrze zagęszczony w celu niwelacji nierówności) -> warstwa uszczelniająca (przeważnie folia o duże grubości 3-5mm musi być odporna na uszkodzenia mechaniczne, kwasy organiczne) -> warstwa folbracyjna (z gruntu o dużej wodoprzepuszczalności; rury do odprowadzania odcieków) -> warstwa ochronna (z gruntu lub tworzywa sztucznego; chodzi o zabezpieczenie mechaniczne)

c)

a) Uszczelnianie góry wyrobiska:

O - można stosować rury drenarskie

---