roboty ziemne przy realizacji obiektów budowlanych i ... · zgodnie z definicj ą normy...

Źródło: www.inzynieriasrodowiska.com.pl

!"#$%&'()*+",-#'("./(#01)2".3,4".35675%8#92.:-;)25%<=2"

Opracował: Piotr Jermołowicz

tel. 501 293 746

e-mail : [email protected]

Elbląg, 16.01.2014 r.

Roboty ziemne przy realizacji

obiektów budowlanych i instalacji

podziemnych – zabezpieczenie

wykopów.


1.. Wstęp.

Wykop jest to postać odpowiednio ukształtowanej przestrzeni powstałej w wyniku

usunięcia z niej gruntu. Głębokie wykopy to nierozłączny element zarówno budownictwa

komunikacyjnego, ogólnokubaturowego, hydrotechnicznego i podziemnego.

Tematyka związana z wykorzystaniem głębokich wykopów z racji uwarunkowań jest

dziedziną interdyscyplinarną. Łączy w sobie interpretację parametrów fizyko-mechanicznych

gruntów zalegających w podłożu, wymiarowanie obiektów, statykę budowli, stateczność ustrojów podpierających jak i stateczność graniczną formowanych skarp.

Od projektanta i wykonawcy robót ziemnych i fundamentowych wymagane jest

doświadczenie, znajomość parametrów wybranego typu obudowy oraz zakres jego

przydatności w określonych specyficznych warunkach terenowych.

Jeżeli do tego dodamy jeszcze problem odwodnienia wykopów, zabezpieczenia dna i skarp

oraz wpływu na obiekty sąsiadujące lub istniejące uzbrojenie podziemne otrzymujemy układ,

w którym wszystkie strony procesu inwestycyjnego powinny być świadome potencjalnych

zagrożeń.

Katastrofą budowlaną jest niezamierzone, gwałtowne zniszczenie obiektu budowlanego lub

jego części, a także konstrukcyjnych elementów rusztowań, elementów urządzeń formujących,

ścianek szczelnych i obudowy wykopów – art. 73.1 ustawy Prawo budowlane.

2.. Przepisy, normy i wytyczne w zakresie wykonywania i zabezpieczania

wykopów.

Projektowanie i wykonawstwo głębokich wykopów wymagają dogłębnej wiedzy nt.

prawa: przepisów, norm związanych, wytycznych lub odpowiednich instrukcji i zaleceń. Pod względem prawnym proces budowy i projektowania reguluje Ustawa z dnia 7 lipca

1994 Prawo budowlane (Dz,U. z 2006 r. nr 156, poz. 1118), zmieniona Ustawą z dnia 27

sierpnia 2009 r. o zmianie ustawy – Prawo bydowlane oraz Ustawy o gospodarce

nieruchomościami (Dz.U. z 2009 r.,nr 161, poz. 1279).

Kolejny dokument, którego znajomość jest niezbędna to Rozporządzenie Ministra

Transportu i Gospodarki Morskiej w sprawie ustalania geotechnicznych warunków

posadawiania obiektów budowlanych z 25.04.2012 r. W myśl zawartych tam definicji

wszystkie obiekty budowlane są zaliczane do pierwszej, drugiej lub trzeciej kategorii

geotechnicznej, w zależności od warunków gruntowych i złożoności konstrukcji.

Zwykle dla potrzeb projektowania i wykonawstwa głębokiego wykopu jest niezbędne

opracowanie dokumentacji geologiczno-inżynierskiej zgodnie z wymogami Ustawy z dnia

9.06.2011 r. Prawo geologiczne i górnicze. Nalezy zwrócić uwagę, że wykonanie takiej

dokumentacji, oprócz wiedzy fachowej, wymaga również przestrzegania terminów

narzuconych przez ustawodawcę. Projekt prac geologicznych (np. rozmieszczenie i liczba otworów wiertniczych), opracowany

zgodnie ze szczegółowymi wymaganiami zawartymi w Rozporządzeniu Ministra

Środowiska z dnia 23 grudnia 2011 r. w sprawie dokumentacji hydrogeologicznej i

dokumentacji geologiczno-inżynierskiej.


Przed rozpoczęciem robót budowlanych należy na podstawie dokumentacji geotechnicznej

ocenić położenie wód gruntowych w stosunku do projektowanego dna wykopu i podjąć decyzję o sposobie realizacji prac, w tym konieczności odwadniania gruntów. Jeżeli zasięg

leja depresji będzie wykraczać poza granice działki, na której będzie prowadzony wykop,

wówczas należy uzyskać pozwolenie wodnoprawne zgodnie z wymaganiami Ustawy Prawo

wodne (D.U. z 2012 r. poz.145).

Według wytycznych ITB 427/2007 ,, Warunki techniczne wykonania i odbioru robót

budowlanych część A Roboty ziemne i konstrukcyjne” wszystkie rodzaje wykopów

powinny być wykonane na podstawie dokumentacji projektowej. W dokumentacji tej do

właściwego zaprojektowania i bezpiecznego wykonania wykopu, oprócz informacji o

warunkach gruntowo-wodnych są potrzebne dane dotyczące infrastruktury podziemnej oraz

obiektów (budynków, dróg) sąsiadujących z wykopem. Niezbędne jest także uzyskanie

informacji o możliwości występowania w miejscu wykopu zabytków archeologicznych lub

gruntów skażonych. W projekcie należy wówczas przestrzegać przepisów ochrony

środowiska.

Zakres projektu budowlanego powinien być zgodny z Rozporządzeniem Ministra

Infrastruktury w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego z 3

lipca 2003 r. (Dz.U. z 2003 r., nr 120, poz. 1133), zmienionym Rozporządzeniem z 6

listopada 2008 r. (Dz.U. z 2008 r., nr 201, poz. 1239).

Do tego dochodzi jeszcze znajomość przepisów dotyczących poszczególnych branż, tj: Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z 2.03.1999 w sprawie warunków

technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie i

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12.04.2002 w sprawie warunków technicznych

jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

Natomiast całość spraw dotyczących bhp w zakresie omawianym obejmuje Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 lutego 2003 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy

podczas wykonywania robot budowlanych (DzU z 2003 r., nr 47, poz. 401).

3.. Problematyka głębokich wykopów.

Głębokie wykopy są pojęciem względnym zależnym od ustalenia głębokości granicznej.

W literaturze zagranicznej za głębokie wykopy uznaje się wykopy o pionowych ścianach i

dnie posadowionym min. 6,0 m ppt. Natomiast w Polsce wystarczy już 3,0 m ppt.

Zgodnie z definicją normy PN-S-02205:1998 wykop to przestrzeń odpowiednio

ukształtowana w wyniku usunięcia z niej gruntu.

Ze względu na wymiary i czas trwania robót rozróżnia się : •! wykop szerokoprzestrzenny – wykop, którego głębokość jest mniejsza od szerokości dna

lub wykop o szerokości dna większej od 1,5 m;

•! wykop wąskoprzestrzenny – wykop, którego głębokość jest większa od szerokości dna lub

wykop o szerokości dna mniejszej od 1,5 m;

•! wykop płytki – wykop o głębokości mniejszej niż 1 m;

•! wykop głęboki – wykop o ścianach pionowych, zabezpieczonych obudową o głębokości

większej od 3 m;


•! wykop tymczasowy – wykop o przewidywanym okresie użytkowania nie dłuższym niż 1

rok;

•! wykop trwały – wykop o przewidywanym okresie użytkowania dłuższym niż 1 rok.

W zależności od głębokości wykop wykonuje się ze skarpami lub w obudowie, która jest

konstrukcją zabezpieczającą ściany przed utratą stateczności.

Budowa obiektów w terenie zabudowanym stwarza ograniczenia techniczne, z którymi musi

się liczyć projektant oraz wykonawca.

Trudności te potęgują się, gdy zachodzi potrzeba wykonania paru kondygnacji podziemnych,

a co za tym idzie posadowienia głębokiego. Jedynym plusem takiego rozwiązania jest

zazwyczaj znaczna wartość dopuszczalnego obciążenia podłoża gruntowego. Po stronie

minusów lista jest znacznie dłuższa [19]:

1.! konieczność wykonania skomplikowanego, a przede wszystkim odpowiedzialnego

zabezpieczenia głębokiego wykopu,

2.! konstrukcja zabezpieczająca wykop musi być na tyle sztywna, aby nie doszło do

oderwania się klina odłamu gruntu, nierzadko powinna być rozpierana lub kotwiona,

3.! zakres rozpoznania podłoża oraz opracowań wykracza znacząco poza dokumentację dla inwestycji nie wymagających wykonania głębokich wykopów, obejmując

dodatkowo określenie zasięgu stref oddziaływania wykopu, prognozę osiadań oraz

ocenę ich wpływu na istniejącą zabudowę, 4.! budowle takie zaliczają się do III kategorii geotechnicznej, co wiąże się z potrzebą

bardziej szczegółowego rozpoznania podłoża gruntowego wykonanego w formie

dokumentacji geologiczno-inżynierskiej oraz hydrogeologicznej,

5.! w większości przypadków zachodzi potrzeba obniżenia zwierciadła wody gruntowej,

co dodatkowo wiąże się zarówno z obowiązkiem zrzutu odpompowywanej wody, jak i

prognozą wpływu depresyjnego obniżenia zwierciadła wody gruntowej na dodatkowe

osiadania istniejącej zabudowy,

6.! ze względu na technologię głębienia wykopu utrudniona jest nie tylko praca maszyn

budowlanych, np. koparek, ale i wywóz gruntu z wykopu oraz dowóz materiałów i

prefabrykowanych elementów konstrukcji,

7.! jeżeli sąsiadująca zabudowa znajduje się bardzo blisko projektowanej budowli, a

ponadto z uwagi na swój wiek, jest zużyta fizycznie i posiada liczne uszkodzenia,

wówczas zachodzi obowiązek jej zabezpieczenia, które obejmować może zarówno

wzmocnienia z wykorzystaniem ściągów (tzw. ankrowania) i/lub wzmocnienia

podłoża gruntowego,

8.! niezbędny jest rozbudowany monitoring obejmujący obiekty zlokalizowane w

sąsiedztwie budowy, warunki gruntowo-wodne oraz konstrukcję zabezpieczającą wykop budowlany.

3.1. Metody wykonywania wykopów.

Metody wykonywania wykopów powinny być dobrane do zakresu robót, rodzaju,

rozmiarów i głębokości wykopów, ukształtowania terenu, rodzaju gruntu oraz posiadanego

sprzętu mechanicznego.


Ręczne odspajanie urobku należy stosować w przypadkach:

•! odspajania gruntów w sąsiedztwie przewodów instalacji podziemnej, jak również przy

wykopach poszukiwawczych,

•! w strefie dna wykopu, jeżeli użycie sprzętu mogłoby pogorszyć warunki gruntowe,

•! jeśli użycie sprzętu uniemożliwia uzyskanie wymaganej dokładności wykonania,

•! w szczególnych przypadkach, uzasadnionych względami ekonomicznymi.

Jednocześnie z wykopem należy zaplanować i realizować odwodnienie. Ma to specjalne

znaczenie przy gruntach spoistych lub skałach podatnych na nawodnienie i dezintegrację. Spływ powierzchniowy powinien być skierowany do rowów i rząpi z odpowiednimi

spadkami poprzecznymi i podłużnymi.

W koronie wykopu należy wykonać rowy przejmujące wody powierzchniowe. Na rozległych

skarpach należy projektować półki i wzdłuż nich zabezpieczone przed rozmywaniem rowy

odwadniające. Powierzchnie skarp w gruntach podatnych na rozmywanie należy

zabezpieczać.

3.2.. Wymiary wykopów [6]

Wymiary wykopu w planie powinny być dostosowane do:

•! wymiarów fundamentów w planie lub średnicy przewodu,

•! głębokości wykopu,

•! zakresu i technologii robót, które mają być wykonywane w wykopie,

•! rodzaju gruntu i sposobu zabezpieczenia ścian wykopu (obudowa, bezpieczne nachylenie

skarp),

•! szerokości potrzebnej przestrzeni roboczej.

W szczególnych przypadkach poza wymiarami fundamentów należy uwzględniać również wymiary wyżej usytuowanych elementów części podziemnej konstrukcji, wystających poza

rzut fundamentów.

Szerokość potrzebnej przestrzeni roboczej określa się jako minimalną odległość pomiędzy

skarpą wykopu lub obudową a licem skrajnych elementów obiektu lub instalacji, które mają być wykonane w wykopie.

Przy ustalaniu wymiarów potrzebnej przestrzeni roboczej należy uwzględniać nie tylko

usytuowanie elementów konstrukcji lub instalacji, ale również sposób ich wykonania (np.

grubość szalunków). Należy również uwzględniać grubość warstw izolacyjnych i

ocieplających przewidzianych do wykonania na elementach konstrukcji lub przewodach oraz

sposób ich wykonania.

Szerokość przestrzeni roboczej „a” [6] nie powinna być mniejsza od:

•! w płytkich wykopach instalacyjnych - 0,3 m

•! pozostałych wykopach otwartych - 0,4 m

•! w wykopach obudowanych

(bez robót izolacyjnych) - 0,5 m

•! w wykopach obudowanych,

jeśli na ścianach ma być izolacja - 0,8 m

•! minimalna szerokość przejść do miejsca robót - 0,3 m


Nominalne wymiary w planie wykopu należy ustalać uwzględniając przyjęte w projekcie

usytuowanie skrajnych elementów konstrukcji lub położenie przewodu instalacyjnego,

potrzebną szerokość przestrzeni roboczej oraz dopuszczalne odchyłki wykonania robót

ziemnych lub obudowy oraz przy wykopach otwartych -bezpieczne pochylenie skarp.

Wymiary wykopów należy ustalać z zależności:

Bdolne = lk + a + u,

Bgórne = Bdolne + 2h · n,

w których :

Bdolne – wymiar wykopu w dnie,

Bgórne - wymiar wykopu w poziomie terenu,

h - głębokość wykopu otwartego,

lk - skrajny wymiar konstrukcji,

a - szerokość przestrzeni roboczej,

(u) - odchyłki wykonania,

1 : n - stosunek podający nachylenie skarpy, np. 1 : 3.

W uzasadnionych przypadkach przy ustalaniu wymiarów wykopu można uwzględniać również dopuszczalne odchyłki wykonania konstrukcji.

Rzędna dna wykopu powinna być dostosowana do:

•! przyjętego w projekcie poziomu posadowienia fundamentów,

•! przewidzianych w projekcie warstw izolacyjnych, wyrównawczych, podkładowych i

podsypek.

3.3. Kształtowanie skarp wykopów otwartych [6]

Skarpy wykopów otwartych muszą być stateczne przez cały przewidywany okres

użytkowania wykopu.

Stateczność skarpy należy zapewniać przede wszystkim poprzez wykonanie jej z

odpowiednim, bezpiecznym pochyleniem.

W przypadkach szczególnego zagrożenia stateczności skarp bezpieczne pochylenie skarp

powinno być określone w dokumentacji projektowej. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury

w sprawie BHP do przypadków tych zalicza wykonanie wykopów:

•! w gruncie nawodnionym,

•! w iłach pęczniejących,

•! na terenach osuwiskowych,

•! na terenach o deniwelacji przekraczającej 4 m,

•! gdy teren przy skarpie wykopu może być obciążony w pasie o szerokości równej

głębokości wykopu.

Przy ustalaniu bezpiecznego pochylenia skarp należy mieć na uwadze:

•! rodzaj gruntów, w których wykonywana będzie skarpa,

•! wielkość przewidywanych obciążeń w sąsiedztwie skarpy,

•! przewidywany czas użytkowania wykopu,

•! skutki ewentualnej utraty stateczności skarpy.


W wykopach tymczasowych skarpy pionowe można wykonywać w przypadkach, jeżeli

głębokość wykopu nie przekracza:

1,0 m - w nienawodnionych piaskach, rumoszach, zwietrzelinach i spękanych skałach,

1,25 m - w gruntach spoistych,

4,0 m - w skałach litych odspajanych mechanicznie.

W gruntach zwięzłospoistych i bardzo spoistych głębokości wykopu można zwiększyć do

1,5 m.

W pozostałych przypadkach należy wykonywać skarpy o bezpiecznym pochyleniu. Jeżeli

projekt nie stanowi inaczej, w przypadku wykopów tymczasowych dopuszcza się następujące

bezpieczne pochylenia skarp:

1 : 0,5 - w gruntach od średnio spoistych do bardzo spoistych (iłach, glinach),

w stanie co najmniej twardoplastycznym,

1 : 1 - w skałach spękanych i rumoszach zwietrzelinowych,

1 : 1,25 - w gruntach mało spoistych (piaskach gliniastych, pyłach, lessach, glinach

zwałowych) oraz w rumoszach zwietrzelinowych gliniastych,

1 : 1,5 - w gruntach niespoistych oraz w gruntach spoistych w stanie plastycznym.

Dla podanych wyżej pochyleń skarp muszą być spełnione dodatkowe warunki:

•!w pasie przylegającym do górnej krawędzi skarpy, o szerokości równej trzykrotnej

głębokości wykopu, powierzchnia terenu powinna mieć spadki umożliwiające łatwy

odpływ wody opadowej od krawędzi wykopu,

•!podnóże skarpy wykopów w gruntach spoistych powinno być zabezpieczone przed

rozmoczeniem wodami opadowymi przez wykonanie w dnie wykopu, przy skarpie,

spadku w kierunku środka wykopu,

•!naruszenie stanu naturalnego gruntu na powierzchni skarpy, np. rozmycie przez wody

opadowe, powinno być usuwane z zachowaniem bezpiecznych nachyleń w każdym

punkcie skarpy,

•! stan skarp należy okresowo sprawdzać w zależności od występowania czynników

działających destrukcyjnie (opadów, mrozu itp.).

W przypadku wykopów trwałych bezpieczne pochylenie skarp powinno być określone w

projekcie. Nachylenie skarp wykopów stałych nie powinno być mniejsze niż: 1 : 1 , 5 - przy głębokości wykopu do 2 m,

1 :1 ,75 - przy głębokości wykopu od 2 m do 4 m,

1 : 2 - przy głębokości wykopu od 4 m do 6 m.

Większe nachylenie skarp należy potwierdzić obliczeniami stateczności. Stateczność skarp i

dna wykopu głębszego niż 6 m zawsze powinna być sprawdzona obliczeniowo (Fs min. ≥ 1,5).

Bezpieczne pochylenie skarp wykopów trwałych w gruntach spoistych można kształtować również według tablicy 1. Sprawdzenie obliczeniowe stateczności skarpy powinno

obejmować: •! analizę możliwości poślizgu po powierzchni kołowo-walcowej lub powierzchni

dowolnej, najbardziej prawdopodobnej,

•! nośność podłoża poniżej dolnej krawędzi skarpy,

•! sprawdzenie bezpieczeństwa przebicia hydraulicznego i erozji wewnętrznej spowodowane

nadmiernym spadkiem hydraulicznym (w skarpie, dnie wykopu lub nasypie).


4.. Stateczność nasypów, skarp i zboczy – metody obliczeń.

Samoczynne ruchy mas gruntu na zboczach i skarpach zwane osuwiskami uważa się za

jeden z istotnych procesów w inżynierii geotechnicznej. Utrata stateczności skarp i zboczy,

będąca przyczyną osuwania się mas ziemnych, następuje w wyniku przekroczenia

wytrzymałości gruntu na ścinanie wzdłuż dowolnej powierzchni poślizgu. Zasadnicze siły

powodujące osuwanie się zboczy i skarp leżą po stronie :

•! sił grawitacyjnych pochodzących od ciężaru gruntu i ewentualnej zabudowy,

•! sił hydrodynamicznych wywołanych przepływem wody przez grunt, podniesieniem

się zwierciadła wody gruntowej i nadmiernym zawilgoceniem zbocza .

Przyczyny powstawania osuwisk :

•! układ warstw gruntów równoległy do nachylenia zbocza,

•! rozmycie lub podkopanie zbocza,

•! niekontrolowane dociążenie naziomu,

•! nawodnienie naziomu przy braku drenaży opaskowych,

•! wypór wody i ciśnienie spływowe w zboczu,

Tab. 1. Kąty nachylenia zboczy wykopów różnych wysokości w gruntach spoistych oraz

wskaźnikowe parametry do obliczeń stateczności wykopów [6]:


•! napór wody od dołu na górne warstwy gruntu z reguły mało przepuszczalne

powodujące zmniejszenie sił oporu na ścinanie,

•! nasiąknięcie gruntu na skutek opadów atmosferycznych co powoduje pęcznienie

gruntu a tym samym zmniejszenie wytrzymałości na ścinanie,

•! zniszczenie struktury gruntu poprzez rozluźnienie,

•! istnienie naturalnych potencjalnych powierzchni poślizgu np. w iłach,

•! drgania wywołane np. ruchem drogowym,

•! sufozja tj. wymywanie z masy gruntu drobniejszych ziaren lub cząstek przez

infiltrującą wodę powodujące powstawanie kawern i w następstwie ruch gruntów,

•! przebicie hydrauliczne z reguły występujące u podstawy skarp lub zboczy

spowodowane wypływem wody gruntowej powyżej podstawy zboczy,

•! cykliczność przemarzania i odmarzania gruntu w rejonie istnienia krzywych depresji

wody gruntowej co powoduje spadek wytrzymałości na ścinanie,

•! wypieranie gruntu po nadmiernym obciążeniu terenu,

•! niewłaściwe zaprojektowanie nachylenia skarp wykopu lub nasypu.

Należy pamiętać, że równocześnie może wystąpić więcej niż jedna z wyżej wymienionych

przyczyn.

Na zboczach i skarpach mogą występować następujące rodzaje przemieszczeń mas

gruntowych

•! spełzywanie,

•! spływy,

•! obrywanie,

•! zsuwy i osuwiska

•! gdy osuwisko się uaktywniło,

•! osuwisko nie jest aktywne, ale potencjalnie możliwe.

W pierwszym przypadku problem jest oczywisty, natomiast w drugim przypadku konieczna

jest ocena stanu zagrożenia.

Można się posłużyć współczynnikiem stanu równowagi F, obliczanym ze wzoru:

! "#$%

#&%

gdzie:

U1 – uogólnione siły utrzymujące, wywołane tarciem i spójnością materiału,

Z1 – uogólnione siły zsuwające wywołane siłami grawitacji, siłami filtracji oraz obciążeniami

zewnętrznymi.

Ze względu na postać powierzchni poślizgu można wyróżnić : 1.! Przypadki predysponowane budową geologiczną, gdy powierzchnia poślizgu jest w

zasadzie ustalona i obliczenia można prowadzić wg tej określonej powierzchni,

2.! brak jest predyspozycji, a ze względu na jednorodność gruntów budujących masywy

zbocza lub podobieństwa cech wytrzymałościowych gruntów, analizę stateczności

prowadzi się metodami, z których oblicza się najniekorzystniejszą kołowo –

cylindryczną powierzchnię poślizgu.

Problem zabezpieczenia przed osuwiskami można rozpatrywać w dwóch różnych stanach :


Przy ustalaniu stateczności skarpy posługujemy się współczynnikiem stanu równowagi Fs.

!' "()*+,-./0+1-2345

()*+,67879-2345,7(-:);4)5

Rys.1. Stateczność skarpy w gruncie niespoistym bez obciążenia naziomu.

W warunkach równowagi granicznej przy βmax. możemy zapisać:

S = T

tgβmax = tgØ

czyli maksymalny kąt nachylenia skarpy w gruncie niespoistym równy jest kątowi tarcia

wewnętrznego gruntu budującego skarpę.

W zależności od kąta nachylenia płaszczyzny osłabienia w stosunku do płaszczyzny stoku i

kąta tarcia rozpatrywać można różne przypadki.

Mechanizmy przemieszczania mas skalnych i zasady obliczeń stateczności w różnych

przypadkach budowy geologicznej można uporządkować następująco:

1.! jeśli warstwy zapadają się w kierunku zbocza, stateczność zbocza zależy wyłącznie od

układów warstwowych i parametrów wytrzymałościowych tych układów; należy

niezależnie rozpatrywać stateczność zbocza dla obu układów powierzchni osłabienia

zbocza – kontaktów warstw i kontaktów szczelin,

2.! jeśli warstwy zapadają się w kierunku zbocza, stateczność zbocza zależy wyłącznie od

orientacji szczelin poprzecznych i wytrzymałości na ścinanie wzdłuż tych płaszczyzn ,

3.! mechanizmy zsuwania i obrotu odbywających się łącznie należy rozpatrywać, jak w

przypadkach dla gruntów nieskalistych.

Przy niezbyt wysokich zboczach, tzn. niedużych wartościach naprężeń normalnych, można

założyć, że kąt tarcia wewnętrznego masywu skalnego jest równy kątowi tarcia na

płaszczyznach spękań lub płaszczyznach kontaktów warstw. W przypadku ogólnym wartość kąta tarcia wewnętrznego masywu skalnego zależy od :

•! szorstkości szczelin,

Obliczenie stateczności zboczy i skarp w przypadku możliwości przyjęcia założenia płaskiego

stanu odkształceń sprowadza się do sprawdzenia warunku równowagi rzutów sił i przybiera

postać nierówności, w której siła utrzymująca (T) powinna być większa od siły zsuwającej

(S).


•! rozstawu szczelin,

•! ciągłości szczelin,

•! wytrzymałości materiału, z którego zbudowany jest masyw,

•! rozwarcia i wypełnienia szczelin.

Wartości kąta tarcia i spójności określa się najczęściej w badaniach bezpośredniego ścinania

w terenie lub w laboratorium.

Gdy budowa geologiczna nie pozwala na przyjęcie płaskiej powierzchni poślizgu obliczenia

należy prowadzić przyjmując wynikający z pomiarów model budowy.

W przypadku gruntów spoistych określenie bezpiecznego nachylenia skarp jest trudniejsze.

Przykład według (Z. Wiłun):

Wysokość pionowego odcinka:

Z nomogramu (Rys.2) dla z’ i ΦF otrzymuje się x’ = 15,2 m


Rys.2. Nomogram wg Sokołowskiego.[22]

Zgodnie ze schematem przedstawionym na Rys. 3 na masyw potencjalnego osuwiska w

ogólnym przypadku działają trzy siły, a mianowicie:

Q – wypadkowa sił pochodzących od ciężaru gruntu, od obciążeń zewnętrznych i ciśnienia

spływowego,

P – wypadkowa reakcji podłoża na powierzchni poślizgu,

S – wypadkowa sił oporu tarcia i spójności, działających wzdłuż powierzchni poślizgu.


Rys.3. Uogólnione siły działające na masyw osuwiska [12].

Z analizy stosowanych w praktyce metod obliczeniowych wynika, że każda z nich niezależnie

od przyjętego modelu ośrodka gruntowego, mechanizmu osuwiska i sposobu rozwiązania,

sprowadza się do wyznaczenia tycz sił i określenia wynikającego stąd zapasu bezpieczeństwa

w zboczu.

Takie podejście daje zadowalające wyniki przy rozwiązywaniu większości problemów

inżynierskich, tym niemniej należy liczyć się z przypadkami, w których zastosowanie

konwencjonalnych metod obliczeniowych może prowadzić do istotnych błędów i stanowić zagrożenie stateczności zbocza. Specjalnego potraktowania w analizie stateczności zboczy

wymaga między innymi, zjawisko postępującego niszczenia zbocza i wpływ drgań sejsmicznych.

Postępujące niszczenie może rozwinąć się w zboczach zbudowanych z prekonsolidowanych

lub spękanych iłów, jak również w tych zboczach gdzie istnieją powierzchnie osłabienia,

będące pozostałością dawnych ruchów osuwiskowych. W takich przypadkach stwierdzono

powstawanie osuwisk, mimo to że analiza stateczności wykazała istnienie odpowiedniego

zapasu bezpieczeństwa.

W zależności od wartości współczynnika F wystąpienie osuwiska można uznać za :

•! bardzo mało prawdopodobne - F > 1,5 ,

•! mało prawdopodobne - 1,3 F ≤ 1,5,

•! prawdopodobne - 1,0 F ≤ 1,3,

•! bardzo prawdopodobne - F < 1,0.

Należy w tym miejscu zaznaczyć, że obliczenia wartości współczynnika F są obarczone

licznymi błędami począwszy od złego rozpoznania gruntów podłoża, ich właściwości fizyko

– mechanicznych, zastosowanych współczynników redukcyjnych i materiałowych i przyjętej

metody obliczeń kończąc.

Wartości współczynników stateczności zboczy i skarp powinny być większe od 1,5. Dla

takiej wartości F określa się na etapie projektowania zasięg potencjalnej powierzchni poślizgu

na koronie drogi. W zależności od posiadanego oprogramowania i od rodzaju

uwzględnianych sił oraz sprawdzanych warunków równowagi stosuje się następujące

metody :

•! Feleniusa – nie uwzględnia sił między paskami.

Wykorzystuje tylko warunek równowagi momentów, przyjmuje

powierzchnię poślizgu kołowo – cylindryczną,


•! Bishopa – uwzględnia pionowe i poziome oddziaływanie sąsiednich pasków.

Również wykorzystuje tylko warunek równowagi momentów,

powierzchnia poślizgu kołowo – cylindryczna,

•! Nonveillera - uwzględnia oddziaływania międzypaskowe.

Korzysta z warunków równowagi momentów, umożliwia obliczenia

przy dowolnej powierzchni poślizgu,

•! Janbu – uwzględnia oddziaływania międzypaskowe .

Warunek równowagi opiera się na sumie rzutów sił na oś poziomą, umożliwia obliczenia dla dowolnego kształtu powierzchni poślizgu,

•! Morgensterna-Price’a – w równowadze pojedynczych pasków uwzględnia siły

poziome i pionowe.

Korzysta z warunków na sumę momentów i sil poziomych,

umożliwia obliczenie dla dowolnej powierzchni poślizgu.

•! Barera-Garbera, Spencera – korzysta z trzech warunków równowagi.

Jest więc pierwszą do końca poprawną pod względem statyki metodą analizy stateczności zboczy, umożliwia obliczenia dowolnej

powierzchni poślizgu.

Pomijając metodę Felleniusa stosowanie pozostałych metod powinno być co najmniej

dublowane dla wyeliminowania nałożenia się różnych błędów i stwierdzenia zbieżności

wyników obliczeń. W trakcie wykonywania wykopów o skarpach niepodpartych narażeni jesteśmy na

niekorzystnie działające zjawiska geofiltracyjne.

W przypadku gdy rozpoznanie podłoża jest przeprowadzone w stopniu niedostatecznym i

pominięto zarówno pomiar zwierciadła wody gruntowej nawierconej i ustabilizowanej, w

projektach pojawiają się rozwiązania z tzw. błędem systematycznym.

W wyniku tego typu działań, późniejsze skarpy wykopów ulegają zsuwom, spływom i

deformacjom kształtu. Szczególnie przy przecięciu warstwy wodonośnej.

5.. Zjawiska filtracyjne w gruncie.

Jak już wcześniej zauważono, woda w swoim obiegu jest najbardziej agresywnym

czynnikiem wywołującym i potęgującym erozyjność gruntu. Erozja jest więc procesem

naturalnym, a nasze działania powinny iść w kierunku jej ograniczenia lub wyeliminowania.

Filtracja wody powodować może odkształcenia miejscowe obejmujące na ogół niewielkie

masy gruntu (przemieszczenia ziaren lub bryłek) oraz zmiany jego stanu i wewnętrznej

budowy, głównie składu granulometrycznego.

Miejscowe odkształcenia spowodowane filtracją w gruncie można podzielić umownie na

sufozję i wyparcie oraz na przebicia hydrauliczne będące rezultatem sufozji lub wyparcia.

Sufozją nazywane jest zjawisko przemieszczania się pod wpływem ruchu wody

drobnych cząstek gruntu w porach jego szkieletu. Cząstki mogą być przesunięte do innego

miejsca w gruncie lub mogą być wyniesione poza jego obszar. W rezultacie sufozji


powiększają się pory, wzrasta współczynnik filtracji i prędkość wody. Z kolei woda o

większej prędkości może poruszać coraz większe ziarna gruntu i powodować dalszy rozwój

procesu sufozji aż do utworzenia się kawern lub kanałów w gruncie. Zjawisko przybiera

wtedy cechy przebicia hydraulicznego.

Sufozja występuje w gruntach sypkich, przede wszystkim różnoziarnistych. W gruntach

spoistych sufozja nie występuje, co tłumaczy się małą wielkością porów, przez które nie

mogą przecisnąć się oderwane od szkieletu agregaty (bryłki) cząstek ilastych.

Wyparcie gruntu jest to zjawisko polegające na przesunięciu wszystkich cząstek

pewnej objętości gruntu podłoża w kierunku ruchu wody. Wskutek wyparcia grunt ulega

rozluźnieniu, a jego właściwości - pogorszeniu. Wyparcie występuje na ogół w sposób nagły.

Przebicie hydrauliczne – są to odkształcenia gruntu polegające na utworzeniu się ciągłego przewodu (kanału) w podłożu, wypełnionego wodą lub gruntem o naruszonej

strukturze ( w końcowej fazie zjawiska – zawiesiną) i łączącego miejsca o wyższym i

niższym ciśnieniu wody w porach, np. kawerny. Zewnętrznym objawem przebicia są kratery

(źródła) z „gotującą” się zawiesiną gruntową. W gruntach sypkich przebicie występuje na ogół w wyniku sufozji, jest to jej końcowy,

najgroźniejszy rezultat. W gruntach spoistych przebicie hydrauliczne może mieć przebieg

nieco bardziej złożony. W najprostszym przypadku będzie to wyparcie gruntu na niewielkiej

przestrzeni i wytworzenie kanału. W innych przypadkach na pewnych uprzywilejowanych

kierunkach, wskutek występowania np. znacznego gradientu hydraulicznego, odrywają się bryłki gruntu w miejscu wypływu wody, w następstwie czego tworzy się zagłębienie. W

dalszej fazie obserwuje się postępujące w kierunku przeciwnym do ruchu wody rozluźnienie

gruntu, mające reologiczny charakter płynięcia objętościowego. W ten sposób tworzy się przewód, w którym grunt jest w stanie miękkoplastycznym lub płynnym.

Stąd też, wykopy wykonywane w różnych gruntach, wymagają różnego podejścia na etapie

projektowym i wykonawczym.

Kilka uwag praktycznych.

Grunty gliniaste

Zmieniają swoją wytrzymałość głównie wskutek procesów fizycznego i chemicznego

wietrzenia, co ujawnia się po wcięciu w podłoże i odsłonięciu go wzdłuż powierzchni skarpy.

Proces ten intensyfikuje się, gdy nie wykonano odpowiedniego odprowadzenia wód

podziemnych i powierzchniowych. Szczególnie intensywnie występuje wówczas ich

odprężenie. Wiązać je należy z odciążeniem glin np. wskutek obniżenia zwierciadła wody.

Ogólnie można stwierdzić, że odprężenie związane jest z filtracją wody, gdyż pod wpływem

sił hydrodynamicznych występuje zwiększenie porowatości glin. Ujawnia się ono szczególnie

w dolnej partii warstwy glin. Ponieważ proces odprężenia związany jest z filtracją wody,

najbardziej intensywnie zachodzi on w glinach piaszczystych i pylastych, najmniej

intensywnie w glinach bez zawartości frakcji piaszczystych i pylastych. Prędkość odprężenia

wzrasta przy tym ze wzrostem spadków hydraulicznych. Bardzo intensywne odprężenie

występuje przy spływie wód powierzchniowych po skarpie, gdy woda porowa znajduje się pod działaniem sił kapilarnych. Proces odprężenia intensyfikuje się, gdy składowe naprężenia

stycznego zbliżają się do wartości granicznych.


Gliny zalegające powyżej zwierciadła wody w przypadku gdy zachodzi ich zawilgocenie,

zawsze zmniejszają swoje właściwości wytrzymałościowe wskutek odprężenia, rozpuszczania

związków cementujących i utraty napięcia powierzchniowego .

Piaski / żwiry

Praktycznie nie zmieniają swych własności wytrzymałościowych na ścianie pod wpływem

nawodnienia lub odwodnienia. Natomiast ciśnienie hydrodynamiczne może powodować zmniejszenie sił tarcia wewnętrznego tych gruntów, co mylnie częstokroć bywa utożsamiane

z występowaniem kurzawek (tzw. płynny piasek). W istocie tylko niektóre piaski pylaste i

pyły piaszczyste mają sposobność do tworzenia kurzawek.

Obniżenie wytrzymałości piasków może wystąpić w wyniku sufozji

mechanicznej. Właściwość ta ujawnia się przy wskaźniku różnoziarnistości U > 15÷20,

a równocześnie spadek hydrauliczny wynosi około 0,5÷1,0 a nawet więcej. Takie przypadki

dla skarp są mało prawdopodobne z uwagi na małe gradienty hydrauliczne. Z tego powodu

procesy sufozyjne przy projektowaniu skarp nie muszą być brane pod uwagę. Ograniczone

wymywanie piasków z najdrobniejszymi frakcjami nie przekracza 1 ÷ 2% i nie jest

niebezpieczne dla stateczności skarpy.

Gliny

Podlegają intensywnemu odprężeniu jedynie w pobliżu powierzchni skarp, gdyż siła

odprężenia ujawniająca się w nich nie jest wielka. Odprężenie to powoduje jednakże utratę spójności i przejście w stan płynny, co w efekcie prowadzi do spływów warstwy o grubości

15÷20 cm już przy kącie nachylenia skarpy 18o÷20

o.

Gliny piaszczyste i piaski pylaste

Posiadają swoją specyfikę, gdyż wokół cząsteczek pyłów wykształca się otoczka dipolowo

zorientowanych molekuł silnie związanej wody, co prowadzi do procesów tiksotropowego

zwiększenia wytrzymałości.

Grunty zalegające poniżej zwierciadła wody podlegają działaniu sił ciśnienia

hydrostatycznego (wyporu hydrostatycznego). Jeżeli skarpa jest częściowo podtopiona to

ciśnienie hydrostatyczne prowadzi do zmniejszenia ciężaru pryzmy obciążającej spągową część skarpy i w rezultacie do obniżenia jej stateczności Wpływ sił ciśnienia

hydrostatycznego sprowadza się do zmniejszenia sił tarcia, dlatego też objawia się to głównie

w gruntach posiadających duży kąt tarcia wewnętrznego. Powoduje to, że dopuszczalny kąt nachylenia skarpy w przypadku podtopienia może się różnić o 6°÷8° od kąta przyjmowanego

dla gruntu suchego. Najniekorzystniejsze warunki następują, gdy podtopienie skarpy sięga

0,2÷0,3 jej wysokości. Należy także pamiętać, że w przypadku, gruntów o małej porowatości

nawet średnie opady mogą już powodować dość znaczne podniesienie się poziomu wody

gruntowej. Celowe jest wówczas odprowadzenie wód deszczowych. Ciśnienie hydrostatyczne

jest jednym z głównych powodów zsuwów.


W przypadku przecięcia warstwy wodonośnej i wypływu wody gruntowej ze skarpy możemy:

1.! zmienić kąt nachylenia skarpy na mniejszy, gdyż do siły zsuwającej S dochodzi

dodatkowo siła ciśnienia spływowego lub

2.! obciążyć podnóże skarpy pryzmą materiału gruboziarnistego.

−! spadek hydrauliczny ) "<=

>" ():?

- do siły zsuwającej S’ dochodzi dodatkowo siła S’’

ciśnienie spływowe :

S’’ = V· Ɣw · sinβmax

S’ = V· Ɣ’w · sinβmax

przyjmując, że Ɣ’ = Ɣw = 10 kN/m3

S’ + S’’ = T

tgβmax = 0,5 tgØ

Bardziej złożony przypadek spływu skarpy piaszczystej występuje wówczas, gdy

nieprzepuszczalne podłoże jest podcięte.

Rys 5. Spływanie piaszczystej skarpy przy podciętym podłożu nieprzepuszczalnym.[ 21 ]

Rys. 4.


Spływ piasku może także powodować deformacje warstwy gliny, przykrywającej piaski niżej

leżące. Wypłukanie piasku generuje kolejne etapy erozji poprzez stworzenie nawisu warstwy

gruntów spoistych, która z czasem ulega oberwaniu.

Rys.6. Spływanie warstw piasku i obsunięcie się warstwy gliniastej. [21 ]

6.. Drenaże skarp.

Skarpy wykopów budowlanych trwałych, czyli o przewidywanym okresie użytkowania

dłuższym niż 1 rok dla dużych obiektów i z głębokimi fundamentami, powinny być poddane

szerokiej analizie wstępnej, dobremu rozpoznaniu podłoża w ich rejonie, prawidłowemu

zaprojektowaniu jak i niezbędnemu nadzorowi przy wykonawstwie. Ochrona skarp głębokich

wykopów powinna zabezpieczać je przed niszczeniem, utratą stateczności oraz przed utratą narzuconego projektem profilu.

Jedną z najbardziej efektywnych metod ochrony skarp jest ich drenaż, stosowany gdy w

obrębie skarpy znajduje się poziom wypływu wody podziemnej trwały lub okresowy.

Rozróżnia się dwa rodzaje drenażu skarp:

1)!drenaże zlokalizowane u podnóża skarpy, oraz

2)!drenaże zlokalizowane na całej wysokości skarp.

Drenaż składa się z dwóch elementów, tj. pryzmy obciążającej (rys.7) oraz systemów

odprowadzenia wody (rys.8). Pryzmę obciążającą daje się na wysokości odcinka wysączania

się wody ze skarpy. Pryzmę daje się w przypadku skarp piaszczystych, w których może

wystąpić spływanie wierzchniej warstwy. Jeżeli chroniona skarpa wykonana jest ze żwiru i

otoczaków, projektowanie pryzmy obciążającej jest zbyteczne.

Rys. 7.Oobciążenie podnóża skarpy pryzmą materiału gruboziarnistego. [21 ]


Rys.8. Przykłady drenażu stopy skarpy. [21 ]

Materiał stosowany na pryzmy obciążające nie wymaga wysokiej jakości, powinien jednak

spełniać kryterium:

@AB

CDB,E AD, F GB

oraz U ≥ 5

D10 – średnica miarodajna ziaren obsypki

d50 – średnia średnica ziaren gruntów budujących skarpę U – wskaźnik różnoziarnistości

Innym typem drenażu jest drenaż obejmujący całą wysokość skarpy. Jest to szczególnie

ważne, gdy występuje konieczność ochrony antyerozyjnej skarpy związanej ze spływem

powierzchniowym wód deszczowych oraz z dużymi wahaniami zwierciadła wody gruntowej.


Rys.9. Drenaż na całej wysokości skarpy. [21 ]

Rys.10. Przykład drenażu (ostrogi) – widok od czoła [21 ]

Rys.11. Dreny zabijane. [21 ]

Rys.12. Ochrona skarpy przed wodami podwodnymi za pomocą studni pionowych. [21 ]

Tylko w przypadkach, gdy istnieje niebezpieczeństwo intensywnej sufozji materiału

ziarnistego ze skarpy, pryzmę obciążającą projektuje się jako filtr odwrotny.

Filtry odwrotne są to warstwy gruntu o odpowiednio dobranym uziarnieniu zabezpieczające

przed szkodliwymi odkształceniami filtracyjnymi. Filtry odwrotne, zwane czasami

warstwami ochronnymi, stosowane są np. wokół rur lub pryzm drenażowych, w miejscach

ewentualnego wypływu wody na skarpę, między dwoma warstwami gruntów o znacznie


różniącym się uziarnieniu lub przy rdzeniach zapór. W tym ostatnim przypadku warstwy

ochronne spełniają dodatkowe zadania warstw przejściowych, o pośrednich właściwościach

mechanicznych, pomiędzy spoistym rdzeniem a gruboziarnistym nasypem.

Zadaniem filtru odwrotnego jest nie dopuszczenie do przenikania części szkieletu gruntu

chronionego do drenażu lub nasypu statycznego i nie utrudniać odpływu wody. Uziarnienie

filtru powinno być tak dobrane, aby ziarna filtru nie przenikały do drenażu lub w przylegający

narzut nawet kamienny oraz aby filtr nie był kolmatowany drobnymi cząstkami wyniesionymi

z gruntu chronionego. Jeżeli więc z gruntu chronionego wynoszona będzie pewna

dopuszczalna ilość drobnych cząstek, powinny być one również wypłukane z filtru.

Rys.13. Zasada doboru gruntu na filtr odwrotny wg. Terzaghiego; pole zakreskowane

- przedział dopuszczalnych składów granulometrycznych filtru. [21 ]

Reasumując, dobór gruntu na warstwy ochronne polega na dostosowaniu uziarnienia filtru-

gruntu chroniącego do uziarnienia gruntu chronionego.

Kryteria przydatności gruntu na filtry odwrotne:

H%I

9%I,J K

H%I

9LI,M K

gdzie: D15 – średnica zastępcza w mm ziaren gruntu filtru, których zawartość wraz z

mniejszymi wynosi 15 %

d15, d85 – średnica zastępcza w mm ziaren gruntu chronionego, których zawartość wraz z mniejszymi wynosi odpowiednio 15 % i 85 %.


Powszechnie w drenażach stosuje się też geosyntetyki – geowłókniny.

Geowłókniny o różnej grubości i otwartości charakteryzują się stosunkowo niską wytrzymałością na rozciąganie i dużą wydłużalnością. Ich zakres zastosowań powinien

obejmować jedynie separację, filtrację i drenaż.

Szczególnego znaczenia nabierają w tych przypadkach kryteria retencyjności, filtracji i

zakolmatowania.

Zalecane są następujące wartości kryteriów [33]:

• zatrzymywania cząstek filtrowanego gruntu

-! grunty drobnoziarniste O90 ≤ 10 d50,

-! grunty trudne O90 ≤ d90.

-! grunty grubo-i różnoziarniste O90 ≤ 5 d10√U oraz O90 ≤ d90;

-! kolmatacji - dla wybranego wyrobu O90 = (0,2 ÷ 1) O90 ,

•! działania hydraulicznego - materiał geotekstylny drenu powinien zapewnić wystarczający

przepływ wody w danym podłożu.

W zależnościach tych oznaczono:

O90 - charakterystyczna wielkość porów geowłóknin,

d10, d5o, d90 - wielkości ziaren gruntu, które wraz z mniejszymi stanowią odpowiednio 10,

50, 90% masy gruntu.

Kryteria dotyczące filtrowania gruntów niespoistych i mało spoistych:

-! dla geotkanin tasiemkowych (o równomiernym wymiarze otworów):

O90 / d90 ≤ 2,5

-! dla geowłóknin igłowanych i przeszywanych (o zróżnicowanych wymiarach porów,

zamykających się pod obciążeniem):

O90/ d90 ≤ 5

Jest istotne, by stosunki wymiarów porów były jak najbliższe podanym wartościom

granicznym 2,5 i 5, aby zapewnić jak największą przepuszczalność geosyntetyków,

zachowując zarazem ich zdolność do zatrzymywania cząstek gruntu.

Zjawiska mogące wpływać ujemnie na długotrwałą pracę geowłóknin powinny być wykazywane w trakcie projektowania na podstawie rzetelnie wykonanych badań gruntów

podłoża i nasypów z krzywymi z analiz granulometrycznych ( sitowych i areometrycznych).


Rys.14. Krzywe uziarnienia z analizy sitowej.

Nie można zapominać, że oprócz kolmatacji mechanicznej istnieje również niebezpieczeństwo kolmatacji biologicznej i chemicznej. Rozmnażające się bakterie,

glony i grzyby zatykają pory w równym stopniu co krystalizacja związków i substancji

chemicznych zawartych w odciekach i wodach gruntowych.

Rys. 15. Zmiany współczynnika wodoprzepuszczalności poprzez kolmatację błędnie dobranej geowłókniny .


6.1.Uwagi końcowe.

Ocenę przydatności gruntu na filtr odwrotny rozpocząć należy od sprawdzenia tzw.

sufozyjności gruntu filtru i gruntu chronionego. Praktycznie za niesufozyjny uważa się taki grunt, w którym przesiąkająca woda może wypłukać nieznaczną ilość najdrobniejszych frakcji, w nikłym tylko stopniu zmieniając jego strukturę i

wytrzymałość. Grunt filtru uznaje się za niesufozyjny, jeśli spełniona jest następująca

równość: @N

@AO

P Q

gdzie: N = (0,32 + 0,016 U) RS T

AUT

R "@SB

@AB,, - wskaźnik różnoziarnistości gruntów użytych do filtrów,

D3, D10, D17, D60 - średnice ziaren, których zawartość wraz z mniejszymi wynosi

odpowiednio 3, 10, 17, 60 % mm

n – porowatość w częściach jedności.

Dobierając zatem grunt na filtr odwrotny ochraniający grunty spoiste należy sprawdzić: - wskaźnik różnoziarnistości gruntu,

- niesufozyjność gruntu,

- warunek odporności gruntu spoistego na działanie filtracji,

- warunek kolmatowania filtru.

Różnoziarnistość gruntu na filtry odwrotne ochraniające grunty spoiste może być znacznie

większa niż dla ochrony gruntów sypkich. Dopuszcza się grunty o wskaźniku

różnoziarnistości 50, a w szczególnych przypadkach, gdy warstwy filtrowe mają grubość kilku metrów, można wartość tę powiększyć do 100, pod warunkiem jednak, że przy

różnoziarnistości większej od 50 materiał filtru nie powinien zawierać ziaren o średnicy

większej od 80 mm, a zawartość frakcji piaszczystej powinna wynosić co najmniej 20%.

7..Analiza warunków gruntowych

W przypadku inwestycji wymagających głębokiego posadowienia występowanie

nawierconego lub ustabilizowanego zwierciadła wody gruntowej powyżej poziomu dna

wykopu należy uznać za powszechne. Głębokie wykopy sięgające poniżej poziomu terenu na

głębokość kilkunastu i więcej metrów, powodują przecięcie pierwszego oraz nierzadko i

drugiego poziomu wodonośnego. Sytuacja taka stwarza wyjątkowo trudne uwarunkowania

realizacji prac i może być źródłem niekorzystnych oddziaływań w obrębie terenu

podlegającego ich wpływom.

Analiza uwarunkowań hydrogeologicznych prowadzona powinna być wieloetapowo,

począwszy od wstępnych prac koncepcyjnych. Dokumentacje archiwalne wraz z

ewentualnym rozpoznaniem wstępnym wykonanym w formie dokumentacji geotechnicznej

są elementem pozwalającym nie tylko na wstępne określenie sposobu zabezpieczenia


wykopu, ale przede wszystkim na określenie zakresu właściwego rozpoznania. Pojawiające

się w trakcie prac projektowych wątpliwości często wymagają wykonania dodatkowych

badań, nawet po opracowaniu właściwego rozpoznania hydrogeologicznego.

Wykonanie głębokiego wykopu w aspekcie warunków hydrogeologicznych wymaga

przeanalizowania zagadnień związanych z występowaniem zwierciadła wody gruntowej, a w

szczególności z przestrzennym układem nawodnionych warstw gruntów przepuszczalnych

(gruboziarnistych) i nieprzepuszczalnych (drobnoziarnistych), obejmując:

1.!występowanie i charakterystykę poziomów wodonośnych,

2.! przestrzenny układ warstw, a w szczególności rodzaj gruntów w poziomie dna wykopu i

ich miąższość oraz poziomy występowania warstw nieprzepuszczalnych mogących

stanowić wraz z obudową wykopu wygrodzenie odcięcie napływu wody gruntowej do

wnętrza wykopu,

3.! kwestie stateczności pojawiające się w przypadku napiętego zwierciadła wody gruntowej

stabilizującego się powyżej poziomu dna wykopu,

4.! poza wodami gruntowymi należy uwzględnić konieczność odprowadzenia wód

opadowych, których ilość przy dużym obszarze wykopu może być znaczna,

5.! zabezpieczenie gruntów w poziomie posadowienia przed nadmiernym zawilgoceniem,

6.!wypór konstrukcji ze względu na ustabilizowanie się stosunków gruntowo-wodnych.

Dla zabezpieczenia wykopu przed napływem wód gruntowych stosujemy następujące zabiegi:

1.! doraźne lub trwałe obniżenie zwierciadła wody gruntowej z wykorzystaniem drenażu

pionowego (studni depresyjnych),

2.! wykonanie w dnie wykopu przesłony iniekcyjnej, tzw. korka dennego,

3.! wykonanie odpowiednio głębokiej obudowy wykopu zagłębionej do warstw nieprze-

puszczalnych.

Obniżenie zwierciadła wody gruntowej z wykorzystaniem drenażu pionowego zapewnia

prowadzenie robót budowlanych przy „suchym" wykopie. W większości przypadków jest

rozwiązaniem najprostszym oraz najtańszym, lecz nie pozbawionym wad. Odbierając wody z

podłoża gruntowego wytwarza się lej depresji, którego zasięg wykracza zazwyczaj znacznie

poza obszar objęty pracami. Wytworzeniu zwierciadła dynamicznego w obrębie

posadowienia istniejących obiektów towarzyszą dodatkowe osiadania.

Rys. 16. Sposoby zabezpieczenia wykopów przed napływem wody gruntowej. A) studnie depresyjne,

B) przesłona iniekcyjna, C) zagłębienie obudowy w podłoże nieprzepuszczalne [ 13 ]


Podczas obniżania zwierciadła wody gruntowej z wykorzystaniem studni depresyjnych należy

tak prowadzić prace, aby ciśnienie spływowe skierowane było w dół. Jedynie w przypadku

gruntów gruboziarnistych (żwiry) z uwagi na znaczne wymiary ziaren nie ma to większego

znaczenia. Przyjmuje się, że zdepresjonowane zwierciadło wody gruntowej powinno

znajdować się min. 0,5 m poniżej aktualnego bądź docelowego dna wykopu.

Mając na uwadze zabudowany charakter terenu oraz licząc się z realnym zagrożeniem

powstania uszkodzeń na skutek osiadań spowodowanych wytworzoną depresją poszukuje się zazwyczaj rozwiązań alternatywnych.

Drugim z możliwych sposobów zabezpieczenia wykopu może być wykonanie przesłony

filtracyjnej formowanej z wykorzystaniem technik iniekcyjnych. Wykonanie kolumn

kształtowanych w technologii iniekcji strumieniowej „jet grouting" pozwala na wytworzenie

sztucznej warstwy izolującej dno wykopu, przez co uzyskuje się odcięcie napływu wód

gruntowych.

Przy szczegółowym rozpoznaniu podłoża gruntowego oraz ciągłych warstwach nieprzepusz-

czalnych wymagane minimalne zagłębienie obudowy w warstwie odcinającej należy przyjąć około 2,0 m (jednak nie mniej niż 1,0 m).

Obok zapewniania odcięcia napływu wody gruntowej do wykopu każdorazowo należy

przeanalizować możliwość utraty stateczności dna spowodowaną naporowym zwierciadłem

wody gruntowej. Na skutek wykonywania wykopu, naturalnie istniejący stan równowagi

zostaje zachwiany. Ciśnienie wywierane przez, pomniejszony wykopem nadkład gruntu może

nie równoważyć naporu wody. W momencie przekroczenia stanu granicznego dochodzi do

utraty stateczności dna i awarii.

Informacje podane w dokumentacji geologiczno-inżynierskiej oraz hydrogeologicznej o

charakterze, a w szczególności o poziomach nawierconego i ustabilizowanego, zwierciadła

wody gruntowej dotyczą informacji zarejestrowanych podczas wierceń oraz obserwacji.

Należy pamiętać, że w wyniku gwałtownych opadów atmosferycznych, wyjątkowo długich

okresów deszczowych, spiętrzenia wody w pobliskiej rzece lub zbiorniku, czy też jego

gwałtownego opróżnienia bądź wykonania głębokiego wykopu stan wód gruntowych może

ulec zmianom. Zmiany te nie zawsze mogą być uchwycone

W większości opracowań przyjmuje się jako miarodajne wahania poziomu wody gruntowej w

przedziale ±1,0 m, co w przybliżeniu odpowiada około 70% przypadków zarejestrowanych

amplitud w prowadzonych dotychczas badaniach.

Zmiany poziomów wód gruntowych uwzględnia się w dokumentacji projektowej dotyczącej

zarówno samego obiektu, jak i prac towarzyszących, do których zalicza się m. in. projekt

odwodnienia.

Zwykle odwodnienie wykopu dla obiektu głęboko posadowionego wiąże się z koniecznością odprowadzenia dużej ilości wód. Błąd w oszacowaniu ilości tych wód może być bardzo

kosztowny dla wykonawcy/inwestora. W związku z tym zachodzi potrzeba dokładnego

określenia współczynnika wodoprzepuszczalności gruntu, czyli wykonania próbnego

pompowania. Badanie takie, mimo, że jest drogie i czasochłonne to jest opłacalne, bowiem

odzwierciedla rzeczywiste warunki hydrologiczne, uśredniając wszelkie niejednorodności

budowy podłoża gruntowego. Wyznaczenie „rzeczywistego" współczynnika filtracji k,

wymaga obserwacji na węźle hydrologicznym złożonym ze studni i dwóch otworów

obserwacyjnych (piezometrów).


8.. Dno wykopów

Wykop w ostatniej fazie należy wykonywać tak, aby nie nastąpiło pogorszenie stanu

gruntów występujących w dnie wykopu.

W celu ochrony stanu gruntu w dnie wykopu zaleca się, aby wykopy tymczasowe były

wykonywane bezpośrednio przed wykonaniem przewidzianych w nich robót i szybko

zlikwidowane.

W przypadku gdy natychmiastowe zabudowanie wykopu i jego zasypanie nie jest możliwe

(np. z uwagi na zakres robót), zaleca się wykonywać wykopy do głębokości mniejszej od

projektowanej co najmniej o 20 cm, jeżeli wykop jest wykonywany ręcznie, a przy wykopach

wykonywanych mechanicznie o 30 cm do 60 cm w zależności od rodzaju gruntu.

Pozostawiona warstwa powinna być usunięta bezpośrednio przed wykonaniem fundamentów

lub ułożeniem urządzeń instalacyjnych.

Mniejszy nadkład należy stosować w przypadku występowania w poziomie posadowienia

gruntów niespoistych, większy przy spoistych.

W wykopach szerokoprzestrzennych pozostawianie nadkładu można uznać za zbędne, jeżeli

natychmiast po odsłonięciu projektowanego poziomu dna wykopu i odebraniu gruntów

grunty zabezpieczy się warstwą chudziaka o grubości 10 cm.

Podany wyżej sposób zabezpieczenia powinno się stosować szczególnie w przypadku

występowania w poziomie dna wykopów gruntów szczególnie wrażliwych na nawodnienie:

lessów o strukturze nietrwałej, mad, pyłów wrażliwych na korozję koloidalną (dyspersję).

8.1. Stateczność dna wykopu fundamentowego

W pobliżu projektowanej budowli mogą występować warstwy gruntu z wodą pod

ciśnieniem, oddzielone od dna wykopu fundamentowego warstwą nieprzepuszczalną. Gdy

piezometryczny poziom zwierciadła wody w warstwie wodonośnej przekracza znacznie

poziom dna wykopu fundamentowego, może nastąpić wyparcie gruntu podłoża. W tych

przypadkach konieczne jest wykonanie studni odciążających, które zmniejszyłyby ciśnienie

do wartości dopuszczalnej, zapewniającej stateczność dna.

Sprawdzenie stateczności może być przeprowadzone wg wzorów:

a)! !V ",WXYZ=XY

W[\,]^U,'_`

lub uwzględniając opór gruntu na ścinanie

b)! !V ",aWXYZ=XYbcd

aW[\,]^U,'_`

gdzie:

Fw - współczynnik pewności

!ω - powierzchnia pozioma zarysu obliczanego wykopu,

hgr - miąższość warstw gruntów dna wykopu znajdujących się pod ciśnieniem wody,

so - obniżenie ciśnienia piezometrycznego wody w środku dna wykopu,

H1 - wysokość ciśnienia wody wgłębnej w warunkach normalnych, mierzona od spodu

warstwy wodoszczelnej,

Ɣgr - średni ciężar objętościowy warstw gruntów dna wykopu znajdujących się pod


ciśnieniem wody (z uwzględnieniem ciężaru wody w porach) i bez uwzględnienia

wyporu,

Ɣ ciężar objętościowy wody,

A - powierzchnia pionowa ścinania warstwy spoistej,

C - wytrzymałość gruntu na ścinanie.

Jeśli wartości Fw różnią się od podanych w tabl. 2, należy stosować urządzenia odciążające w

postaci studni z ujętym samowypływem lub studni z pompami.

Pamiętać należy, aby po zakończeniu prac studnie zostały dokładnie zakorkowane i nie

nastąpiło połączenie wód artezyjskich z wodami gruntowymi o wolnym zwierciadle.

Połączenie wód może bowiem powodować wzrost sił wyporu i zmniejszyć stateczność obiektu.

W miejscach spodziewanych przebić należy dawać warstwę dociążającą grubości ok. 0,30 m

z pospółki lub drobnego żwiru.

Tab.2. Minimalne wartości współczynników pewności Fw [5].

Tab. 3. Minimalne zagłębienie krzywej depresji poniżej dna wykopu [ 5 ]

Jeśli skarpy w strefie wykopu fundamentowego mają wkładki wodonośne, należy przewidzieć zabezpieczenia filtrami odwrotnymi.

Przypadek

obliczeniowy Do wzoru a) Do wzoru b)

przy uwzględnieniu

odporu gruntu na

ścinanie

bez uwzględnienia

odporu gruntu na ścinanie

Normalny eksploatacyjny

Nadzwyczajny

1,3

1,1

1,1

1,0


Przykład:

Do jakiej bezpiecznej głębokości można wykonać wykop fundamentowy w warstwie gliny,

jeżeli jej ciężar objętościowy w stanie całkowitego nasycenia wodą wynosi 22,5 kN/m3.

Od poziomu terenu do głębokości – 4,5 m poniżej trenu występuje warstwa gliny, poniżej

warstwa wodonośna z piasku średniego. Piezometryczny poziom wody gruntowej – 0,6 m

poniżej poziomu terenu.

Rozwiązanie:

według PN-81/B-03020 składowa pionowa ciśnienia powinna spełniać warunek:

jdop ≤ 0,5 · (ρsat – ρw) · g

gdzie:

jdop - dopuszczalne ciśnienie spływowe [kN/m3],

g - przyspieszenie ziemskie [m/s2],

ρw - gęstość objętościowa wody [g/cm3],

ρsat - gęstość objętościowa przy całkowitym nasyceniu porów wodą [g/cm3].

Ciśnienie spływowe wyrażamy wzorem:

j = i · γw

gdzie:

γw - ciężar objętościowy wody [kN/m3]

Korzystając ze wzoru e "<f

g

obliczamy:

∆ H = H – 0,6; l = 4,5 - H

hi Bj S

kj D i h, Z ,lm , Z n " Bj D, ,lopq i,lm Z n

hi Bj S

kj D i h" Bj D, Z Gj GD i Aj B ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,r h " Gj A,s,


9.. Odwodnienie wykopu fundamentowego.

Celem odwodnienia wykopów jest zapewnienie najkorzystniejszych warunków wykonywania

robót fundamentowych w gruntach nawodnionych. Dla odwodnienia wykopów stosuje się drenaże odkryte lub zakryte.

Drenaż odkryty stosuje się gdy dno wykopu nie zalega głębiej niż 3 – 5 m poniżej

zwierciadła wody gruntowej. Głębokość rowów w dnie 0,3 – 0,5 m.

Wielkość dopływu wody

Q = q · Hd · Fd

q – dopływ wody gruntowej w m3/h na 1m

2 powierzchni dna (dla Pd =>q= 0,16, Pr => q = 0,3)

Jeżeli L > 10 B – dopływ liczymy ze wzorów na wydatek drenów.

Jeżeli L < 10 B – obliczenia według wielkiej studni z r0 – wielkość umowna.

Drenaż zakryty – polega na zainstalowaniu obok wykopu takiej liczby studni wierconych,

igłofiltrów lub studni drenażowych, aby przy pompowaniu wytworzyć obniżenie zwierciadła

wody.

Igłofiltry wpłukuje się do głębokości 7 – 8 m w rozstawie wielokrotności 0,75 m i nie

przekracza 3 m z obniżeniem zwierciadła wody ok. – 5 m.

Jeżeli potrzeba większej głębokości stosujemy dwa lub więcej rzędów igłofiltrów

Projektując wykop fundamentowy należy pamiętać o konieczności odwodnienia

powierzchniowego odprowadzającego wody opadowe.

Orientacyjne dane, jakie systemy odwadniania wgłębnego możemy stosować zależnie od

budowy podłoża, przedstawione są na Rys. 17.

Rys.17. Rodzaje stosowanych systemów odwodnieni zależnie od gruntów zalegających w podłożu [5].


Rys. 18. Wykres do ustalania orientacyjnego zakresu stosowania niektórych instalacji odwadniających

w gruntach jednorodnych [8].

Wykres ten dotyczy odwodnienia powierzchniowego gruntów jednorodnych i wykopów

średniej wielkości.

W celu korzystania z wykresu należy:

•! ustalić na osi odciętych punkt odpowiadający wartości wykładnika „a” dla gruntu

zalegającego poniżej zwierciadła wody gruntowej,

•! wystawić prostopadłą, do przecięcia z linią oznaczającą granicę stosowania

odwodnienia powierzchniowego,

•! odczytać na osi rzędnych wartość dopuszczalnego zagłębienia wykopu Hwd poniżej

zwierciadła wody gruntowej.

W gruntach o budowie warstwowej należy ustalić najmniejszą dopuszczalną wielkość zagłębienia wykopu, odpowiadającą współczynnikowi filtracji poszczególnych warstw, z

uwzględnieniem warstwy zalegającej poniżej projektowanego dna wykopu. Projektowane

zagłębienie wykopu Hwp należy liczyć od piezometrycznego poziomu zwierciadła wody

gruntowej. Jeżeli Hwp jest większe od Hwd, to trzeba obniżyć poziom zwierciadła wody za

pomocą odwodnienia wgłębnego.

Do dokładniejszego ustalenia tych zakresów przy odwadnianiu podłoży jednowarstwowych

(gdy kmax : kmin ≤ 20) służy rysunek 3. Wykres jest podzielony pionowymi skośnymi liniami

przerywanymi na sektory, odpowiadające optymalnym zakresom dla poszczególnych

instalacji. Podział na trzy poziome piętra wysokości So = 4 m wynika z warunku średniej

depresji, jaką można uzyskać za pomocą zestawów igłofiltrowych i igłostudziennych, ze


względu na ograniczoną wydajność pompowania powietrza i głębokość zasysania pomp

stosowanych do pompowania wody z tych instalacji.

Dodatkowym ograniczeniem jest grubość warstwy wodonośnej h poniżej dna wykopu lub

poniżej projektowanej depresji w środku wykopu. Wynika ono z ekonomicznej wysokości

filtrów. Dla studni depresyjnych powinna być spełniona nierówność h ≥ 4,0 m, dla igłostudni

h ≥ 2,0 m, dla igłofiltrów z pompami samozasysającymi h ≥ 0,2m,a dla iglofiltrów z

pompami próżniowymi h ≥ 0,0 m. Jeżeli rodzaj gruntu wskazuje na celowość zaprojektowania

studni depresyjnych, to przy 4,0 < h ≤ 2,0 m należy zastosować igłostudnie, przy 2,0 < h ≤ 0,2

m igłofiltry z pompami samozasysającymi, a przy h > 0,2 igłofiltry z pompami próżniowymi.

Ta sama zasada dotyczy igłostudni. Przy h > 0,2, oprócz odwodnienia wgłębnego, należy

przewidzieć również odwodnienie powierzchniowe.

Tab.4. Podstawowe parametry pionowych instalacji depresyjnych [8]

Sposób korzystania z rysunku 18 wyjaśniają następujące przykłady:

Przykład 1

Dane: So = 5,5 m, h = 3,0 m, k = 1,6·10-1

= l0-0,8

m/dobę.

Na wykresie znajdujemy punkt o współrzędnych a = -0,8 i so = 5,5

Punkt znajduje się w II piętrze sektora zestawów igłofiltrowych zwykłych. Można więc

zastosować zestawy igłofiltrowe wyposażone w pompy samozasysające. Konieczność zaprojektowania instalacji dwupiętrowej trzeba sprawdzić za pomocą rachunku

ekonomicznego. W przypadku użycia pomp, których dopuszczalna głębokość zasysania wody


wynosi H s = 9,5 m, rachunek powinien wykazać możliwość zaprojektowania instalacji

jednopiętrowej do odwadniania wykopów.

Przykład 2

Dane: k10 = 10a = 10

-0,8 m/dobę, h.= 0,0 m i So = 8,8 m.

Współrzędne a = - 0,8 i So = 8,8 wskazują na możliwość zastosowania trzech pięter

igłofiltrów zwykłych z pompami samozasysającymi lub igłostudni z pompami głębinowymi.

Ze względu na to, ze h=0,0, w pierwszym piętrze trzeba te instalacje zastąpić igłofiltrami z

pompami próżniowymi lub dodatkowo przewidzieć odwodnienie powierzchniowe.

Przykład 3

Dane: k10 == 101 m/dobę, h = 2,9 m, So = 10,0 m.

Współrzędna a = 1,0 i So = 10,0 m wskazują na możliwość zastosowania studni depresyjnych

z pompami głębinowymi. Jeżeli współczynniki filtracji poszczególnych partii pojedynczej

warstwy wodonośnej różnią się więcej, niż wynika to z warunku kmax : kmin < 20, to wówczas

warstwę tę traktujemy jako układ wielowarstwowy.

9.1.. Sposoby odwodnienia wykopów fundamentowych.

Rozróżnia się odwodnienie bezpośrednie, zwane również powierzchniowym, w którym

wody gruntowe i powierzchniowe ujmowane są rowami, drenażami poziomymi i studniami

zbiorczymi lub bezpośrednio z samego wykopu, odwodnienia wgłębne, gdy wody ujmowane

są za pomocą studni wierconych i wpłukiwanych, igłofiltrów lub igłostudni oraz odwodnienie

mieszane, gdy w tym samym wykopie ze względu na warunki gruntowe lub organizację robót

stosuje się odwodnienia powierzchniowe oraz wgłębne.

W zależności od położenia dna wykopu lub dna studni w stosunku do stropu warstwy

nieprzepuszczalnej, rozróżnia się: •! wykop lub studnię zupełną (dogłębną) - dno wykopu lub filtra studni odwadniającej

sięga warstwy nieprzepuszczalnej,

•! wykop lub studnię niezupełną (zawieszoną) - gdy głębokość zalegania warstwy

wodonośnej jest większa od głębokości wykopu lub studni.

Wody gruntowe w warstwach wodonośnych mogą w zależności od zasilania i układu warstw

wodoszczelnych mieć zwierciadło swobodne lub napięte (zwierciadło wody pod ciśnieniem) .

W dużych dołach fundamentowych wykonanych w uwarstwionych gruntach o

zróżnicowanych współczynnikach filtracji, zaleca się ustalenie współczynnika filtracji k na

podstawie próbnego pompowania. W przypadku małych budowli, w nieskomplikowanych

warunkach geologicznych, współczynniki filtracji można przyjmować jak do obliczeń orientacyjnych.

Jeżeli podłoże wodonośne składa się z kilku warstw o różnych współczynnikach filtracji, dla

których stosunek tuvw

tuxyE z{, należy do obliczeń przyjąć średni ważony współczynnik

filtracji z obliczonych na podstawie danych jednego lub kilku otworów badawczych.


Średni współczynnik dla jednego otworu ustala się wg wzoru:

gdzie:

k1…kn – współczynnik filtracji w poszczególnych warstwach,

h1…hn – grubość poszczególnych warstw

Rys.19. Schematy odwodnień: a)- zwierciadło wody pod ciśnieniem, filtr zatopiony, b) – zwierciadło wody

swobodne, filtr zatopiony, c) – zwierciadło wody pod ciśnieniem, filtr niezatopiony, d) – zwierciadło wody

swobodne, filtr niezatopiony [14]

Średni współczynnik dla kilku otworów badawczych określa wzór :

gdzie:

I, II, III – kolejne otwory.


Tab.5. Wzory na obliczanie wydatku studni depresyjnych przy swobodnym

zwierciadle wody gruntowej [31]


L

p

.

Rodzaj

studni

Schemat

Wzory

1

.

studnia

artezyjska

& i |} "~

��,��:�

/

~ "��,��

�:�/

\� i |}`

2

.

studnia

częściowo

artezyjska

&� " �� "~

��,�:

�

/%

~ "� Z �\�� i �� i |}

�

�:�/

3

.

studnia

artezyjska

zawężona

~ " zj�� Z . Z (

��/

Z

�z ��

�. Z / Z ( Z 47(

�.

��

4

.

studnia

chłonna

|� i 0� "~

� Z �,�:�

/

~ "� Z �\|}

� i ��`

�:�/

5

.

zespołowe

działanie

studni

~ "� Z � Z \�� i &c

�`

�:� iz:,��,\�% Z �� Z � Z ��`

n – ilość studni

R = 575 · S · �, Z �

Tab.6. Wzory na obliczanie wydatku innych studni depresyjnych


Tab.7. Podstawowe rodzaje wykopów.

Lp.

Rodzaj wykopu

Wzory na wydatek

Uwagi Rodzaj Schemat

2.

brzegowy

gdy jedna

krawędź wykopu

jest pod

wyraźnym

wpływem

zbiornika wody

otwartej

(lo < R )

3.

lądowy

nie będący pod

wpływem wód

otwartych

(lo < R )

k – współczynnik filtracji [m/d],

so – obniżenie zwierciadła wody gruntowej w środku wykopu [m]

Jeżeli długość wykopu fundamentowego jest większa niż dziesięciokrotna jego szerokość, dopływ można liczyć ze wzorów na wydatek drenów. Jeżeli warunek ten nie jest spełniony, to

obliczanie można wykonać metodą przybliżoną, przyjmując, że skarpy wykopu są pionowe i

zlokalizowane w linii zwierciadła wody na skarpie, co prowadzi do niewielkiego na ogół zawyżenia dopływu. Dokonuje się to stosując wzory dla tzw. wielkiej studni, której promień ro jest wielkością umowną, liczoną jednym z dwu poniżej podanych wzorów:

1.

nurtowy

(rzeczny)

otoczony

wodami

otwartymi co

najmniej z trzech

stron w

odległości

mniejszej od

zasięgu depresji

(ro < R)


1.! jeżeli kształt dołu fundamentowego jest nieregularny w rzucie poziomym (L : B <

2÷3):

/} "�

�

2.! jeżeli dół fundamentowy jest prostokątny (L : B ≥ 3):

/} " ��

K

gdzie: ro – umowny promień wielkiej studni m, F – powierzchnia dołu ( w poziomie

zwierciadła wody) m2 , L – długość dołu m, B – szerokość dołu m, η – współczynnik zależny

od stosunku B/L .

B/L

0,01

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

η

1,0

1,12

1,16

1,18

1,18

1,18

Po obliczeniu ro dopływ wody można obliczyć wzorami:

~% �zj��,\�� i |�`

�� ,/} i ��/}

lub:

~� �zj��,�(

�� ,/} i ��/}

gdzie:

Q1 – dopływ wód podziemnych przy swobodnym zwierciadle wody podziemnej, przy

obniżeniu go aż do dna wykopu m3· s-1

, Q2 – jw. lecz przy zwierciadle napiętym m3· s-1

bez

względu na położenie warstwy wodonośnej, k – współczynnik wodoprzepuszczalności

warstwy wodonośnej m· s-1, H- miąższość warstwy wodonośnej przy swobodnym zwierciadle

hydrostatycznym m, M – miąższość warstwy wodonośnej przy napiętym zwierciadle wody m,

R – promień leja depresji, m, ro – promień wielkiej studni m, s – obniżenie zwierciadła

hydrostatycznego m, h – odległość dna wykopu od spągu warstwy wodonośnej m.


Tab.8. Schematy i wzory do obliczania promieni depresji i promieni wielkiej studni.


Dopuszczalną prędkość wody do filtru lub obsypki drenarskiej określa się ze wzorów:

- Sichardta

VF = 40 �� m/d

- Kusakina

VF = 65 ��

m/d

-!Truelsena

VF = 300d10 m/d

w których: kF – współczynnik filtracji warstwy przylegającej do filtru lub obsypki, m/d

d10 - średnica gruntu odpowiadająca 10 % na krzywej przesiewu, mm

Promień depresji można wyznaczyć według empirycznych wzorów

- Sichardta

R = 3000 · S · �

- Kusakina

R = 575 · S · �, Z �

- Webera

� "� Z �, Z .

:

�

w których :

R – promień (zasięg) depresji, m;

H – miąższość warstwy wodonośnej, m,

k – współczynnik wodoprzepuszczalności, m·s-1

S – depresja w studni, m

t – czas pompowania, s

n – porowatość warstwy wodonośnej (piaski grube n = 0,25, piaski drobne n = 0,34).

Przy powstawaniu leja depresyjnego trzeba ograniczyć prędkość obniżania poziomu wód

(krzywej depresji) do 1,0 - 1,2 m/dobę przy gruntach żwirowych, do 0,3- 0,4 m/dobę przy

gruntach piaszczystych — gdy skarpy nie są zabezpieczone dodatkowymi urządzeniami

odwadniającymi (filtry, studnie) lub 0,6 m/dobę, gdy odwodnienie skarp jest przewidziane.

Kontrolę obniżania zwierciadła wód prowadzi się piezometrami zainstalowanymi w strefie

interesującej nas ze względu na zasięg krzywej depresji.

Niezbędne jest prowadzenie kontroli ilości odpompowywanej wody za pomocą skrzyń pomiarowych lub wodomierzy instalowanych na przewodach.

Odwodnienie wykopu jest sprawą trudną i im większy jest wykop, tym trudniejsze jest

odwodnienie i określenie ilości odprowadzanych wód. Z tego też względu instalacje


odwadniające należy rozbudowywać etapowo, zależnie od uzyskiwanych efektów

odwadniania, zmniejszając lub zwiększając liczbę pierwotnie projektowanych urządzeń. Jako zasadę należy przyjąć, że najpierw powinny być wykonywane obiekty wymagające

największego obniżenia zwierciadła wody. Zasada ta może przynieść oszczędności, gdyż w

zasięgu dużego leja depresyjnego mogą znaleźć się inne obiekty, dla których nie będzie

niezbędne instalowanie specjalnych urządzeń odwadniających. Z uwagi na wiele założeń czynionych przy obliczaniu zasięgu leja, na ogół duże rozbieżności we współczynnikach

filtracji, zmienną budowę geologiczną nie ujętą dokumentacją, wpływ czynnika czasu —

mogą wystąpić odmienne zjawiska niż przyjęte w obliczeniach. Z wymienionych względów

wskazane jest, aby prowadzony był stały nadzór autorski projektanta odwodnienia wykopu

nad przebiegiem odwadniania, zaś korekty wprowadzane były na bieżąco na podstawie

doraźnych uzupełnień i zmian w projekcie, co może przyczynić się niekiedy do znacznego

obniżenia kosztów pompowania i odwodnienia.

10. Wpływ odwadniania na osiadanie obiektów budowlanych.

Obniżenie zwierciadła wody podziemnej powoduje przyrost naprężenia w gruncie, a w

rezultacie także wystąpienie osiadania dodatkowego [21].

Zwrócić, należy uwagę na szereg kwestii inżynierskich z tym procesem związanych.

Pierwszym z nich jest kwestia przyczyn osiadania gruntów budowlanych wskutek obniżenia

poziomu wody podziemnej. Wynikają one mianowicie z ustania działania na osuszonej

partii — wyporu wody oraz w niektórych przypadkach wzrost ciężaru pochodzącego od

wody kapilarnej i błonkowatej. Ten ostatni jest jednakże na ogół mały, rzadko kiedy jest on

bowiem większy po odwodnieniu. Wynika to z tego że najczęściej w stopie warstwy

wodonośnej zalegają grunty o większej wysokości podnoszenia kapilarnego (hk) aniżeli na

poziomie obniżonego zwierciadła wody, przy czym najczęściej obniżenie wynikające z

różnicy ciężaru wody kapilarnej i błonkowatej jest bardzo małe. Z tego też względu w

obliczeniach jest ono najczęściej pomijane.

Drugim problemem jest sufozja gruntu występująca w sąsiedztwie urządzeń odwadniających

wskutek występowania dużej prędkości filtracji. Sufozja ma jednakże charakter lokalny,

bardzo rzadko obejmuje większą strefę gruntu i w przypadku gdy urządzenia odwadniające

(studnie, dreny) są od obiektu oddalone nie powoduje występowania szkodliwych osiadań. Natomiast w przypadku gdy urządzenia odwadniające są zbliżone do obiektu budowlanego,

sufozją może w sposób istotny wpływać na jego osiadanie.

Trzecim zagadnieniem wiążącym się z prognozą osiadania wywołanego przez obniżenie

zwierciadła wody jest przewidywanie ich przebiegu w czasie. Można tu wyróżnić dwa

odrębne zjawiska. Po pierwsze depresja w otoczeniu urządzeń odwadniających zmienia się w

czasie (rośnie). Przebieg rozwoju leja depresyjnego w czasie zależy od całokształtu warunków

hydrogeologicznych jednakże szczególnie należy tu uwypuklić rolę granic obszaru

geofiltracji. Istnienie bliskiej granicy z zasilaniem (np. rzeki) prowadzi na ogół do utrwalenia

się warunków równowagi i stabilizacji leja. Znaczne oddalenie granic zasilania prowadzi

natomiast do powolnego rozprzestrzeniania się i pogłębiania leja depresji w efekcie czego

depresja a więc i osiadanie stopniowo narastają.


Po drugie, nawet w przypadku osiągnięcia od razu ustalonej depresji w obrębie leja

depresyjnego dodatkowe osiadanie nie nastąpi momentalnie lecz będzie rozłożone w czasie.

Natomiast przebieg tego osiadania jest diametralnie różny dla gruntów piaszczystych i

gruntów gliniastych. W piaskach osiadanie następuje szybko i po osiągnięciu — w krótkim

czasie — swej wartości maksymalnej, przyrostu osiadania nie obserwuje się. Natomiast w

glinach początek osiadania jest nieco przesunięty, a przyrosty osiadań obserwuje się długo po

zakończeniu procesu przyrostu naprężeń. Czwartym problemem, który należy mieć na uwadze jest możliwość okresowego — np.

wskutek awarii urządzeń odwadniających — podnoszenia się zwierciadła wody podziemnej.

W takim przypadku ujawnia się pęcznienie gruntu, prowadzące do zwiększania się objętości

gruntu i zmniejszania się jego wytrzymałości.

Generalnie można stwierdzić, że prognozowanie osiadań wskutek obniżenia zwierciadła

wody jest zagadnieniem trudnym.

Rys.20. Nierównomierne osiadanie budynku wskutek odwodnienia [21].

Przykład obliczenia osiadań [21]

Należy ocenić czy pompowanie w studni odległej o 10 m od budynku mieszkalnego 3

piętrowego murowanego może wywołać szkodliwe jego osiadanie. Studnia wykonana została

celem osuszenia wykopu budowlanego i działać będzie przez 18 miesięcy przy depresji

s0 = 6,0 m.


Ze wzoru Biecińskiego określamy:

µ = 0,117 ��

gdzie: k = 12,96 m/d = 0,00015 m/s, gdzie :µ - wsp. odsączalności

µ = 0.117 z�j��

, = 0,169 k - wsp. wodoprzepuszczalności

Współczynnik przewodności stanów:

�' "

¡",

t]

¡"

¢j¢¢¢%I,Z�I

¢j%£¤",

¢j¢¢¥¦I

¢j%£¤" {j{��,,, 1

�

( " §�j¨¨,12/h = 1917,12 m

2/d

Przewodność T = 0,00375 m2/s = 324 m

2/d.

Obniżenie po upływie 18 miesięcy tj. po 550 dobach wyniesie przy wydajności studni Q:

1)! w punkcie A → rA = 40 m

2)! w punkcie B → rB = 10 m


gdzie:

R – umowny promień leja depresji R = 1,5 �'.

so - depresja

ro – promień studni

H – odległość dna wykopu od spągu warstwy wodonośnej

Q – wydajność studni

Dla tych obniżeń przeprowadzono obliczenia osiadania przyjmując dla piasków grubych i

średnich E = 400 MPa.

Naroże A

1)! Osiadanie warstwy osuszonej obliczono wzorami

oraz dla zn = sA = 2,73 m = 273,0 cm; i = n = 1

σ – naprężenie w gruncie

n – porowatość gruntu

npn = 0,35,

µn = 0,169,

γw = 9806,65 N/m3

z1s1 = 2,73 m

2)! osiadanie warstwy dolnej przyjęto; hΣ = 10,0 m,

zatem miąższość warstwy osiadającej wynosi zd = hΣ – zn – 2,73 = 7,27 m, Ej =

39,2266 MPa

Na podstawie wzoru

zatem


Osiadanie zgodnie ze wzorem

3)! Osiadanie całkowite od przyrostu naprężenia wskutek odwodnienia:

hA = hc + hd = 0,077 + 0,412 = 0,489 cm ≈ 0,49 cm.

Naroże B

3)! Osiadanie całkowite od przyrostu naprężenia:

Osiadania są bardzo małe, nie groźne dla budynku mieszkalnego

Obliczenia wystarczy prowadzić do głębokości 8 – 12 m poniżej zw. w. gruntowej.

11.. Wykopy komunikacyjne

W zależności od głębokości oraz kąta nachylenia ścian wykop jest wykonywany ze

skarpami lub w obudowie. Obudowa wykopu może być usunięta po zakończeniu robót w

wykopie (obudowa tymczasowa) lub pozostawiona w gruncie (obudowa trwała).

Pochylenie skarp wykopu zgodnie z Rozporządzeniem (Dz.U. nr 43) powinno wynosić: •! dla dróg klasy A i S - 1:3, gdy wysokość skarpy wykopu nie przekracza 1 m, 1:2 przy

wysokości od 1 do 2 m lub 1:1,5, gdy wysokość skarpy wykopu wynosi więcej niż 2 m do 8 m,

•! dla dróg klasy GP i niższych — 1:1,5.

Pochylenie skarp wykopu może zostać zmniejszone, gdy nie występuje żaden z poniższych

przypadków):


•! skarpa wykopu ma wysokość większą niż 8 m,

•! skarpa wykopu ma wysokość większą niż 6 m, a zbocze ma pochylenie nie większe

niż 1:3,

•! wykop jest wykonany w gruncie wymagającym szczególnych procedur technicznych i

technologicznych.

W razie występowania któregoś z powyższych przypadków pochylenie skarpy i

konstrukcja urządzeń wzmacniających powinna być ustalona na podstawie obliczeń stateczności. Skarpy podtorza linii kolejowej w wykopie powinny mieć nachylenie

zapewniające ich stateczność. W przypadku podtorzy kolejowych biegnących w przekopach o głębokości przekraczającej

5 m stosuje się łagodniejsze nachylenie w dolnych partiach skarpy lub odsadzki.

Podłoże gruntowe wykopów powinno posiadać zagęszczenie zgodne z wymaganiami normy

PN-S-02205:1998 (rys.6).

Tab.9. Typowe nachylenia skarp podtorza w wykopie

Grunt podtorza Nachylenie skarpy podtorza Uwagi

Grunty piaszczyste i piaszczysto-

gliniaste, kamieniste, żwirowe,

pospółki

1:1,51)

1)

dla gruntów suchych gliniastych,

zeskalonych piasków itp.

Przy głębokości przekopu do 8 m -

1:1,25, przy głębokościach większych -

1:1,5

Le Lessy w rejonach bardzo suchych Od 1:0,1 do 1:0,52)

2) sprawdzić stateczność w

warunkach nawodnienia

Skały odporne na wietrzenie

(lite i mało spękane) 1:0,2 -

w. jw. lecz łatwo wietrzejące Od 1:0,5 do 1:1,5 -

!

Rys.21. Wymagane wartości wskaźnika zagęszczenia Is i wtórnego modułu odkształcenia

w podłożu wykopów (PN-S-02205:1998)

"#$!- wartość E2 na powierzchni warstwy Sp - grunt spoisty Nsp - grunt niespoisty


Wykonywanie wykopów podczas budowy dróg samochodowych lub linii kolejowych może

powodować podcięcia naturalnych stoków. Wiąże się to z kolei z ryzykiem powstania lub

uaktywnienia ruchów mas gruntów. W szczególności wykonywanie wykopów powoduje

zmiany parametrów i zjawiska opisane wyżej.

Skutki wykonywania wykopów w aspekcie zagrożenia osuwiskowego zależą nie tylko od

pierwotnej i wtórnej ( po wykonaniu wykopów) konfiguracji terenu, ale także od budowy

litologicznej. Niskie wartości kąta tarcia wewnętrznego takich gruntów jak iły, iłołupki z

wietrzeliny gliniastej powodują, że trudno jest utrzymać stateczność skarpy nawet przy ich

nachyleniu 1 : 3. Podobną uwagę można poczynić w przypadku konsekwentnego uławicenia

łupków lub ich podatności na wietrzenie. W wymienionych przypadkach łatwo powstają spływy, obrywy i osuwiska.

Generalnie elementy morfologii osuwiskowej ograniczają się do górnej strefy odrywania i

dolnej strefy nagromadzenia przemieszczonych gruntów. Koryto osuwiska jest najczęściej tak

krótkie, że trudno je wyodrębnić. Zasięg ruchu mas gruntu jest na ogół ograniczony do

wykonywanej skarpy. Tylko w wyjątkowych przypadkach zasięg ten może obejmować znaczną część zbocza.

12.. Metody wykonania wykopów komunikacyjnych

Znane są trzy metody wykonywania wykopów: czołowa (a) , warstwowa (c) i boczna .

Strzałki na rysunku wskazują kierunek postępu robót.

M e t o d a c z o ł o w a polega na wykonaniu wykopu od razu do pełnej jego głębokości,

prowadząc roboty od jednego lub jednocześnie od obu wylotów wykopu.

Odmianą metody czołowej jest metoda czołowa piętrowa, przy której prowadzone są roboty

jednocześnie na dwóch lub więcej poziomach (b).

Przy m e t o d z i e w a r s t w o w e j zbiera się grunt warstwami z całej szerokości

wykopu i z całej lub z części jego długości.


M e t o d a b o c z n a polega na wykonaniu wąskiego przekopu roboczego na całą długość i pełną głębokość wykopu. Metoda boczna ma odmianę nazywaną metodą boczną piętrową. Różni się ona tym od zwykłej metody bocznej, że przekop wykonuje się nie na pełną głębokość wykopu, a płytszy i dopiero w miarę postępu robót się go pogłębia.

Wybór metody wykonania wykopu jest uzależniony od środków, jakimi wykonuje się roboty

ziemne i do pewnego stopnia od ukształtowania terenu.

12.1.. Odwadnianie wykopów komunikacyjnych

Realizacja wykopowych robót ziemnych wiąże się między innymi z zabezpieczeniem

wykopu przed napływem wód opadowych oraz gruntowych. Na skutek przesączania się przez skarpy odsłoniętych warstw wodonośnych może dojść do utraty stateczności skarpy.

Odwadnianie jest realizowane zgodnie z (PN-S-02205:1998):

•! wykonywanie wykopu w kierunku podnoszenia się niwelety,

•! ujęcie wód opadowych za pomocą rowów,

•! ujęcie wód gruntowych za pomocą drenów,

•! odprowadzenie wód poza teren robót.

W normie PN-S-02204:1997 wyróżnia się następujące rodzaje rowów: -przydrożny -

odprowadzający wodę opadową spływającą z pasów drogowych; wykonywany w formie

rowu trapezowego, trójkątnego lub opływowego,

•! stokowy - trapezowy rów zabezpieczający skarpę przed rozmyciem na skutek spływów

powierzchniowych;

•! odpływowy - łączący rów przydrożny z rowem stokowym lub odbiornikiem.

Rys.22. Usytuowanie rowów w obrębie drogi; 1- nawierzchnia, 2-rów boczny, 3-skarpa boczna, 4-skarpa rowu

stokowego

Najmniejszy dopuszczalny spadek dna rowów wynosi 0,2 lub 0,1 % na odcinkach

nieprzekraczających 200 m. Wartości maksymalne zależą od rodzaju gruntu, w którym jest

wykonany dno rowu oraz umocnienia dna i skarp rowu. W przypadku gdy spadek dna rowu

przekracza 15%, są stosowane bystrotoki lub kaskady.

Budowa ciągów komunikacyjnych łączy się często z wykonywaniem głębokich wykopów o

pionowych ścianach, np. pod posadowienie podpór obiektów mostowych czy wykopów

towarzyszących wykonywaniu tuneli drogowych lub kolejowych.

Realizacja głębokich wykopów wiąże się z zagrożeniem występowania odkształceń podłoża

gruntowego w bezpośrednim sąsiedztwie. Największe przemieszczenia pionowe powierzchni

terenu występują w strefie o szerokości od 0,5 do 0,75 H.


Przyczyną występowania odkształceń są:

•! zmiany stanu naprężenia i odkształcenia w gruncie, związane z przemieszczeniami

obudowy wykopu,

•! odkształcenia podłoża gruntowego powstałe w wyniku jego odciążenia wykopem, a

następnie obciążenia nową konstrukcją

•! osiadania powierzchni terenu spowodowane obniżeniem zwierciadła wody gruntowej

Stosowanie obudowy wykopu ma na celu zabezpieczenie jego ścian przed utratą stateczności.

13.. Rozpoznanie geotechniczne podłoża

W celu ustalenia wymagań dotyczących zakresu i rodzaju badań geotechnicznych,

obliczeń i kontroli, obiekty budowlane należy zaliczyć do jednej z trzech kategorii

geotechnicznych, zgodnie z obowiązującymi przepisami (Rozporz. MTiGM z 25.04.2012

r.).

Zakres i metody badań podłoża oraz parametry podłoża niezbędne do opracowania projektu

obiektu budowlanego, w uzgodnieniu z projektantem konstrukcji, określa autor projektu

geotechnicznego (geotechnicznych warunków posadowienia).

Metody analizy konstrukcji, zakres obliczeń sprawdzających, warunków kontroli i utrzymania

obiektów budowlanych określa projektant konstrukcji.

Wymagania co do zakresu i rodzaju badań geotechnicznych podano w tablicy 10 (PN-EN

1997-1:2008/Ap2:2010).

Tab.10. Wymagania co do zakresu rozpoznania podłoża (PN-EN 1997-

1:2008/Ap2:2010)

Kategoria Zakres rozpoznania podłoża

Obiekty zaliczone do pierwszej kategorii geotechnicznej w prostych warunkach gruntowych

-jakościowe określenie właściwości podłoża na podstawie:

• analizy materiałów archiwalnych • uwzględnienia doświadczeń

porównywalnych • badań terenowych

Obiekty zaliczone do drugiej kategorii geotechnicznej w prostych i złożonych warunkach gruntowych

- ilościowe określenie liczbowych wartości parametrów geotechnicznych na podstawie: • analizy materiałów archiwalnych i doświadczeń porównywalnych • wyników badań polowych • wyników badań laboratoryjnych z uwzględnieniem korelacji bezpośrednich z badań

Obiekty zaliczone do trzeciej kategorii geotechnicznej w prostych, złożonych lub skomplikowanych warunkach gruntowych

- ilościowe określenie liczbowych wartości parametrów geotechnicznych na podstawie: • analizy materiałów archiwalnych i doświadczeń porównywalnych • wyników badań polowych • wyników badań laboratoryjnych • wyników badań specjalistycznych z uwzględnieniem korelacji bezpośrednich z badań


Rys.23. Wydzielenie kategorii geotechnicznych.

"#$%&'!()*+',-!./0,!

1*#)2%!)*2(*23/3%!4/)53&$!6)53'*4%!

7,&*(!(*4,8%9!24$%):$/;0/!4*;,!

<%)%3,!4*=3%!*;!+%9+.$&$!$!;58%6*!),2,&/!>*+54$+&/!$'(?@!!

!

• "#$%&'! (! )! *! +$,-./,01.2,'!

34-.,+5! 65'%7+08,'! 5!/$%"$-0#17'! 7! $3159:',5'6! ,0!%;4"!6,5'2%7.6!$-! *<=!+>! 5! ,0!

?150,@! (==! +>A6B! ,0!C4,-06',&01D! 3'7"$?#'-,51D! 5!"0801DB!

• ?150,.! $"$#$E'! 5! E.+$".! -$! *!6B!

• ";.&+5'! E.+$".! -80! -#',0:4B!

5,%&080125!5&"F!

!

• G4,-06',&.!3'7"$?#'-,5'B!

• H4%7&.!C4,-06',&$E'B!

• I08'B!

• J$,%&#4+12'!$"$#$E'!703'7"5')

170291'!$-!E$-.!843!/#4,&4B!

• K.+$".B!

• G580#.!5!"#7.17L;+5!6$%&LEB!

• M4-$E8'!75'6,'B!

• J$&E.!/#4,&$E'!5!5,,'!+$,%&#4!N+12'!?159/0291'B!

• O4,'8'!E!&E0#-.1D!/#4,&01D!3'7!%"@+0P!5!E$-. 5&"F!

!

!!!

Q35'+&.!+&L#.1D!,5'!6$:,0!

708517.R!-$!+0&'/$#55!(!5!*!

A5;*4=/!#/);2*!;58/!=5#!3$%(*4'/)2/=3/!

A/);2*!')5;3/!6)53',!>'*)B,-!./;,-!6,'$%@!

C/;24,:2/93%!),2,&*!>*+54$+&/!&)/+-!+2&*;,!6D)3$:2%@!

7(0,4,!+%9+.$:23%!

3$%!

>"=81)#%".?. >"=81)#%".@ >"=81)#%".A.


Rys. 24. Zakres odpowiedzialności za obiekt [10]

Działalność gospodarczą w geologii stosowanej regulują zapisy Prawa geologicznego i

rozporządzeń wydanych na jego podstawie, zaś ustalenie geotechnicznych warunków

posadawiania obiektów budowlanych – ustawa 1994 r. ( z późniejszymi zmianami ) Prawo

budowlane ( Dz. U. Nr 89, poz. 414), a w szczególności Rozporządzenie MSWiA.

Warunki gruntowe w zależności od stopnia skomplikowania dzieli się na:

1)! proste – występujące w przypadku warstw gruntów jednorodnych genetycznie i

litologicznie, zalegających poziomo, nieobejmujących mineralnych gruntów

słabonośnych, gruntów organicznych i nasypów niekontrolowanych, przy zwierciadle

wody poniżej projektowanego poziomu posadowienia oraz braku występowania

niekorzystnych zjawisk geologicznych;

2)! złożone – występujące w przypadku warstw gruntów niejednorodnych, nieciągłych,

zmiennych genetycznie i litologicznie, obejmujących mineralne grunty słabonośne,

grunty organiczne i nasypy niekontrolowane, przy zwierciadle wód gruntowych w

poziomie projektowanego posadawiania i powyżej tego poziomu oraz przy braku

występowania niekorzystnych zjawisk geologicznych;

3)! skomplikowane – występujące w przypadku warstw gruntów objętych

występowaniem niekorzystnych zjawisk geologicznych, zwłaszcza zjawisk i form

krasowych, osuwiskowych, sufozyjnych, kurzawkowych, glacitektonicznych, gruntów

morskich.

Zgodnie z Rozporządzenim Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia

25.04.2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów

budowlanych (Dz.U. z dn. 27.04.2012 poz. 463) rozróżnia się 3 kategorie geotechniczne.

Zgodnie z § 7.1 opracowuje się opinie geotechniczne, dokumentacje badań podłoża

gruntowego i projekty geotechniczne. W przypadku obiektów III kategorii geotechnicznej

oraz w złożonych warunkach gruntowych II kategorii wykonuje się dodatkowo dokumentację geologiczno-inżynierską, zgodnie z przepisami ustawy z dnia 9.06.2011 – Prawo geologiczne

i górnicze (Dz.U. Nr 163, poz. 381).

•! ocena istniejącej zabudowy, tj. budynków, mostów, tuneli, nasypów, zboczy,

•! historia zabudowy na danym terenie i wokół tego terenu.

Przed sporządzeniem programu badań należy zebrać i ocenić dostępne informacje i

dokumentacje archiwalne.

Przykładem informacji i dokumentacji, które mogą być wykorzystane są:

•! mapy topograficzne,

•! stare plany opisujące dawne wykorzystanie danego terenu,

•! mapy i dokumentacje geologiczne,

ekspansywnych i zapadowych, na obszarach szkód górniczych, przy możliwych

nieciągłych deformacjach górotworu, w obszarach dolin i delt rzek oraz na obszarach

Badania geotechniczne powinny obejmować badania podłoża i inne badania danego terenu,

takie jak:


•! mapy geologiczno-inżynierskie,

•! mapy i dokumentacje hydrogeologiczne,

•! mapy geotechniczne,

•! zdjęcia lotnicze i wcześniejsze fotointerpretacje,

•! badania agrogeofizyczne,

•! wcześniejsze badania prowadzone na danym terenie i w jego otoczeniu,

•! wcześniejsze doświadczenia z tego obszaru,

•! lokalne warunki klimatyczne.

Badania podłoża powinny obejmować badania laboratoryjne, dodatkowe prace kameralne

oraz kontrolę i monitoring tam, gdzie jest to potrzebne.

Wybór rodzaju i zakresu metod badawczych oraz lokalizacji punktów badań należy

dostosować do przewidywanego rodzaju budowli, metody posadowienia, ulepszenia podłoża i

głębokości posadowienia.

Wyniki analizy materiałów archiwalnych i wizji w terenie należy uwzględnić podczas wyboru

metod badawczych i lokalizacji punktów badawczych. Projektowane badania powinny

zapewnić rozpoznanie zmienności warunków występujących w podłożu w zakresie gruntów i

wód gruntowych.

Rozpoznanie podłoża powinno być wykonane etapowo, zależnie od problemów powstających

w trakcie planowania, projektowania i wykonawstwa realizowanego projektu. Wydziela się następujące etapy :

•! badania wstępne mające na celu wybór lokalizacji i koncepcji budowli,

•! badania do celów projektowych,

•! kontrola i monitoring.

Wyniki badań należy interpretować z uwzględnieniem poziomu wody gruntowej, rodzaju

gruntu, metody wierceń, metody pobierania próbek, transportu i warunków składowania oraz

przygotowywania próbek do badań. W zależności od rodzaju badanych właściwości gruntu,

wyróżniono trzy kategorie metod pobierania próbek: A, B i C. Metodami kategorii A

pobierane są próbki zupełnie nienaruszone, w których wilgotność i wskaźnik porowatości są takie jak w warunkach in situ, i nie następują w nich zmiany składników oraz składu

chemicznego gruntu. Metodami kategorii B pobrać można próbki o naruszonej strukturze,

zawierające wszystkie składniki gruntu in situ z zachowaniem naturalnej wilgotności.

Metodami kategorii C można pobierać próbki o naruszonej strukturze i wilgotności.

Rozmieszczenie punktów badawczych i głębokości prac badawczych należy wybrać w

oparciu o badania wstępne, jako funkcję warunków geologicznych, rozmiarów budowli i

występujących problemów inżynierskich.


Tab.11. Klasy jakości próbek gruntu do badań laboratoryjnych

Gdzie: 1 –nienaruszone, 2 – naruszone, 3 –zagęszczone, 4 –przerobione, 5 -odtworzone

13.1. Przykłady zaleceń odnośnie rozstawu i głębokości rozpoznania.

Zaleca się następujące rozstawy punktów badawczych:

−! dla budowli wysokich i przemysłowych, w formie siatki z punktami w odległościach

15 m do 40 m,

−! dla budowli o dużej powierzchni, w kształcie siatki z punktami w odległościach nie

większych niż 60 m,

−! dla budowli liniowych (np. mosty, drogi kolejowe, kanały, rurociągi, wały, tunele,

ściany oporowe) rozstaw 20 m do 200 m,

−! dla budowli specjalnych (np. mosty, kominy, fundamenty pod maszyny) dwa do

sześciu punktów badawczych na fundament,

−! dla zapór i jazów, odległości 25m do 75 m wzdłuż odpowiednich przekrojów.

Zaleca się następujące głębokości rozpoznania za (poziomem odniesienia dla za jest najniższy

punkt fundamentu budowli albo elementu konstrukcyjnego lub dno wykopu). Tam gdzie

istnieją różne możliwości ustalenia za zaleca się przyjmowanie wartości największej.

Tam gdzie spodziewane są niekorzystne warunki geologiczne, zaleca się zawsze przyjmować większe głębokości rozpoznania, na przykład warstwy słabe lub słabe lub ściśliwe poniżej

warstwy o większej nośności.

Tam gdzie budowle są posadowione na nośnej warstwie głębokość rozpoznania może być zredukowana do za = 2,0 m, chyba, że budowa geologiczna jest nieznana; w tym przypadku

przynajmniej jeden otwór wiertniczy powinien sięgać minimum do głębokości za = 5 m. Jeżeli

napotka się podłoże skalne na proponowanym poziomie posadowienia budowli, to ten poziom


zaleca się przyjąć jako poziom odniesienia za. W innym przypadku za odnosi się do

powierzchni podłoża skalnego.

W przypadku budowli innych konstrukcji inżynierskich o dużych wysokościach zaleca się zastosowanie większej wartości następujących warunków (Rys. 25 a):

- za ≥ 6m,

- za ≥ 3,0 bF

gdzie bF jest wymiarem krótszego boku fundamentu.

W przypadku fundamentów płytowych oraz konstrukcji z kilkoma elementami

fundamentowymi, których obciążenia w głębszych warstwach nakładają się na siebie

(Rys.25 b) :

za ≥ 1,5 bB

gdzie bB jest krótszym bokiem konstrukcji.

Rys.25. Budowle o dużej wysokości, konstrukcje inżynierskie

a - fundament, b – konstrukcja

W przypadku nasypów i wykopów zaleca się przyjmowanie większej wartości wynikającej z

następujących warunków:

Rys. 26. Nasypy i wykopy

a-nasyp, b - wykop

a)! dla nasypów : - 0,8 h < za < 1,2 h,

- za ≥ 6 m,

gdzie h jest wysokością nasypu;

b)! dla wykopów: - za ≥ 2,0 m

- za ≥ 0,4 h

a) b)


gdzie h jest wysokością nasypu lub głębokością wykopu.

W przypadku budowli liniowych zaleca się przyjmowanie większej wartości spełniającej

następujące warunki:

a) b)

Rys.27. Budowle liniowe

a-droga, b – wykop wąskoprzestrzenny

a)! dla dróg i lotnisk za ≥ 2,0 m poniżej proponowanej niwelety;

b)! dla wykopów wąskoprzestrzennych, większa z wartości:

- za ≥ 2,0 m poniżej poziomu dna wykopu’

- za ≥ 1,5 bAh

gdzie bAh jest szerokością wykopu.

W przypadku małych tuneli i komór podziemnych:

bAb < za < 2,0 bAb

gdzie bAb jest szerokością wykopu.

Zaleca się również branie pod uwagę warunków związanych z wodą gruntowa.

Rys.28. Tunele i komory podziemne.

Wykopy ( Rys.29) :

- za ≥ 0,4 h

- za ≥ (t + 2,0) m

gdzie:

t – zagłębienie obudowy poniżej dna wykopu

h – głębokość wykopu

- za ≥ (1,0 H + 2,0) m

- za ≥ (t + 2,0) m

gdzie:


H – wysokość zwierciadła wody gruntowej dna (podstawy) wykopu

t – zagłębienie obudowy poniżej dna wykopu.

Warunek, gdy żadna warstwa mało przepuszczalna dla wody gruntowej, nie występuje w tym

zakresie głębokości : za ≥ t + 5m

Rys.29. Wykopy

1-poziom wody gruntowej

W przypadku konstrukcji zbiorników wodnych, za zaleca się określać w funkcji

proponowanego poziomu retencjonowanej wody, warunków hydrogeologicznych oraz

sposobu wykonania konstrukcji.

W przypadku przesłon wodoszczelnych:

- za ≥ 2,0 m poniżej stropu warstwy nieprzepuszczalnej dla wód gruntowych

Rys.30. Przesłona wodoszczelna

W odniesieniu do pali zaleca się spełnianie następujących trzech warunków:

- za ≥ 1,0 bg

- za ≥ 5,0 m,

- za ≥ 3 DF

gdzie:

DF – średnica podstawy pala,

bg – krótszy bok prostokąta stanowiącego obwód grupy pali tworzących fundament, w

poziomie podstawy pali.


Rys.31. Grupa pali

Podane wartości głębokości rozpoznania, jako sprawdzone w praktyce, można stosować przy

planowaniu badań. Dotychczas nie mieliśmy tak dokładnych wytycznych ustalania głębokości

rozpoznania. Zalecenie eliminuje dyskusje z inwestorami. W przypadkach uzasadnionych (np.

gdy występują słabe grunty na większych głębokościach) rozpoznanie powinno być głębsze.

Rodzaj i liczbę niezbędnych punktów badawczych oraz ich rozmieszczenie ustala się od

stopnia wstępnego rozpoznania geologicznego terenu, warunków gruntowych i wodnych oraz

projektowania zabudowy.

Nowe punkty sytuuje się zwykle od 2 m do 3 m poza obrysem budynku, a w przypadku

budowli wielonawowych również w osiach słupów wewnętrznych.

Dla jednego budynku o powierzchni mniejszej niż 600 m2 należy wykonać co najmniej trzy

otwory wiertnicze lub wykopy badawcze względnie sondowania.

Dla obiektów o powierzchni większej niż 600 m2 liczbę otworów lub wykopów należy

zwiększyć zgodnie z tablicą 12, przy czym odległość między nimi nie powinna przekraczać od 30 m do 50 m.

Dla obiektów liniowych odległość między punktami badawczymi nie powinna przekraczać 100 m.

13.2. Dokumentacja badań podłoża

13.2.1 Badania kategorii I

Program badań

Badania kategorii I dotyczą tylko prostych warunków gruntowych. Wstępne informacje o

występowaniu prostych warunków gruntowych można uzyskać z materiałów geologicznych i

archiwalnych profili wierceń w otoczeniu projektowanej budowli; wykorzystać tu można

również doświadczenia regionalne i wywiady dotyczące posadowienia sąsiednich obiektów,

spostrzeżenia dotyczące rzeźby terenu, rodzaju szaty roślinnej itp.

Badania kategorii I obejmują: - rozpoznanie gruntów zalegających w poziomie posadowienia,

- rozpoznanie gruntów do poziomu posadowienia w celu ustalenia prawidłowej organizacji

robót ziemnych,

- określenie profilu gruntowego od 2 m do 3 m poniżej poziomu posadowienia,

- ustalenie zwierciadła, wahań poziomu wody gruntowej i jej agresywności.

Rozpoznanie warunków geotechnicznych kategorii I odbywa się zazwyczaj na podstawie:

a) dokumentacji archiwalnych,

b) małośrednicowych wierceń geotechnicznych,

c) obserwacji studni lub innych punktów umożliwiających ustalenie poziomu wód

gruntowych i agresywności środowiska.

Badania laboratoryjne wykonuje się tylko sporadycznie w celu sprawdzenia oznaczeń makroskopowych.


Rodzaj i liczbę niezbędnych punktów badawczych oraz ich rozmieszczenie ustala się zależnie

od stopnia wstępnego rozpoznania geologicznego terenu, warunków gruntowych i wodnych

oraz projektowania zabudowy. Nowe punkty sytuuje się zwykle od 2 m do 3 m poza obrysem

budynku, a w przypadku budowli wielonawowych również w osiach słupów wewnętrznych.

Dla jednego budynku o powierzchni mniejszej niż 600 m2 należy wykonać co najmniej trzy

otwory wiertnicze lub wykopy badawcze względnie sondowania. Dla obiektów o powierzchni

większej niż 600 m2

liczbę otworów lub wykopów należy zwiększyć, zgodnie z tablicą 7,

przy czym odległość między nimi nie powinna przekraczać od 30 m do 50 m.

Dla obiektów liniowych odległość między punktami badawczymi nie powinna przekraczać 100 m. Przy projektowaniu dróg można stosować większe odległości. Podane liczby

oznaczają łączną liczbę punktów badanych.

Tab.12. Liczba punktów badawczych przy badaniach w kategorii I, w zależności od

powierzchni projektowanej zabudowy [23]

W wyjątkowo prostych warunkach gruntowych, przy dobrym wstępnym rozpoznaniu tych

warunków, zmniejsza się podane w tablicy 12 liczby lub można zrezygnować z badań i do

projektowania przyjmuje się dane na podstawie rozpoznania archiwalnego (wstępnego).

Przyjęte do projektu dane sprawdza się wówczas w wykopie budowlanym. W

dokumentacjach wielostadiowych, gdy nie jest określona lokalizacja obiektu, wykonuje się badania wstępne jako badania kategorii I niezależnie od zróżnicowania podłoża.

Dokumentacja geotechniczna kategorii I - Opinia geotechniczna.

Opinia geotechniczna dla kategorii I składa się z części opisowej, planu sytuacyjnego

zawierającego lokalizację budowli i punktów badań geotechnicznych, profili i przekrojów

geotechnicznych z naniesionymi danymi o gruntach i poziomach wód gruntowych oraz

ewentualne zestawienia profili archiwalnych wierceń i wykonanych w trakcie badań polowych.

Część opisowa dokumentacji powinna obejmować:

•! opis stanu działki i jej otoczenia w okresie badań, •! informacje o wcześniejszym sposobie użytkowania terenu,

•! opis projektowanych budowli, jeśli to możliwe również opis ich oddziaływań na

podłoże gruntowe,

•! opis wyników wykonanych badań,


•! analizę warunków geotechnicznych oraz ustalenie geotechnicznych warunków

posadowienia i zalecenia dotyczące fundamentów i robót ziemnych,

•! zestawienie źródeł informacji oraz stosowanych norm i przepisów,

•! wskazanie związanych z geotechniką prac sprawdzających i czynności, które powinny

być wykonane podczas budowy.

13.2.2. Badania kategorii II

Program badań

Program powinien określać zadania i podawać sposoby ich rozwiązania oraz zawierać specyfikację badań terenowych i laboratoryjnych.

Podstawę programu badań stanowią: •! założenia inwestycyjne,

•! plan sytuacyjno-wysokościowy (w skali co najmniej 1:1 000) z lokalizacją projektowanych

budowli i informacjami o uzbrojeniu terenu,

•! archiwalne informacje o terenie, wiercenia, mapy geologiczne, literatura dotycząca terenu i

jego podłoża, także w strefie możliwego oddziaływania obiektu.

•! Program badań podłoża powinien zakładać taki zakres badań, aby wyjaśnić istotne problemy

geotechniczne wynikające z wymagań projektu.

W ramach tych badań należy:

•! sprecyzować problemy, które mają być rozwiązane, oraz określić zmiany w podłożu, jakie

mogą wywołać przewidywane prace budowlane,

•! ustalić adekwatny do potrzeb zakres badań,

•! opracować część tekstową i graficzną programu.

Prace wstępne

W ramach prac wstępnych należy zebrać materiały na temat badanego terenu i jego otoczenia,

które należy wykorzystać do ustalenia warunków geotechnicznych.

W pracach wstępnych należy uwzględnić: •! dane - publikowane i archiwalne - dotyczące budowy geologicznej terenu badań i jego

najbliższego otoczenia,

•! ocenę ogólnej przydatności terenu do programowanej inwestycji,

•! topografię, rzeźbę terenu, szatę roślinną, •! warunki wodne,

•! informacje o zmianach jakie miały miejsce w przeszłości (wykopy, nasypy,

uzbrojenie, zabudowa),

•! stan sąsiednich budowli i informacje wynikające z prowadzonych w okolicy robót

ziemnych i budowlanych,

•! doświadczenia wynikające z budownictwa w regionie,

•! inne informacje, mogące służyć określeniu warunków geotechnicznych.


Zakres badań terenowych

Liczba podstawowych punktów obserwacyjnych i ich usytuowanie w terenie powinny

umożliwić wydzielenie warstw geotechnicznych z dokładnością odpowiadającą wymaganiom

obliczeń projektowych. Przyjmuje się następujące wymagania minimalne:

•! Najmniejsza dopuszczalna liczba punktów obserwacyjnych dla jednej budowli wynosi

cztery w tym co najmniej jeden otwór wiertniczy; jeżeli istnieje możliwość wykorzystania archiwalnych otworów wiertniczych, wykonywanie otworu nie jest

konieczne.

•! Dla obiektów liniowych rozstaw punktów obserwacyjnych nie powinien przekraczać 100 m - w przypadku prostych oraz 50 m - w przypadku złożonych warunków

gruntowych.

•! Dla obiektów o zwartym obrysie w planie odległość między punktami

obserwacyjnymi nie powinna być większa niż 40 m – w przypadku prostych oraz

większa niż 20 m - w przypadku złożonych warunków gruntowych, w razie potrzeby

dla uściślenia warunków geotechnicznych należy zwiększyć liczbę punktów

badawczych.

•! Jeżeli podczas badań stwierdzone zostanie występowanie gruntów słabych, mogących

wpływać w istotny sposób na wartości osiadań i nośności podłoża, liczbę punktów

badawczych należy zwiększyć tak, aby można było jednoznacznie ustalić rozciągłość i miąższość warstw geotechnicznych obejmujących te grunty.

•! W przypadku lokalizacji projektowanych budowli w bezpośrednim sąsiedztwie

budowli istniejących, należy - szczególnie gdy brak dokumentacji tych budowli -

wykonać odkrywki istniejących fundamentów w celu określenia ich stanu, rodzaju,

wymiarów i głębokości posadowienia, po czym należy zbadać możliwość wzajemnego niekorzystnego oddziaływania nowych i starych budowli.

•! W trakcie prowadzenia prac polowych należy prowadzić obserwację zwierciadła wód

gruntowych w dostępnych miejscach i otworach.

Wiercenia i sondowania powinny obejmować sferę podłoża, w której właściwości gruntów

mają istotny wpływ na projektowanie, wykonywanie i eksploatację budowli. Jako zasadę przyjmuje się następujące minimalne głębokości badań.

•! dla stóp i ław fundamentowych - od 1 do 3 szerokości fundamentu poniżej

przewidywanego poziomu posadowienia, lecz nie mniej niż 5 m,

•! dla fundamentów płytowych - szerokość płyty poniżej przewidywanego poziomu

posadowienia,

•! dla fundamentów palowych - zazwyczaj 5-krotna średnica pala i nie mniej niż 3 m

poniżej jego podstawy i każdorazowo głębokość zapewniająca bezpieczeństwo

posadowienia,

•! w obszarach występowania gruntów antropogenicznych głębokość zależy od ich

miąższości, ściśliwości i strefy oddziaływania budowli.

W każdym przypadku należy ustalić miąższość nasypów.


W uzasadnionych przypadkach - np. gdy dane geologiczne lub wcześniejsze badania

wskazują na występowanie warstw o dużej nośności i miąższości - głębokość badań można

ograniczyć do poziomu około 0,5 m poniżej stropu warstwy nośnej występującej w podłożu.

W czasie wykonywania prac terenowych konieczne jest bieżące analizowanie wyników. W

przypadku stwierdzenia istotnych różnic budowy geologicznej w porównaniu z przewidywaną w programie badań, zakres badań należy uaktualnić, a nawet zmienić kategorię geotechniczną. W szczególności dotyczy to:

a) zagęszczenia wierceń lub sondowań w celu uściślenia zasięgu gruntów słabych,

b) pogłębienia otworów badawczych poniżej spągu gruntów słabych,

c) zmniejszenia liczby punktów badawczych lub ich głębokości, jeżeli stwierdza się korzystniejsze od przewidywanych warunki geotechniczne.

W celu wydzielenia warstw geotechnicznych, badania gruntów należy prowadzić w zakresie

umożliwiającym określenie parametrów geotechnicznych wydzielanych warstw.

Próbki gruntów pobiera się w takiej liczbie, aby dla każdej wydzielanej warstwy

geotechnicznej można było oznaczyć cechy identyfikacyjne gruntu oraz określić potrzebne

parametry geotechniczne.

Próbki wody w celu zbadania jej agresywności należy pobierać wówczas, gdy projektuje się posadowienie obiektów poniżej zwierciadła wód gruntowych lub w strefie wahań zwierciadła

wód gruntowych.

Zakres badań laboratoryjnych

W przypadku kategorii II nie zawsze zachodzi konieczność ustalania parametrów

geotechnicznych na podstawie badań laboratoryjnych. Badania laboratoryjne służą zwykle do

potwierdzenia ustaleń dokonanych w terenie; są to badania identyfikacyjne gruntów

określające ich skład granulometryczny, wilgotność, granice płynności i plastyczności, stan

gruntu.

Dokumentacja geotechniczna kategorii II

Dokumentację badań podłoża gruntowego opracowuje się na podstawie analizy materiałów

archiwalnych oraz wyników badań terenowych i laboratoryjnych wraz z opracowaniem

projektu geotechnicznego.

Wynikiem badań jest ustalenie warstw geotechnicznych i charakteryzujących je parametrów

geotechnicznych.

Stosownie do możliwości i potrzeb zaleca się wartość każdego określonego parametru

geotechnicznego porównywać z danymi wynikającymi z regionalnych doświadczeń geotechnicznych, a także uwzględnić publikowane korelacje. Parametry geotechniczne

warstwy można określić z wystarczającą dokładnością na podstawie wyników sondowań w

połączeniu z analizą makroskopową, na podstawie korelacji lub doświadczenia. Określa się je

także przez laboratoryjne badania próbek. Wybór metody ustalania parametrów zależy od

warunków lokalnych, dokładności wstępnego rozpoznania, kategorii geotechnicznej,

dopuszczalnego stopnia ryzyka.


Przy ustalaniu wartości parametrów geotechnicznych uwzględnia się fakt, że wartości wielu z

nich nie są stałe, lecz zależą od takich czynników jak stan naprężenia, warunki konsolidacji,

zmienna zawilgocenia.

Wykonuje się tyle badań, aby na ich podstawie możliwe było określenie zmienności i

odchyleń standardowych metodami przyjętymi w geotechnice oraz podanie wartości

wyprowadzonych parametrów.

Dokumentacja geotechniczna kategorii II powinna zawierać niezbędne dane ilościowe

potrzebne do projektowania.

Dokumentacja geotechniczna składa się z części opisowej i części graficznej, ujmujących

całość wyników badań.

Część opisowa dokumentacji powinna zawierać: •! kartę tytułową z informacją ogólną (nazwa inwestora, nazwiska: projektanta,

wykonawcy badań geotechnicznych, konsultantów i podwykonawców).

•! określenie zadania i celu badań, •! lokalizację terenu badań, •! charakterystykę projektowanej budowli: wymiary, przewidywane obciążenia,

•! zakres badań geotechnicznych,

•! typ urządzeń wykorzystywanych w badaniach terenowych,

•! dane o zespołach, które wykonywały badania,

•! termin wykonywania prac terenowych i laboratoryjnych,

•! analizę materiałów archiwalnych oraz zakres ich wykorzystania,

•! charakterystykę terenu badań, stosownie do potrzeb pod względem geologicznym,

hydrogeologicznym, morfologicznym i hydrograficznym,

•! dokładną charakterystykę warunków geotechnicznych w obrębie dokumentowanego

terenu, zawierającą przede wszystkim charakterystykę wydzielonych warstw

geotechnicznych z omówieniem wartości parametrów budujących je gruntów,

•! wartości parametrów uzyskane na podstawie wykonanych badań, •! jako szczególnie istotne: wnioski i zalecenia dotyczące realizacji i eksploatacji

budowli, w tym:

•! ocenę podłoża określającą możliwość zrealizowania projektowanej budowli,

•! ocenę projektowanej głębokości posadowienia lub kryteria właściwego doboru

tej głębokości.

Zaleca się umieszczenie w części opisowej - stosownie do potrzeb i możliwości - także

następujących danych:

•! omówienia i uzasadnienia ewentualnych zmian w zakresie badań i wykonaniu prac w

stosunku do programu,

•! oceny zgodności wyników badań terenowych i laboratoryjnych oraz ich krytyczną ocenę na tle danych archiwalnych i z literatury,

•! prognozy osiadań,


•! ustalenia poziomów piezometrycznych wód gruntowych i ich wahań, a także

kierunków filtracji oraz charakterystyki agresywności wód w stosunku do materiałów

konstrukcyjnych,

•! oceny długookresowych zmian warunków wodnych, zwłaszcza w odniesieniu do

pierwszego poziomu wód gruntowych, lub mogących mieć wpływ na zmiany

gruntów,

•! wskazania sposobów odwodnienia okresowego lub trwałego,

•! zaleceń dotyczących sposobu wykonania robót ziemnych, szczególnie w

bezpośrednim sąsiedztwie istniejących obiektów,

•! zaleceń dotyczących sposobu zabezpieczenia powierzchni terenu przyległego do

budowli przed infiltracją wód opadowych,

•! innych, w zależności od potrzeb.

W skład części graficznej dokumentacji kategorii II wchodzą:

•! plan sytuacyjno-wysokościowy w skali 1:500 (w uzasadnionych przypadkach w innej

skali), z lokalizacją wykonanych i archiwalnych punktów badawczych, przekrojów

geotechnicznych oraz projektowanych obiektów,

•! profile analityczne wierceń i sondowań (wykonanych i archiwalnych),

•! rysunki wykopów badawczych,

•! rysunki odkrywek fundamentowych,

•! przekroje geotechniczne,

•! problemowe mapy geotechniczne (np. mapa zasięgu, stropu i miąższości gruntów

słabych, izoliniowa mapa występowania pierwszego poziomu wód gruntowych itp.).

13.2.3. Badania kategorii III

Program badań

Budowle zaliczone do kategorii III wymagają szczególnie dokładnego i wnikliwego zbadania

podłoża gruntowego oraz opracowania również dokumentacji geologiczno-inżynierskiej

zgodnie z wymaganiami prawa geologicznego i górniczego i projektu geotechnicznego.

Na wstępie należy dokładnie zapoznać się z całym planowanym przedsięwzięciem. Należy

rozpatrzyć rodzaj i funkcje projektowanej budowli, jej rozmiary, zagłębienie, rodzaj i sposób

przekazywania obciążeń, wrażliwość na osiadania. Ważna jest także lokalizacja budowli i

możliwości jej zmiany w obrębie działki oraz sposób zagospodarowania otoczenia.

Wszystkie te dane - jako założenia technologiczne i konstrukcyjno-budowlane, stosownie do

potrzeb - powinny być dostarczone wraz z planem sytuacyjno-wysokościowym w skali 1:500

(w uzasadnionych przypadkach w innej skali). Na planie powinien być przedstawiony

aktualny stan terenu i jego uzbrojenia oraz położenie projektowanych obiektów. Ponadto

należy zgromadzić dane dotyczące budowy geologicznej okolicy, ewentualnie występowania

czynnych procesów geologicznych i inne dane ogólne o okolicy, mogące mieć znaczenia dla

dalszych badań.


W czasie wizji lokalnej należy zapoznać się z obecnym stanem zagospodarowania terenu,

jego morfologią i topografią, określić jednostkę lub jednostki geomorfologiczne występujące

na rozpatrywanym obszarze, w miarę możliwości stwierdzić, czy występują czynne procesy

geodynamiczne, obserwować wody powierzchniowe, stan sąsiednich obiektów, ewentualnie

istniejących w pobliżu wyrobisk, zebrać informacje od miejscowych wykonawców robót

budowlanych i ludności. Podczas wizji lokalnej należy zebrać także inne informacje i dane,

które mogą być przydatne przy opracowywaniu projektu prac geologicznych. Wybór metody

badań powinien być uzależniony od warunków geotechnicznych w jakich podłoże będzie

pracować w czasie realizacji i eksploatacji projektowanej budowli.

Metody badań można podzielić na badania, które pozwalają na ustalenie właściwości gruntów

"in situ" oraz uzupełniające badania laboratoryjne.

Zakres badań kategorii III powinien odpowiadać co najmniej zakresowi badań kategorii II, z

możliwością rozszerzenia go o badania specjalistyczne. Oprócz obserwacji, odkrywek,

wierceń badawczych, sondowań statycznych i dynamicznych, próbnych obciążeń - stosuje się badania współczynnika filtracji, badania geofizyczne (radarowe, elektrooporowe, sejsmiczne)

i inne badania specjalne zależnie od potrzeby.

Zaleca się, aby zakres i metody laboratoryjnych badań próbek gruntu i wody ukierunkowane

były ściśle na rozwiązanie problemów projektu. W badaniach należy odtwarzać stany

oddziaływań jakie będą występować podczas pracy obiektu i w tych stanach określać potrzebne parametry geotechniczne do projektowania.

Analizując materiały archiwalne należy wykorzystać między innymi:

•! przeglądowe, podstawowe i szczegółowe mapy geologiczne Polski,

•! opracowania fizjograficzne,

•! dokumentacje geologiczne i geotechniczne,

•! wiercenia archiwalne,

•! dane dotyczące pierwszego poziomu wód gruntowych - jego głębokości i wahań, •! dla obszarów dolinnych - dane dotyczące stanów powodziowych rzek.

Wyniki uzyskane z analizy materiałów archiwalnych przedstawia się w formie opisowej i

graficznej.

Zaprojektowane roboty i badania geotechniczne powinny dawać obraz warunków

geotechnicznych w zakresie koniecznym do projektowania inwestycji na wszystkich etapach

przygotowania inwestycji (studium, koncepcja techniczna), a przede wszystkim danych do

opracowania projektu budowlanego i wykonawczego.

Część graficzna projektu robót powinna zawierać: •! przewidywane przekroje geologiczne przez teren,

•! mapę dostosowaną do skali przedsięwzięcia inwestycyjnego (1:1 000, 1:500, 1:2 000

itp.) z zaznaczonymi archiwalnymi punktami badawczymi i innymi danymi

uzyskanymi z materia łów archiwalnych, np.:

•! głębokość zalegania gruntów słabych,

•! miejsca występowania procesów geodynamicznych,

•! podmokłości,

•! miejsca okresowo zalewane,

•! spodziewane głębokości poziomów wód gruntowych itp.


W projekcie należy jednoznacznie określić zakres prac badawczych (np. liczba odkrywek i

otworów badawczych, zakres badań specjalistycznych), który wynika przede wszystkim z

warunków geologicznych, ale także z wielkości obiektu, jego rodzaju i konstrukcji, zakresu

przebudowy oraz warunków miejscowych.

W pracach rozpoznawczych powinny być preferowane prace inżyniersko-geologiczne. Punkty

badawcze (wiercenia, wykopy) należy rozmieścić w ten sposób, aby możliwe było uzyskanie

przestrzennego obrazu budowy geologicznej podłoża. Rodzaj projektowanych badań polowych powinien być dostosowany do spodziewanych warunków geologicznych. Należy

zaprojektować taką liczbę otworów badawczych, aby możliwe było pobranie niezbędnych

próbek gruntów do badań laboratoryjnych. Obszar i głębokość rozpoznania powinny

obejmować przyszłą strefę oddziaływania budowli na środowisko gruntowe.

Przykładowo zaleca się przyjmowanie następujących głębokości badań: •! w przypadkach sprawdzenia stateczności podłoża - 5 m poniżej najgłębszych

prawdopodobnych powierzchni poślizgu,

•! przy głębokim posadowieniu obiektów - co najmniej 5 m poniżej przewidywanego

zagłębienia podstaw pali, studni opuszczonych, ścianek szczelnych, ścian

szczelinowych, innych,

•! w innych przypadkach głębokość rozpoznania można określić podobnie jak dla II

kategorii geotechnicznej.

W celu wyznaczenia metodą laboratoryjną parametrów fizycznych i mechanicznych gruntów

każdej wydzielonej warstwy geotechnicznej trzeba przewidzieć pobranie co najmniej sześciu

próbek, z użyciem metody A -1 klasy jakości, umożliwiających wykonanie badań parametrów

wytrzymałościowych oraz odkształceniowych warstwy .

Część opisowa dokumentacji kategorii III powinna zawierać:

•! kartę tytułową z tytułem opracowania, określeniem autorów i osób odpowiedzialnych

za opracowanie oraz uprawnionych do jego przyjęcia,

•! określone przez jednostkę projektującą wymagania budowlane i techniczne,

•! spis załączników,

•! spis literatury i materiałów wykorzystywanych przy opracowywaniu dokumentacji,

•! spis treści,

•! tekst.

W tekście dokumentowania powinny znaleźć się:

a)! Informacje ogólne, podane w zwięzłej formie (karta tytułowa i ewentualnie synteza za

kartą tytułową): - nazwa inwestora, -nazwiska projektanta i wykonawcy badań terenowych, podwykonawców i konsultantów, terminy wykonania badań, - zakres

rzeczowy dokumentacji,

b)!Charakterystyka terenu badań: - opis badań przeprowadzonych na dokumentowanym

terenie, - rodzaj materiałów archiwalnych i zakres ich wykorzystania, - hipsometria i

morfologia terenu bada ń wraz z hydrografią rejonu, - aktualny sposób użytkowania terenu

oraz projektowanych zmian z informacją o stanie budowli istniejących na danym terenie


lub w jego bezpośrednim sąsiedztwie, - charakter techniczny projektowanej budowli lub

całego zadania, z uwzględnieniem rozwiązań alternatywnych, - inne zagadnienia

techniczne mające znaczenie dla oceny warunków geotechnicznych.

c)!Opis warunków geologicznych dokumentowanego terenu, którego szczegółowość powinna

być dostosowana do potrzeb rozwiązywanego zadania.

d)!Opis warunków hydrogeologicznych uwzględniający: - charakterystykę poziomów

wodonośnych ze szczególnym uwzględnieniem określenia wahań zwierciadła wody

gruntowej oraz stopnia jej agresywności na terenie badań. - inne dane specjalne, zależnie

od potrzeb.

e)!Opis zjawisk i procesów geodynamicznych (rozmiarów i zakres) występujących na terenie

badań i w jego sąsiedztwie uwzględniający analizę przyczyn wywołujących te zjawiska

oraz ocenę ich znaczenia dla projektowanej inwestycji.

f)! Opis warunków geotechnicznych uwzględniający: - opis wydzielonych warstw

geotechnicznych wraz z podaniem określonych w badaniach właściwości fizycznych i

mechanicznych gruntów, - opis zastosowanych metod rozpoznania podłoża, -obserwacje i

pomiary przemieszczeń terenu i konstrukcji sąsiednich, - badania na poletkach

doświadczalnych, - proponowane modele gruntu i jego współpracy z konstrukcją, -

obliczenia nośności, stateczności, osiadań przy ewentualnym uwzględnieniu różnych

modeli współpracy gruntu i konstrukcji, - zmiany warunków terenowych, gruntowych i

wodnych w czasie wykonywania i eksploatacji budowli.

g)!Ocena warunków geotechnicznych uwzględniająca w szczególności: - ocenę zastosowanych metod badawczych, - syntezę wyników badań terenowych i

laboratoryjnych, - interpretację uzyskanych wyników badań, - wartości wyprowadzonych

parametrów do obliczeń projektowych, - wskazań dotyczących racjonalnego posadowienia,

zabezpieczeń terenu i projektowanych budowli, a także metod realizacji robót. - prognozy

jakościowe i ilościowe zmian warunków geotechnicznych, jakie mogą wystąpić na

badanym terenie podczas realizacji i eksploatacji budowli. Jeżeli projektuje się posadowienie w specyficznych warunkach (np. zagrożenia przez zjawiska geodynamiczne,

szkody górnicze) lub posadawiane są budowle o specyficznych wymaganiach (np. żądanie

podwyższonego stopnia bezpieczeństwa), to wynikające stąd warunki dodatkowe należy

uwzględnić zarówno w projekcie prac, jak i w dokumentacji geotechnicznej.

Część graficzna dokumentacji powinna zawierać:

a) mapy, profile, przekroje geotechniczne;

b) zestawienia tabelaryczne właściwości gruntów oraz wód gruntowych, wartości z analiz

przemieszczeń, osiadań, nośności, inne;

c)!wyprowadzone parametry do obliczeń projektowych. Mapy i przekroje należy przedstawić w formie załączników. Skala przekrojów powinna być dostosowana do treści i nie powinna

wpływać na czytelność przedstawionego obrazu. W przekroju nie należy stosować większego przewyższenia niż od 1:10 do 1:5. W niektórych zagadnieniach (np. stateczność zboczy) należy stosować skale nieprzewyższone.

W przypadku dużych inwestycji drogowych opracowaniem zamykającym etap badań podstawowych jest Dokumentacja geologiczno – inżynierska. Aktualne wytyczne odnośnie

zawartości dokumentacji znajdują się w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 23


grudnia 2011 r. w sprawie szczegółowych wymagań, jakim powinny odpowiadać dokumentacje hydrogeologiczne i geologiczno-inżynierskie (Dz. U. Nr 291, poz. 1714).

Zgodnie z tym aktem prawnym Dokumentację geologiczno – inżynierską składającą się z

części tekstowej i graficznej sporządza się w formie papierowej i elektronicznej, co jest

nowością. Część tekstowa obejmuje sformalizowane stronę tytułową i tzw. kartę informacyjną, kopię decyzji zatwierdzającej Projekt prac geologicznych, część opisową oraz

spis literatury i materiałów archiwalnych. Treść merytoryczną zawiera oczywiście część opisowa tekstu i część graficzna dokumentacji. W Rozporządzeniu zastosowano manierę polegającą na wymienieniu najpierw tych elementów części opisowej i graficznej, które

powinny się znaleźć w każdej dokumentacji geologiczno – inżynierskiej (§18), a następnie

elementów charakterystycznych dla dokumentacji sporządzanych w określonym celu, w tym

na potrzeby posadawiania obiektów budowlanych inwestycji liniowych (§22).

Pamiętać też należy, że tylko w opisanym przypadku prostych warunków gruntowych badania

geotechniczne można rozumieć jako „uproszczoną geologię inżynierską”. Wobec wycofania

normy PN-81/B-03020 z zawartymi w niej tabelami parametrów geotechnicznych (czyli tzw.

„metody B”) oczekiwać należy rozwoju laboratoryjnych i polowych badań geotechnicznych i

to się dzieje na naszych oczach.

13.2.4. Zatwierdzanie dokumentacji.

Opinie geotechniczne i dokumentacje badań podłoża gruntowego nie wymagają zatwierdzenia. Czas ich wykonania zależy od wielkości zadania i operatywności

przedsiębiorstwa, które wykonuje dokumentację. Dokumentacje geologiczno-inżynierskie

podlegają ustawie Prawo geologiczne i górnicze (Ustawa z dn. 9.06.2011 r.). Dokumentacje

geologiczno-inżynierskie wykonuje się w oparciu o przygotowany i przedstawiony do

zatwierdzenia „Projekt robót geologicznych”, który jest dokumentem przedstawiającym dane

dotyczące projektowanej budowy. Szczególnie istotna jest wielkość i rodzaj budowli oraz

sposób i głębokość posadowienia. Projekt robót geologicznych składa się do zatwierdzenia w

stosownym dola danego obszaru urzędzie – geolog powiatowy. Organ może wydać decyzję zmieniającą liczbę i głębokość otworów zaprojektowanych przez konstruktora i geotechnika

wykonującego dokumentację. Stronami w postępowaniu są właściciele działek, na których planowane są roboty.

Zazwyczaj od dnia złożenia projektu robót w kancelarii do dnia jego zatwierdzenia upływa

czas do 30 dni. Po otrzymaniu decyzji zatwierdzającej projekt robót należy złożyć informację o zamiarze przystąpienia do prac terenowych. Prace terenowe można rozpocząć po 14 dniach

od daty złożenia informacji. Po przeprowadzeniu wszystkich zaprojektowanych prac

terenowych i laboratoryjnych opracowuje się dokumentację geologiczno-inżynierską, którą należy złożyć do zatwierdzenia. W praktyce od momentu złożenia projektu robót do dnia

otrzymania zatwierdzonej dokumentacji geologiczno-inżynierskiej upływają 3 miesiące.

Wszyscy projektanci obiektów muszą odpowiednio wcześnie przygotować taką dokumentację ponieważ dla otrzymania decyzji o pozwoleniu na budowę konieczne jest załączenie

zatwierdzonej dokumentacji geologiczno-inżynierskiej (dla III kategorii geotechnicznej i II w

złożonych warunkach gruntowych).


Wszystkie informacje archiwalne, wynikające z wyżej wymienionych dokumentacji,

przechodzą po 5 latach na własność Skarbu Państwa. Korzystanie z informacji źródłowych

lub archiwalnych w takim układzie będzie wiązać się z dodatkowymi opłatami.

13.2.5. Kategorie geotechniczne i zakres badań

Głębokie wykopy są najczęściej zaliczane do II kategorii geotechnicznej, a obiekty

wznoszone w terenie zabudowanym i charakteryzujące się występowaniem więcej niż jednej

kondygnacji podziemnej, z uwagi na stopień skomplikowania, zalicza się do III kategorii

geotechnicznej.

Powyższe stwierdzenie uwzględniające odpowiedzialność konstrukcji utrzymującej naziom

wraz ze zlokalizowanymi na nim obiektami, pomimo braku jednoznaczności w przepisach,

powinno mieć miejsce nawet w prostych warunkach gruntowych.

Zakres rozpoznania powinien być dostosowany do fazy dokumentacji oraz rozmiarów i

zagłębienia budowli. W przypadków głębokich wykopów w miastach na ogół dysponuje się bogatym materiałem archiwalnym. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że w Polsce w

wyniku działań kilku zlodowaceń podłoże jest bardzo zróżnicowane i nawet w niewielkich

odległościach od istniejących miejsc wierceń warunki geotechniczne mogą być inne. Znany

jest przykład z Warszawy, gdy na długości działki przeznaczonej pod zabudowę (około 40 m)

strop iłów plioceńskich zapadał się o kilkanaście metrów. Dlatego wiercenia i badania in situ

powinny być wykonywane dla każdej zamierzonej inwestycji indywidualnie. Zwyczajowo

przyjmuje się, że rozpoznanie powinno obejmować obszar o szerokości równej dwukrotnej

głębokości planowanego wykopu, licząc od jego krawędzi, a wiercenia poniżej dna wykopu

prowadzi się do głębokości co najmniej równej głębokości wykopu. Nie jest to jednak regułą. Na podstawie danych archiwalnych można stwierdzić, że np. nośne lub nieprzepuszczalne

warstwy gruntu zalegają znacznie głębiej i wówczas podczas badań poszukuje się tych

warstw, dążąc do ich przewiercenia.

Należy podkreślić, że właściwie przeprowadzone rozpoznanie geotechniczne gwarantuje

ekonomiczne rozwiązania projektowe i bezpieczne wykonanie robót w głębokim wykopie.

Obserwuje się tendencję do ograniczania kosztów przeznaczonych na rozpoznanie

geotechniczne, mimo podstawowego znaczenia badań podłoża. Uzyskane z tego oszczędności

zwykle powodują wielokrotnie większe dodatkowe koszty budowy spowodowane

nieoczekiwanymi sytuacjami lub co gorsze awariami. Na podstawie wieloletnich doświadczeń stwierdzono, że przyczyną awarii i katastrof budowlanych, oprócz błędów projektowych i

wykonawczych, jest nieprawidłowe lub niedostateczne rozpoznanie podłoża.

W każdym przypadku projekt prac geologicznych powinien być opracowany przy udziale

inżyniera geotechnika doświadczonego w budowie tego typu obiektów. Rozpoznanie

geotechniczne na podstawie wierceń powinno być weryfikowane i uzupełniane podczas

budowy w ramach prowadzenia stałego nadzoru geotechnicznego nad wykonywaniem

obudowy wykopu, oraz podczas odbioru dna wykopu przed rozpoczęciem robót

konstrukcyjnych.


Do projektowania obudów głębokich wykopów i ścian podziemi są potrzebne następujące

dane:

•! cechy fizyczne gruntów - skład uziarnienia, gęstość objętościowa, ciężar

objętościowy, wilgotność, porowatość, •! cechy mechaniczne gruntów - ściśliwość i wytrzymałość na ścinanie.

Podstawowe parametry fizyczne podawane w dokumentacjach geotechnicznych to:

-! ρ(n) - gęstość objętościowa gruntu,

-! Ɣ - ciężar objętościowy w kN/m3,

-! wn- wilgotność naturalna,

- ! I D - stopień zagęszczenia gruntów niespoistych,

- ! I L - stopień plastyczności gruntów spoistych

oraz dodatkowo porowatość n i wskaźnik porowatości e.

Parametry wytrzymałościowe są opisane przez następujące cechy mechaniczne:

- ! φ - kąt tarcia wewnętrznego i spójność c - określane na podstawie badań w aparacie trójosiowym w warunkach bez odpływu (φ u , c u ) i z odpływem (φ ’ , c'),

-! K0 - współczynnik parcia spoczynkowego,

-! moduły odkształcenia E0 lub ściśliwości M ,

-! wytrzymałość na ścinanie w warunkach bez odpływu τu.

-! Kz – współczynnik podatności podłoża (hipoteza Winklera : q = kz ·s)

Zaleca się, aby wartości tych parametrów były określane na podstawie wyników badań laboratoryjnych lub sondowań, a nie zależności korelacyjnych (metodą B) lub badań makroskopowych.

Oprócz wyżej wymienionych parametrów jest konieczne określenie współczynnika filtracji i

wodoprzepuszczalność warstw gruntów, gdyż wykonanie głębokich wykopów wymaga na

ogół stosowania odwodnienia.

Określenie poprawnych parametrów wytrzymałościowych gruntów jest trudne. Parametry

przyjmowane do obliczeń parcia i odporu są do pewnego stopnia parametrami

obliczeniowymi i odpowiadają ściśle wielkościom fizycznym otrzymywanym z badań gruntów. Wartości parametrów nie są stałe, zależą od stanu naprężenia w rozpatrywanym

punkcie masywu gruntowego i mają charakter losowy. Zdarza się stosowanie różnych

wartości parametrów tej samej warstwy gruntu w zależności od konkretnej sytuacji obciążenia

(lub odciążenia). Wymaga to dokładnego modelowania stanu naprężenia i odkształcenia pod-

czas badań, z uwzględnieniem historii geologicznej, faz i technologii budowy oraz warunków

eksploatacji wykonywanego obiektu.

Ostatni element rozpoznania geotechnicznego dla potrzeb budowy głębokich wykopów to

nadzór geotechniczny podczas prowadzenia robót. Uzyskane na tym etapie badań informacje

są szczególnie cenne dla projektantów i wykonawców, gdyż dotyczą rzeczywistych

warunków geologiczno-inżynierskich oraz wpływu prowadzonych prac na otaczający grunt i

powierzchnię terenu. Są elementem tzw. metody obserwacyjnej projektowania. Umożliwiają weryfikację przekrojów geotechnicznych wykonanych na podstawie wierceń oraz ocenę prawidłowości interpretacji danych. Dobrze prowadzony nadzór może uchronić wykonawcę przed ewentualnymi awariami i katastrofami. Istotne znaczenie ma rozpoznanie poziomów


wód i ciągła obserwacja ich zmian. Badania dodatkowe to na przykład pomiary

inklinometryczne lub geodezyjne przemieszczeń reperów wgłębnych i powierzchniowych.

Przyjmuje się, że koszt studiów geotechnicznych powinien wynosić od 0,5% do 1% kosztów

całej inwestycji. W budownictwie podziemnym nie opłaca się oszczędzać na badaniach

podłoża. Ewentualne oszczędności są pozorne i na ogół powodują wielokrotnie większe

dodatkowe koszty budowy, związane z nieprzewidzianymi sytuacjami - awariami, naprawami

czy katastrofami, grożącymi bezpieczeństwu ludzi i/lub obiektu.

14.. Rodzaje obudów głębokich wykopów

Inwestycje, dla których zachodzi potrzeba wykonania głębokiego wykopu, a przede

wszystkim zlokalizowane w terenie zabudowanym, wymagają podjęcia szczególnych

działań.

Na podstawie przyjętych rozwiązań i warunków gruntowo-wodnych prognozuje się ekstremalne przemieszczenia terenu w strefie objętej wpływami głębokiego wykopu.

Przemieszczenia te porównuje się z dopuszczalnymi, określonymi dla obiektów istniejących

na podstawie rozpoznania rodzaju i stanu ich konstrukcji. W przypadku, gdy istnieje

uzasadniona obawa, że przemieszczenia przekroczą dopuszczalne wartości projektuje się prace wzmacniające. W szczególnych przypadkach, jeśli istnieje taka możliwość, powtórnie

analizuje się konstrukcję obudowy wykopu oraz technologię jego głębienia. Poszukując

rozwiązań dających mniejsze przemieszczenia, zmienia się przyjętą technologię lub schematy.

Na etapie projektu wykonawczego, dla ostatecznie zatwierdzonych rozwiązań technologiczno-konstrukcyjnych, wykonuje się projekt monitoringu. Opracowanie to w

ogólnym zarysie obejmuje rodzaj i zakres wykonywanych pomiarów, ich częstotliwość oraz

wartości alarmowe i graniczne wraz z zasadami postępowania w przypadku ich osiągnięcia.

Główne rodzaje obudów wykopów to:

•!ściana szczelinowa,

•! obudowa berlińska,

•! ścianka z grodzie stalowych,

•! palisada z pali (np. CFA) lub mikropali,

•! ściany z kolumn wykonanych metodą iniekcji strumieniowej,

•! ściany gwoździowane,

•! technologie mieszane, np. ściana szczelinowa i obudowa berlińska, palisady i ściany

gwoździowane, obudowa berlińska i mikropale oraz inne.

Stateczność obudowy głębokiego wykopu wykonanego jedną z tych technologii (z wyjątkiem

ścian gwoździowanych) zapewniają rozpory, kotwy gruntowe lub stropy kondygnacji

podziemnych. Technologie te są stosowane do zabezpieczania pionowych ścian wykopów w

budownictwie ogólnym (podziemia budynków użyteczności publicznej, podziemne garaże

budynków mieszkalnych lub parkingi), komunikacyjnym (tunele kolejowe, samochodowe i

tunele metra wykonywane metodami odkrywkowymi, głębokie wykopy fundamentów

Wybierając rodzaj obudowy i technologię wykonania należy uwzględnić wiele czynników.

Poza terenami zabudowanymi głębokie wykopy realizowane są najczęściej metodą wykopów

szerokoprzestrzennych.


mostów) i podczas robót instalacyjnych (kolektory wodociągowe, kanalizacyjne,

ciepłownicze).

W budownictwie ogólnym głębokość wykopu wynika z liczby kondygnacji podziemnych

obiektu i najczęściej nie przekracza 18 m (np. w przypadku pięciu kondygnacji podziemnych

garaży). W budownictwie komunikacyjnym głębokość jest związana z przebiegiem trasy

tunelu drogowego, kolejowego lub metra. Ze względu na warunki geotechniczne, technologię budowy, bezpieczeństwo robót i koszty wykonania najczęściej w przypadku tego rodzaju

wykopów ich głębokość wynosi od kilkunastu do 40 m.

W ostatnich latach znacznie rozszerza się obszar wykorzystania ścian szczelinowych z

ekonomicznego punktu widzenia.

Zmniejszenie kosztów umożliwia również wykorzystanie metody kombinowanej, obudowy

berlińskiej i ścianek z grodzic stalowych.

Na placach budów obecnie są często też obudowy palisadowe (także z mikropali), ściany

formowane iniekcją strumieniową oraz kotwie gruntowe do zapewnienia stateczności we

wszystkich fazach budowy.

Kotwie umożliwiają szybsze prowadzenie robót ze względu na wolną przestrzeń oraz

łatwiejsze odwodnienie wykopu.

O kryterium wyboru lub dopuszczalności stosowania określonych obudów stanowi możliwość i wielkość deformacji ścian obudów i oddziaływania na otaczający teren.

Przyjęcie określonego rozwiązania obudowy wykopów w formie wspornikowej lub podpartej

decyduje o charakterze deformacji gruntu za ścianą. Maksymalne osiadania terenu są porównywalne ale znajdują się w innej odległości od

obudowy wykopu. Od kształtu deformacji podłoża zależy oddziaływanie na budynki w

sąsiedztwie, które mogą mieć różną wrażliwość na określoną formę przemieszczeń. Warto

zaznaczyć, że za ścianą, która nie pracuje jako wspornik powstająca niecka osiadań ma dwie

części, wklęsłą znajdującą się bezpośrednio za ścianą i wypukłą znajdującą się w pewnej

odległości rys. 32.

Oszacowanie zakresu oddziaływania wykopu na przemieszczenia sąsiadujących obiektów

obejmują:

•! zasięg oddziaływania wykopu - wyznaczenie stref oddziaływań, •! przemieszczenia pionowe obudowy i terenu przyległego,

•! przemieszczenia poziome obudowy wykopu - wynikające z jej rodzaju,

Rys.32. Schematy odkształceń ścian wspornikowych i podpartych [13].


•! wpływ odkształceń podłoża gruntowego na stan techniczny zabudowy i infrastruktury

sąsiedniej.

Oddzielnym zagadnieniem są przemieszczenia związane z awariami obudów wykopów.

Teoretycznie najkorzystniejsze, z uwagi na charakter pracy statycznej i ograniczenie

przemieszczeń podłoża, jest ukształtowanie rzutu części podziemnej budynku w formie koła.

To rozwiązanie eliminuje konieczność stosowania rozparcia ścian szczelinowych, pozwala na

zmniejszenie ilości zbrojenia, zapewnia szczelność styków ścian oraz jest tańsze od

rozwiązań tradycyjnych obudów wykopów w postaci ścian szczelinowych płaskich.

Rys. 33. Zasięg stref oddziaływania wykopu [13].

W celu oceny oddziaływań wykopu na istniejące budynki należy określić:

•! zasięg strefy oddziaływań wykopu S - obszar gruntu wokół wykopu, w obrębie którego

wykonanie wykopu może powodować wystąpienie pion. i poziomych przemieszczeń podłoża gruntowego;

•! zasięg strefy bezpośrednich oddziaływań wykopu Sl - obszar w bezpośrednim sąsiedztwie

wykopu, w którym w szczególnych przypadkach (np. wskutek niedostatecznej nośności

obudowy, nadmiernego ugięcia obudowy) mogą wystąpić przemieszczenia podłoża

zagrażające nośności budynków. Obszar ten przyjmowany jest jako maksymalna

odległość od obudowy wykopu do najbardziej prawdopodobnej powierzchni poślizgu w

gruncie.

Zasięg strefy oddziaływania wykopu ustala się w zależności od podatności (sztywności)

gruntów zalegających w podłożu oraz od głębokości wykopu H. Podczas określania zasięgu,

należy uwzględnić również inne istotne czynniki, takie jak: rozmiary wykopu w planie,

kształt wykopu, głębokość obniżenia zwierciadła wody gruntowej na czas prowadzenia

robót budowlanych, wykonanie podparcia lub kotew oraz ich zasięg.


Rys.34. Zasięg stref oddziaływania wykopu [13].

Zasięg oddziaływania wykopu oraz wartości przemieszczeń pionowych i poziomych

powierzchni terenu oraz przemieszczeń obudowy wykopu zależą od rodzaju gruntów podłoża,

głębokości zalegania poszczególnych gruntów, wymiarów i kształtu wykopu, rodzaju

zastosowanej obudowy, sposobu jej rozparcia, metody obniżenia zwierciadła wody gruntowej

itp.

Według literatury zasięg oddziaływania wykopu definiuje się zazwyczaj, jako obszar podłoża

wokół wykopu, w którym na skutek prowadzenia robót występują pionowe i poziome

przemieszczenia gruntu. Zasięg ten według różnych badaczy jest zazwyczaj wyrażany jako

wielokrotność głębokości wykopu H, w zależności od rodzaju gruntów lub obudowy wykopu

(tab. 13,14 i 15).

Tab.13. Zasięg oddziaływania wykopu [13].


Dopuszczalne jest zmniejszenie ww. wartości o ok. 20 % w przypadku braku konieczności

obniżania zwierciadła wody gruntowej.

Odległość oddziaływania może być również ustalana w zależności od kształtu i szerokości

fundamentu wznoszonego budynku, wielkości nacisku w jego podstawie oraz średniej

wartości modułu deformacji w osiadającej warstwie gruntu.

Dodatkowo przy wykonywaniu obliczeń należy uwzględnić możliwe zmiany warunków

hydrogeologicznych, a także fizyko-mechanicznych parametrów gruntów i skał podczas

wykonywania prac budowlanych i eksploatacji obiektu, w tym również z uwzględnieniem

przemarzania, odmarzania, odwodnienia i ew. zanieczyszczenia gruntu ściekami w wyniku

awarii kanalizacji. Przy projektowaniu obiektów podziemnych (które znajdują się w strefie

ryzyka dla zabudowy sąsiedniej), przecinających częściowo lub całkowicie naturalne drogi

filtracji w podłożu gruntowym, a także zmieniających warunki i drogi filtracji wód

podziemnych, należy wykonać obliczenia zmian reżimu hydrogeologicznego terenu budowy.

Obliczenia te należy wykonać na drodze matematycznego modelowania procesów filtracji

metodami numerycznymi. Przy obliczeniach należy określać bezpieczeństwo zabudowy

sąsiedniej.

Bardzo duże znaczenie mają odpowiednio opracowane zależności lokalne.

Statystycznie największe przemieszczenia pionowe powierzchni terenu występują w strefie o

szerokości od 0,5H do 0,75H od krawędzi wykopu, a następnie zanikają w odległości od 2H

do 4H, bądź przy wykonywaniu obniżenia zwierciadła wody gruntowej (przy zastosowaniu

studni depresyjnych usytuowanych poza obrysem wykopu) od 3H do 4H licząc od krawędzi

wykopu. W przypadku odwodnienia należy przewidzieć dodatkowe zwiększenie zasięgu

monitoringu przemieszczeń. W przypadku terenów zurbanizowanych, gdzie nie ma

zastosowania pojęcie naturalnego poziomu wód gruntowych - analiza oddziaływań filtracyjnych jest bardzo trudna z powodu nakładania się oddziaływań różnych zjawisk,

występujących w różnych fazach inwestycji. Zwierciadło wód podziemnych mogło być przecież wielokrotnie obniżane w wyniku realizacji wcześniejszych obiektów. Podsypki z

gruntów niespoistych, stosowane np. pod rurociągami, działają jak drenaże. Krótko lub

długotrwały wpływ mogą wywierać również: nieszczelna kanalizacja, awarie sieci

wodociągowych i ciepłowniczych.

Przemieszczenia pionowe powierzchni terenu w bezpośrednim sąsiedztwie wykopów można

przyjmować zgodnie z tabelą 14:


Tab.14. Zestawienie wartości przemieszczeń pionowych [13].

Przemieszczenia pionowe terenu w strefie przylegającej do wznoszonego budynku są wynikiem superpozycji przemieszczeń z poszczególnych etapów robót, obejmujących:

wykonanie obudowy, głębienie wykopu i podpieranie jego obudowy, realizację części

podziemnej budynku, a następnie całej konstrukcji oraz warunków jej użytkowania.

Proces rozwoju przemieszczeń pionowych podłoża gruntowego nie kończy się w

momencie zakończenia wykonywania wykopu. W tym momencie można stwierdzić koniec

sprężystego odprężenia gruntu. Następujące dalej wypiętrzenia są rezultatem dysypacji

nadwyżek ciśnienia ssania wody w porach. Mogą również wynikać z pęcznienia spoistego

gruntu podłoża. W podłożach niespoistych osiadania praktycznie kończą się bezpośrednio po

zakończeniu budowy. Inaczej jest w gruntach spoistych. Proces ten trwa nawet do kilku lat po

zakończeniu budowy.

W normie PN-81/ B-03020 podane są dopuszczalne wartości umownych przemieszczeń i

odkształceń zachodzących w fazie eksploatacji obiektów budowlanych przy założeniu

zakończenia odkształceń: dla warstw gruntów niespoistych i spoistych w stanie półzwartym

(IL < 0,00) - 100%,

•! dla warstw gruntów spoistych w stanie gorszym niż półzwartym (IL > 0,00) - 50%.

•! dla warstw gruntów organicznych - 25% osiadania całkowitego.

Możliwe przemieszczenia poziome ścian obudowy wykopu zestawiono w tabl.15.


Tab. 15. Wartości przemieszczeń poziomych obudów [13].

14.1. Ściany szczelinowe

Są to konstrukcje formowane w gruncie w szczelinie zabezpieczonej zawiesiną odzyskiwaną lub tężejącą i formowane z betonu zbrojonego lub wykonane z prefabrykatów

osadzonych w szczelinach.

Ściany szczelinowe są obecnie w Polsce najczęściej stosowanymi obudowami głębokich

wykopów z uwagi na sztywność oraz możliwość ich wykorzystania w konstrukcjach zarówno

ścian tunelu, podziemi budynków, jak i fundamentów. W budownictwie ogólnym najczęściej

wykonuje się je do głębokości kilkunastu metrów (od 12 m do 18 m w przypadku od dwóch

do czterech kondygnacji podziemnych), w budownictwie komunikacyjnym do głębokości do

25 m.

Grubości ścian to: 60, 80 i 100 cm, co wynika z jednej strony z obliczeń statycznych, a z

drugiej z szerokości łyżek chwytaków, którymi dysponują firmy wykonawcze.


Rys. 35. Schemat sekcji ściany szczelnej [19].

Rys.36. Przykłady stosowanych prefabrykatów w ścianach szczelinowych [7],

Głębienie szczeliny odbywa się najczęściej w osłonie z zawiesiny iłowej, której

właściwości określa się każdorazowo w projekcie, uwzględniając warunki gruntowe i wodne.

Głębienie prowadzi się sekcjami. Ich długość i odstęp pomiędzy wykonywanymi sekcjami

oraz kolejność realizacji zależą od warunków gruntowych, rodzajów ściany i rodzaju

stosowanego narzędzia, a także od sytuacji na naziomie ściany. Najczęściej wykonuje się sekcje o długości około 6 m.

Po zakończeniu głębienia do wymaganej w projekcie rzędnej do szczeliny wprowadza się elementy rozdzielcze formujące styki sekcji oraz szkielety zbrojeniowe. Jako elementy

rozdzielcze stosuje się stalowe rury lub kształtowniki, w których można zainstalować gumowe uszczelki.

Po usunięciu elementów rozdzielczych uzyskuje się gotową sekcję ściany szczelinowej.

Ponieważ poszczególne szkielety zbrojeniowe sekcji nie współpracują ze sobą, często po

skuciu górnej warstwy betonu wykonuje się wieniec, aby zapobiec klawiszowaniu ściany.

W przypadku wykonywania ściany szczelinowej w bezpośrednim sąsiedztwie fundamentów

budynku należy ograniczyć długość 1 sekcji do długości tzw. jednego zabioru łyżki chwytaka


(od 2,7 m do 2,9 m) i tak ułożyć harmonogram głębienia, aby sekcje wykonywane w

niewielkim odstępie czasu nie stykały się ze sobą. Jest to podyktowane koniecznością ograniczenia negatywnego oddziaływania tej fazy wykonania wykopu na otoczenie.

Dotychczasowe obserwacje dowiodły, że największe osiadania budynków sąsiadujących z

wykopem powstają w fazie głębienia szczeliny i betonowania ściany.

Obudowa wykopu ze ścian szczelinowych daje wiele korzyści. Można zmniejszyć zakres

odwadniania wykopu, a sztywna konstrukcja ścian rozparta stropami kondygnacji

podziemnych ogranicza poziome przemieszczenia obudowy i wpływ wykopu na obiekty

sąsiednie. W niektórych warunkach geotechnicznych wykonuje się ściany znacznie głębsze

niż to wynika z obliczeń statycznych, sięgające do warstw gruntu nieprzepuszczalnego lub

nośnego. W ten sposób odcina się wykop od wody i zmniejsza zakres odwodnienia tylko do

podłoża znajdującego się wewnątrz wykopu. Z punktu widzenia przepisów i wymagań formalnych ma to duże znaczenie, gdyż jeśli zasięg leja depresji nie wykracza poza granice

działki, nie trzeba uzyskiwać pozwolenia wodnoprawnego i w konsekwencji oszczędza się czas i koszty związane z opracowaniem operatu.

Rys.37. Zastosowanie ścian szczelinowych w konstrukcjach oporowych [7].

14.2. Obudowa berlińska [18]

Obudowa berlińska składa się z pionowych słupów oraz poziomych elementów opinki.

Słupy wykonane są najczęściej z kształtowników stalowych (dwuteowników lub ceowników).

Rzadko stosowane są inne rozwiązania, jak np. pale żelbetowe. Słupy osadza się w gruncie

metodą wbijania lub umieszczając je w wywierconym otworze wypełnionym betonem albo

zawiesiną twardniejącą. Ze względu na konieczność usunięcia związanego materiału po

odsłonięciu kształtownika, wypełnienie betonem stosuje się tylko poniżej poziomu

planowanego wykopu. Opinkę montuje się między słupami, w kilku etapach, w miarę pogłębiania wykopu i odsłaniania kolejnych warstw gruntu. Odsłonięty grunt powinien mieć możliwość zachowania chwilowej stateczności do czasu zamontowania opinki. Bardzo trudno

jest wykonać taka obudowę w gruntach łatwo się osypujących, np. w piaskach. Najczęściej

jako opinki używa się krawędziaków drewnianych. Możliwe jest również użycie elementów

stalowych lub żelbetowych. Pomimo zachowania odpowiedniej staranności niemożliwe jest


dokładne dopasowanie montowanej opinki do odsłoniętego gruntu. Dlatego w tego rodzaju

obudowie nieuniknione są przemieszczenia gruntu za obudową. W związku z tym

niewskazane jest wykonywanie obudowy berlińskiej w bezpośrednim sąsiedztwie istniejących

obiektów.

Lepsze przyleganie do gruntu zapewnia opinka z torkretu, ale w Polsce nie jest często

stosowana. Obudowę berlińską stosuje się zwykle powyżej poziomu wody gruntowej. Za

względu na nieszczelność obudowy możliwe są wycieki wody z gruntu do wykopu, ale w

takiej sytuacji należy zadbać, aby wypływająca woda nie wypłukiwała do wykopu gruntu zza

obudowy. Możliwość swobodnego wypływu wody do wykopu zabezpiecza przed

spiętrzeniem poziomu wody wynikającym ze zbudowania w gruncie szczelnej przegrody. W

przypadku niewielkich głębokości (3-4 m) ściana może pracować wspornikowo. Przy

głębszych wykopach stateczność ściany zapewniają kotwy gruntowe lub rozpory stalowe. W

przypadku kotwienia obudowy można wykonać dodatkowy wieniec przenoszący parcie

poziome obudowy na kotwy. Jest to jednak element zabierający cenną przestrzeń wewnątrz

wykopu. Dlatego najczęściej kotwi się pojedyncze słupy. Najczęściej jednak obudowa

berlińska jest konstrukcją traconą. Wynika to z trudności wyciągnięcia słupów kotwionych

lub ze szczupłości miejsca na demontaż opinki.

Fazy wykonywania obudowy berlińskiej:

a)! zagłębienie kształtownika,

b)! częściowy wykop z odsłonięciem kształtownika i skarpy,

c)! wykonanie opinki na odsłoniętej części,

d)! kolejne fazy wykopu z uzupełnianiem opinki, wykop do pełnej głębokości,

e)! wykonanie opinki do pełnej głębokości wykopu,

f)! wykonanie konstrukcji docelowej w wykopie,

g)! zasypanie przestrzeni, najczęściej z pozostawieniem opinki.

Zalety obudowy berlińskiej:

•! relatywnie nieduży koszt (mniejszy niż ściany szczelinowej),

•! akceptowalny koszt również przy małym zakresie robót,

•! łatwość kształtowania obudowy w planie,

•! możliwość zastosowania jako tymczasowe przedłużenie ściany szczelinowej.

Do wad obudowy berlińskiej można zaliczyć: •! niemożność wykonania w bezpośrednim sąsiedztwie istniejących budowli, ze

względu na większe niż w ścianach szczelinowych odkształcenia przyległego terenu,

•! nieprzydatność w gruntach poniżej poziomu wody lub łatwo osypujących się gruntów

(np. piaski ),

•! konieczność wykonania oddzielnej ściany docelowej,

•! mała nośność pionowa.


Rys. 38. Schematy ścianek berlińskich [19].

14.3. Ścianka z grodzic stalowych

Ścianka szczelna jest obudową tymczasową lub stałą z grodzic stalowych stosowana

najczęściej do obudowy wykopu w gruntach nawodnionych, zwłaszcza niespoistych.

Grodzica jest elementem budowlanym o kształcie łączącym zalety dużej nośności na

obciążenia poziome od parcia gruntu z łatwym jej pogrążaniem, wyrywaniem i małą masą jednostkową. W ten sposób ukształtowany element nie ma dużej nośności pionowej w

gruncie.

Dozwolone jest wbijanie, wwibrowywanie oraz statyczne wciskanie grodzic

gorącowalcowanych i formowanych na zimno (naroża tych ostatnich nie są pogrubione).

Ścianki szczelne pełnią szereg funkcji i mogą: a)!podtrzymywać ściany wykopów lub uskoków terenu,

b)!eliminować lub zmniejszać dopływ wody do wykopu i zabezpieczać przed takimi

zjawiskami jak: sufozja, kurzawka - rozmycie dna wykopu, (zastosowanie ścianki

szczelnej powoduje przecięcie drogi filtracji lub jej wydłużenie i zmniejszenie średniej

wartości spadku hydraulicznego a tym samym prędkości filtracji i ciśnienia spływowego),

c)! zwiększać szczelność podłoża pod podstawą fundamentu we wszelkiego rodzaju

budowlach piętrzących wodę, d)!umacniać nabrzeża w budownictwie hydrotechnicznym,

e)!w posadowieniach bezpośrednich na gruntach nawodnionych, szczególnie w przypadkach

piasków drobnych i ruchomych wodach gruntowych, mogą wygrodzić podłoże

fundamentów budowli i chronić je przed wypłukiwaniem najdrobniejszych cząstek gruntu.

Ścianki szczelne mogą być wykonane z elementów stalowych, drewnianych lub

żelbetowych.

Głębokość wbicia ścianki szczelnej zależy od następujących czynników:

-! głębokości wykopu lub uskoku terenu,


-! rodzaju podłoża poniżej dna wykopu (w gruntach kamienistych lub zawierających duże

kamienie, kłody drewna itp. przeszkody stosuje się mniejsze głębokości wbicia),

-! warunków gruntowo-wodnych (głębokość wbicia może wynikać z konieczności

zagłębienia ścianki w gruntach nieprzepuszczalnych aby uniemożliwić przepływ wody

gruntowej pod ścianką), -! wielkości obciążeń przekazywanych na ściankę szczelną wynikających z parcia gruntu i

wody, obciążenia naziomu, obciążenia podłoża w sąsiedztwie ścianki fundamentami

istniejących budowli.

W praktyce, w oparciu o dokładną analizę wielu czynników stosuje się następujące

rozwiązania:

-! ścianki szczelne niepodparte, utwierdzone w gruncie (ich stateczność zapewnia

odpowiednio duża głębokość wbicia poniżej dna wykopu),

-! ścianki szczelne podparte, jedno- lub wielokrotnie.

Głębokość wbicia ścianek podpartych może być zróżnicowana, zazwyczaj rozpatruje się dwa

przypadki:

-! wbicie na minimalną głębokość wynikającą z warunku stateczności - zapewniającą tzw.

„przegubowe podparcie w gruncie",

-! wbicie na głębokość zapewniającą jej „utwierdzenie w gruncie".

Głębokość wbicia ścianki ma istotny wpływ na wyniki obliczeń statycznych. Ścianki głębiej

wbite są zginane mniejszymi momentami, mniejsze są też reakcje w miejscach podparć (rozpór, zakotwień). Podparcia ścianek realizuje się zazwyczaj poprzez:

-! rozpory (możliwe w wykopach wąskich),

-! kotwy gruntowe,

-! ściągi, (cięgna), przenoszące obciążenia ze ścianki na elementy kotwiące takie jak: płyty i

bloki kotwiące, ścianki kotwiące, palowe układy kozłowe.

Przy jednokrotnym podparciu, poziom podpory przyjmuje się na głębokości nie większej niż 1/3 wysokości ściany. Rozstaw rozpór, kotew lub ściągów wynika zazwyczaj z

wielokrotności szerokości elementu ścianki i sztywności elementu podpierającego ściankę w

poziomie kotwienia. Zazwyczaj rozstaw elementów kotwiących nie przekracza 3 m.

W projektowaniu ścianek szczelnych obliczenia statyczne wykonuje się stosując metody

analityczne i analityczno-wykreślne. Spośród analitycznych metod najczęściej stosowana jest

metoda Bluma i Jenne, zaś analityczno-graficznych metoda Bluma. Parcie i odpór gruntu

przyjmuje się w tych metodach wg klasycznej metody Coulomba, pomija się, na korzyść bezpieczeństwa, tarcie gruntu o ściankę szczelną.

Tok postępowania podczas projektowania ścianki szczelnej jest następujący:

a)!obliczenie czynnego oraz biernego parcia gruntu na ściankę oraz parcia wody,

b)!wyznaczenie głębokości wbicia ścianki (przy założonym schemacie statycznym),

c)!wyznaczenie momentów zginających i sił w elementach podpierających (rozporach,

kotwach, ściągach),

d)!wymiarowanie elementów ścianki szczelnej i kotew,

e)!obliczenia zakotwienia.


Wszystkie obliczenia wykonuje się przy założeniu płaskiego stanu odkształcenia, na 1 m długości ścianki szczelnej.

W celu zwiększenia sztywności obudowy stosuje się technologie mieszane. Polegają one na

pogrążaniu brusów w wykopie szczelinowym wypełnionym np. zawiesiną iłowo-cementową tworząc układ swoistej synergii. Jest to wtedy konstrukcja zespolona z dwóch lub trzech

materiałów o bardzo różnych właściwościach.

Wzmocnienie obudowy ze ścianki szczelnej uzyskuje się stosując kotwy gruntowe lub

rozpory stalowe.

W obliczeniach parć i odporów gruntu stosuje się zasady ogólne wynikające z założeń teorii

Coulomba.

Jednostkowe parcia czynne i bierne oblicza się wg wzorów:

parcia czynne:

ea(z) = q ·K a + γ · z ·K a - 2 · c Z �©

p a r c i a b i e r n e :

ep(z) = q ·K p + γ · z ·K p + 2 · c Z �ª

gdzie:

z – głębokość poniżej naziomu [m],

γ – ciężar objętościowy gruntu [kN/m3] (dla gruntu poniżej zwierciadła wody gruntowej

γ’),

c – spójność gruntu.

ϕ = kąt tarcia wewnętrznego gruntu [

o]

Do wyznaczonych ea i ep dodaje się (w tym przypadku algebraicznie) wartości

hydrostatycznych parć wody.

W obliczeniach statycznych stosuje się charakterystyczne obciążenia i charakterystyczne

wartości parametrów geotechnicznych gruntu.

Dla podłoża uwarstwionego parcia i odpory gruntu w kolejnych warstwach oblicza się zastępując wszystkie wyżej leżące warstwy gruntu zastępczym obciążeniem qz. W obrębie

warstwy głębokość „z" wyznacza się od stropu danej warstwy.

Jeśli w rozpatrywanej warstwie występuje woda gruntowa o zwierciadle napiętym

obciążenie qz w stropie tej warstwy należy obliczać z uwzględnieniem parć hydrostatycznych

na spąg wyżej leżącej warstwy nieprzepuszczalnej (Rys. 39).


Rys.39. Schematy do obliczania parć hydrostatycznych i qz [17].

Projektując ściankę szczelną, w przypadku odpompowywania napływającej do wykopu

wody z jego wnętrza musimy sprawdzić wartość ciśnienia spływowego oraz czy nie nastąpi

zjawisko „przebicia hydraulicznego". Zjawisko to powstaje w wyniku unoszenia najpierw

najdrobniejszych, potem coraz grubszych cząstek gruntu przez przepływającą wodę w

kierunku wykopu.

Rys.40. Schematy do obliczeń ciśnienia spływowego [17].

Przy intensywnym przepływie wody, w wyniku pokonania przez siły ciśnienia

spływowego ciężaru gruntu γ’ następuje zjawisko zwane „kurzawką". Aby to zjawisko nie

zaistniało powinien być spełniony warunek głębokości wbicia ścianki „t" :


Nq – współczynnik nośności

r =,«

<¬

Rys. 41. Schemat do sprawdzenia min. głębokości wbicia ścianki [17].

Rys.42. Minimalne wymagane zagłębienie (hd) ścianki w podłożu z gruntu przepuszczalnego

(na rysunku nie pokazano rozparć ścianki). [7]

Jeżeli w trakcie obliczeń, potrzebny wskaźnik wytrzymałości ścianki Wx na 1 mb

przekroczy wartości zestawione w tablicach dla typowych profili, należy przeanalizować powtórnie z założeniem palościanki. Potrzebne elementy ścianki w formie zamkniętych

przestrzeni mogą przybierać rożne kształty:


Tego typu formy podlegają ścisłym obliczeniom i wyznaczeniu okresów powtarzania „b”.

Dla zwiększenia sztywności, wnętrza mogą być wypełnione betonem wraz ze zbrojeniem.

Zakotwienie ścianki realizowane jest przez cięgna, kotwy, bloki betonowe, żelbetowe i

stalowe.

Rys. 43. Graficzne wyznaczenie położenia bloków lub płyt kotwiących w gruncie sypkim [7]


Minimalne odległości płyt kotwiących:

- ścianka szczelna przegubowo podparta - ścianka sztywno utwierdzona w gruncie

w gruncie

Rys. 44. Wyznaczanie min. odległości płyt kotwiących od ścianki sztywno utwierdzonej w gruncie [17]

Pracochłonne obliczenia ścianek szczelnych metodami:

•! graficzno-analityczna Bluma jednokrotnie kotwionej,

•! analityczną Bluma,


•! graficzno-analityczną podwójnie zakotwionej w gruncie

zastępowane są obecnie odpowiednimi programami inżynierskimi.

14.4. Palisady

Palisady z pali wierconych wykonuje się w gruncie z wzajemnie stykających się lub

zachodzących na siebie pali. Zbrojenie może być w każdym lub np. co drugim elemencie.

Stosowane średnice 0,6 – 1,0 m przy długościach do 20 m.

Rys. 45. Schemat palisad stykających się i wzajemnie wciętych [19].

Do zalet tego systemu należą: •! szybkość i niski koszt wykonania tymczasowej obudowy wykopu,

•! stosunkowo duża sztywność, co pozwala na wykonywanie obudowy w sąsiedztwie

istniejących budynków wrażliwych na nierównomierne osiadanie,

•! brak drgań podczas wykonywania pali i „czysty" plac budowy,

•! możliwość stosowania w różnorodnych warunkach geotechnicznych,

•! przy świdrze ciągłym nie występuje rozluźnienie gruntu.

Oprócz klasycznych palisad stosuje się również systemy mieszane, np.

niezbrojona ściana szczelinowa i zbrojone pale (np. CFA). Rozstaw pali jest taki, aby

wykorzystać zjawisko przesklepienia w przęsłach ściany szczelinowej między palami i w ten

sposób uzyskać odpowiednią sztywność obudowy.

Do wad tej technologii należą: •! brak szczelności wynikający z wadliwego wykonania i konieczność zastosowania

wgłębnego odwodnienia,

•! konieczność ponoszenia dodatkowych kosztów dla wykończenia powierzchni ściany w

częściach pod- i naziemnych.

Znane są przykłady konstrukcji oporowych wykonanych z palisady w technologii DSM i pali

CFA.

Stateczność tego typu konstrukcji zapewniają z reguły jeden lub dwa rzędy gwoździ

gruntowych o długości średnio 8 m i nośności min. 80 kN każdy.


Do współpracy z gwoździami konieczne są rzędy oczepów. Przy braku wody gruntowej i

zalegających w ścianie gruntów piaszczystych o ID > 0,6 palisadę można wykonać z

mikropali (Ø 210 cm) zbrojonych kształtownikami IPE 140 lub 180. Całość w koronie

zamyka się oczepem.

14.5. Pale CFA

Pale CFA (ang. Continuous Flight Auger) znane Polsce pod nazwą pale FSC (Formowane

Świdrem Ciągłym) to pale wiercone, wykonywane przy pomocy świdra ciągłego osadzonego

na rurowym rdzeniu.

Wykonanie pali CFA polega na pogrążaniu świdra ruchem obrotowym na żądaną głębokość. Po jej osiągnięciu do świdra wpompowuje się mieszankę betonową, która działając pod

ciśnieniem wypycha ostrze tracone szczelnie zamykające rdzeń świdra. Podczas podnoszenia

świdra beton pod ciśnieniem dokładnie wypełnia trzon pala CFA, dzięki czemu uzyskujemy

bardzo dobry kontakt pala CFA z gruntem na pobocznicy.

Po zakończeniu betonowania do świeżej mieszanki wprowadza się zbrojenie wykonane

wcześniej w zakładzie prefabrykacji, zgodnie z projektem. Dzięki zastosowaniu rdzenia

rurowego o dużej średnicy możliwe jest również wprowadzenie kosza zbrojeniowego przed

podaniem betonu co ułatwia zbrojenia pali CFA o znacznej długości.

Pale CFA stosowane są najczęściej w gruntach spoistych twardoplastycznych i niespoistych o

wysokim stopniu zagęszczenia. Technologia jest stosunkowo tania w wykonaniu w stosunku

do uzyskiwanej nośności pala. Bezwibracyjne wykonanie pozwala zastosować pale CFA w

pobliżu istniejących budynków.

Parametry techniczne pali CFA:

-!średnice: Ø 300, Ø 400, Ø 500, Ø 600 mm

-!długość maksymalna: 30 m

-!nośność: do 2000 kN (w zależności od warunków gruntowych)

Rys.46. Etapy formowania pali CFA.


14.6. Ściana z kolumn wykonanych metodą iniekcji strumieniowej

Iniekcja strumieniowa (jet grouting) jest techniką polegającą na upłynnianiu gruntu

strumieniem cieczy o ciśnieniu 30-70 MPa i mieszaniu tego gruntu z zaczynem cementowym.

Rozróżnia się iniekcję pojedynczą, podwójną i potrójną. Żerdź z dyszami jest zagłębiana w

gruncie do żądanej głębokości, a następnie ruchem obrotowym skokowo wyciągana z

jednoczesną iniekcją. Średnica uzyskiwanej w ten sposób kolumny zależy od sposobu

upłynniania, uziarnienia gruntu oraz szybkości unoszenia żerdzi i waha się od 60-70 cm do

kilku nawet metrów. Kolumna taka może osiągać wytrzymałości od kilku do kilkunastu

megapaskali (w wyjątkowych przypadkach, np. w gruntach gruboziarnistych, takich jak

pospółki do 30 MPa). Z wzajemnie przyległych kolumn jest formowana ściana tworząca

obudowę wykopu. Stateczność jej można zapewnić montując na oczepach rozpory stalowe

lub kotwy gruntowe.

Rys.47. Ściany oporowe i grodze wykonane w gruncie nawodnionym metodą iniekcji strumieniowej [7].

Rys. 48. Etapy realizacji iniekcji strumieniowej [7].

14.7. Ściana gwoździowana

Gwoździowanie skarpy lub ściany wykopu polega na zbrojeniu gruntu gwoździami

gruntowymi o długościach od 4 – 8 , średnicach 16 – 36 mm i uciągach roboczych od kilku do

300 kN. Rozstawy: 0,8 x 0,8 do 1,5 x 1,5 m.

W szybko rozwijającej się obecnie dziedzinie budownictwa podziemnego i inżynieryjnego

iniekcyjne kotwy gruntowe znajdują szerokie zastosowanie przy zabezpieczaniu ścian


głębokich wykopów, dając dużą swobodę wykonywania robót budowlanych w porównaniu z

innymi sposobami rozparcia (rozpory, metoda podstropowa, przypory ziemne ).

Kotwy można stosować również przy wykonywaniu konstrukcji zapewniających stateczność nasypów, skarp i zboczy konstrukcji poddanych siłom wyporu wody gruntowej, stabilizacji

fundamentów, oraz jako konstrukcje kotwiące odciągi wysokich budowli ( wieże i maszty ).

Ograniczenia w stosowaniu kotwi mogą stanowić:

•! niekorzystne warunki gruntowe uniemożliwiające prawidłowe uformowanie buławy i

zapewnienie jej odpowiedniej nośności zewnętrznej,

•! wysoki poziom wód gruntowych uniemożliwiający prawidłowe wykonanie otworu

wiertniczego,

•! przeszkody podziemne w postaci infrastruktury podziemnej, fundamenty sąsiednich

obiektów,

•! brak zgody właściciela terenu na wykonanie kotwi w przypadku ich wykonania w obszarze

wykraczającym poza granice działki inwestora.

Iniekcyjna kotwa gruntowa jest konstrukcją pracującą w gruncie i jej zadaniem jest

przeniesienie obciążeń z budowanej konstrukcji oporowej na grunt. Niezależnie od typu

kotwi, jej rodzaju i technologii wykonania głównymi elementami kotwy są, buława, cięgno z

częścią swobodną oraz głowica.

Rys. 49. Kotwy gruntowe iniekcyjne – wstępnie naprężone i bierne [7]

Ze względu na różnorodny charakter konstrukcji stosowanych kotew, sposobu ich

wykonania, przeznaczenie, okres eksploatacji trudno jest o konsekwentną klasyfikację i

systematykę. Dla pewnego zobrazowania kotwy można podzielić ze względu na kryteria

przedstawione poniżej:

• Czas eksploatacji:

-! kotwy tymczasowe, czas eksploatacji, typowo 2 lata,

-! kotwy stałe (trwałe) o wieloletnim okresie eksploatacji, które stanowią trwały

element konstrukcji kotwionej.

• Rodzaj gruntu w strefie buław:

-! grunty nieskaliste (iły, gliny, piaski, żwiry itd.),

-! grunty skaliste.


• Rodzaj konstrukcji:

-! materiał cięgna (sploty linowe, prętowe),

-! rodzaj pracy buławy (buława rozciągana lub ściskana),

-! kształt buławy (poszerzenie przez iniekcję lub mechaniczne poszerzenie otworu

wiertniczego),

-! sposób wykonania iniekcji (iniekcja pojedyncza lub wielokrotna).

• Sposób wykonania otworu wiertniczego:

-! na sucho świdrem ślimakowym,

-! z płuczką, świdrami bez rurowania otworu wiertniczego,

-! z płuczką, koronkami z rurowaniem otworu wiertniczego,

-! systemem dwuprzewodowym (z przedmuchem powietrza lub z płuczką).

Kotwy iniekcyjne stanowią odpowiedzialną część konstrukcji oporowej, od jej

prawidłowego zaprojektowania zależy bezpieczeństwo całej konstrukcji zarówno w

przypadku kotew tymczasowych, które demontujemy w odpowiedniej fazie robót jak i kotew

stałych, które są stałym elementem konstrukcji oporowej. Dla wykonania projektu kotwienia

obudowy głębokiego wykopu (ściany szczelinowej, ścianki berlińskiej itp.) należy

przeanalizować następujące dane:

1.!Zebrać dane wyjściowe obejmujące podkłady konstrukcyjno-budowlane z obciążeniami

działającymi na konstrukcję kotwioną, dokumentację geologiczno-inżynierską określającą warunki gruntowe i wodne, w jakich wykonywane będą kotwy.

2.!Dokonać analizy możliwości i celowości zastosowania kotew iniekcyjnych.

3.!Ustalić schematy statyczne określające poziomy kotwienia oraz obliczenie wielkości sił (reakcji) oddziaływania na kotwy we wszystkich fazach wykonywania wykopu.

4.!Ustalić rodzaj konstrukcji zastosowanych kotew oraz ich dane geometryczne, kąt pochylenia, długość swobodną cięgna i buławy.

5.!Obliczyć nośność kotew przy określonych warunkach gruntowych.

6.!Sprawdzić stateczność układu konstrukcja - kotwy - grunt (np. wg Kranza i stateczności

ogólnej np. wg Bishopa).

7.!Zaprojektować konstrukcję kotwy (cięgno, głowica, buława).

8.!Określić zakres badań kotew (badania podstawowe, przydatności, końcowe geodezyjne).

9.!Dokonać ewentualnych korekt w projekcie wykonawczym po analizie wyników badań kotew.

Ze względu na zastosowanie kotew gruntowych rozpoznanie geotechniczne powinno

obejmować swoim zasięgiem nie tylko rejon posadowienia obiektu, ale również strefę gdzie

wykonywane będą buławy kotew. W przypadkach złożonych warunków gruntowych

wskazane jest wykonanie kotew próbnych, wykonanie badań przydatności kotew i na tej

podstawie wykonanie właściwego projektu wykonawczego kotwienia.

Dla typowych przypadków dokumentacja geotechniczna powinna określać takie parametry

gruntu jak: rodzaj gruntu, ciężar właściwy, ciężar objętościowy, kąt tarcia wewnętrznego,

spójność, stopień plastyczności lub stopień zagęszczenia, moduły odkształcenia,

wytrzymałość na ścinanie.


Dodatkowo należy rozpoznać czy grunt nie jest podatny na zmianę parametrów pod wpływem

wibracji lub działających sił dynamicznych, lub pęcznienie pod wpływem zawilgocenia.

Bardzo istotnym zagadnieniem jest rozpoznanie wahań poziomu wód gruntowych i

możliwości uzyskania depresji w trakcie robót budowlanych. Na podstawie dokumentacji

należy ocenić czy istnieje możliwość wymywania gruntu, powstawania zjawisk

kurzawkowych, pęcznienia gruntu oraz przemarzania gruntu za ścianą oporową itp.

Gwoździowanie nie ma zastosowania w przypadku wykopów położonych w pobliżu

istniejącej zabudowy oraz uzbrojenia podziemnego.

Należy zauważyć, iż gwoździ nie usuwa się po zakończeniu budowy, a to może utrudnić inwestycje planowane w przyszłości.

Gwoździowanie jest efektywne w gruntach niespoistych o średnim i dużym zagęszczeniu,

charakteryzujących się dużym tarciem wewnętrznym. Z takimi gruntami zawiesina

cementowa skutecznie zespala cięgna, przez co mają one duże uciągi i występują tylko

nieznaczne deformacje pełzania masywu gruntowego wzmocnionego gwoździami. Natomiast

gwoździowanie gruntów luźnych jest nieefektywne, uciągi gwoździ są małe, występują duże

deformacje wzmocnionego nimi gruntu i jest konieczne stosowanie gwoździ o dużych

długościach. W takich warunkach gruntowych w zasadzie zawsze lepsze są kotwy wstępnie

naprężone.

W przypadku niewielkich wysokości, skarpy mogą być bliskie pionu, przeważnie pochylenia

dochodzą do 75o. Skarpy często są pokrywane różnego rodzaju matami przeciwerozyjnymi,

siatkami stalowymi z torkretowaniem lub systemami geokomórek z wypełnieniem ziarnistym

lub betonowym.

15.. Posadawianie instalacji

Specyficzną formą robót ziemnych jest wykonywanie wykopów wąskoprzestrzennych dla

wszelkiego rodzaju instalacji i urządzeń podziemnych. Wykopy wąskoprzestrzenne możemy

wykonywać o ścianach pionowych do głębokości 1,5 m i szerokości do 0,6 m lub ze

skarpami, jeśli jest na nie wystarczająca ilość miejsca, a także o ścianach pionowych zabez-

pieczonych różnego rodzaju deskowaniami. Umocnienia te, w zależności od warunków, w

jakich mają pracować, dzielimy na: deskowania pełne, ażurowe, ścianki szczelne, ścianki

zakładane.

Rodzaj deskowania przy wykonywaniu wykopów wąskoprzestrzennych zależy od stanu

gruntu i głębokości wykopu.


Rys. 50. Przykłady rozparcia wąskich wykopów [15].

Zabezpieczanie ścian stosuje się również do wykopów szerokoprzestrzennych w następują-cych przypadkach:

•! gdy grunt jest mało spoisty i skarpy zajęłyby dużo miejsca,

•! wykonanie skarp nie jest możliwe,

•! należy obniżyć poziom wody gruntowej i zachodzi konieczność prowadzenia prac w

ściankach szczelnych.

Wykopy powinno się zasypywać niezwłocznie po zakończeniu prac budowlanych, aby nie

narażać wykonanych konstrukcji lub instalacji na działanie wpływów atmosferycznych,

szczególnie w okresie jesienno-zimowym. Wykopy należy zasypywać warstwami grubości 20

cm starannie je zagęszczając. W przypadku wykonywania tych prac w okresie zimowym

należy uważać, aby ilość zmarzniętych brył w zasypce nie przekraczała 15% jej objętości. Do

zasypywania wykopów wewnątrz budynków nie wolno używać zmarzniętego gruntu. Do

zasypywania wykopów nie wolno używać gruntów zawierających zanieczyszczenia i skła-

dniki organiczne mogące spowodować procesy gnilne.

Rys.51. Posadowienie rurociągów na znacznych głębokościach przy zaleganiu w podłożu

warstw słabych [12].


16..Monitoring i obserwacje

Obudowy ścian wykopu, pełniące rolę zarówno zabezpieczenia jak i konstrukcji części

podziemnej obiektu, stanowią odpowiedzialne elementy, których awaria lub nadmierne

przemieszczenia mogą spowodować zagrożenie bezpieczeństwa ludzi i obiektów

znajdujących się w ich sąsiedztwie. Projektując konstrukcję zabezpieczenia, oprócz określenia

sił wewnętrznych oraz zwymiarowania w oparciu o nie elementów konstrukcyjnych,

wyznacza się jej przemieszczenia.

Wykonane obliczenia bazują na wielu uproszczeniach. Obarczone są, więc niezamierzonym

błędem, o trudnej do określenia wielkości.

W oparciu o prognozowane wartości przemieszczeń obudowy wykopu określa się osiadania terenu, które stanowią podstawę oceny wpływu prowadzonych prac na sąsiednie

obiekty.

Cały powyższy tok bazuje na wielu uproszczeniach, które swoje źródło mają między innymi

w rozpoznaniu i przyjęciu warunków gruntowo-wodnych, ocenie stanu konstrukcji

istniejących, metodach obliczeniowych oraz rzeczywistym przebiegu robót.

Mając świadomość powyższego, należy na etapie wykonawczym prowadzić pomiary i

obserwacje wykonywane zazwyczaj w formie monitoringu. Terminy „pomiary" i

„monitoring", na chwilę obecną, są bardzo często mylone, przez co błędnie funkcjonują zamiennie. Ogólnie rzecz ujmując różnica pomiędzy pomiarami, a monitoringiem polega na

zakresie i częstotliwości działań. W skład każdego systemu monitoringu wchodzić muszą zarówno pomiary i obserwacje, określenie rodzaju zagrożenia (wartości ostrzegawczych i

granicznych wyników pomiaru) oraz jasne zasady informacji o tychże wynikach i sposobie

alarmowania w razie przekroczenia wartości ostrzegawczych czy granicznych (określenie

sposobu informacji o zagrożeniu). Z powyższego wynika, że monitoring charakteryzuje

znacznie szerszy zakres niż pomiary. Wymaga on ustalenia zarówno zakresu pomiarów i

obserwacji dostosowanych do zagrożenia, które chcemy monitorować, jak również instrukcji

postępowania z uzyskanymi informacjami.

Zgodnie z definicją, monitoring rozumiany jest, jako zespół działań mających na celu

odpowiednio wczesne wykrycie zagrożenia, którym w przypadku obudowy wykopu jest

zaistnienie nadmiernego przemieszczenia. Wymaga to permanentnego dokonywania

pomiarów i obserwacji oraz przestrzegania ustalonych procedur.

Monitoring obejmuje swoim zakresem:

a)! istniejące obiekty zlokalizowane w strefie oddziaływania wykopu w szczególności

zlokalizowane w strefie wpływów bezpośrednich w zakresie:

•! określenia zmian stanu technicznego obiektów,

•! rozwoju uszkodzeń w zainstalowanych szczelinomierzach,

•! przemieszczeń i odkształceń w geodezyjnych punktach pomiarowych,

b)! elementy zabezpieczenia wykopu, na które składają się konstrukcja obudowy wykopu

oraz jej podparcia w zakresie:

•! pomiarów inklinometrycznych poziomych przemieszczeń ścian szczelinowych,

•! pomiary geodezyjne ścian szczelinowych i rozparć, c)! osiadania terenu prac i terenów przyległych:

•! pomiary geodezyjne zmian wysokościowych terenu.


d)! stosunki gruntowo-wodne w zakresie:

•! pomiarów poziomów wód gruntowych,

•! kontroli zawartości części stałych w odprowadzanych wodach,

•! kontroli wskaźników jakościowych wód gruntowych.

Monitoring prowadzi się w oparciu o szczegółową dokumentację, wykonywaną zazwyczaj

etapowo w dostosowaniu do postępu prac. Składają się na nią dwa opracowania:

a)! wytyczne do projektu monitoringu opracowane na etapie projektu budowlanego za-

zwyczaj w ramach ekspertyzy technicznej;

b)! projekt monitoringu opracowany na etapie dokumentacji wykonawczej, bazujący na

ostatecznie przyjętych rozwiązaniach konstrukcyjnych i materiałowych.

Projekt monitoringu opracowuje się kompleksowo z uwzględnieniem wszystkich etapów

budowy. Monitorowanie wybranych elementów takich jak poziomy, wskaźniki jakościowe

oraz stosunki wód gruntowych, osiadania i wychylenia obiektów oraz rozwój uszkodzeń obiektów sąsiadujących rozpoczyna się przed przystąpieniem do zasadniczych prac

budowlanych. Pomiary te dostarczają cennych informacji pozwalających na ustalenie udziału

prac związanych z realizacją inwestycji w ogóle zjawisk zachodzących na rozważanym

terenie- czyli uchwycenie tła.

W projekcie monitoringu zawiera się część opisową oraz graficzną precyzującą: •! rodzaje pomiarów i obserwacji składające się na całość programu monitoringu,

•! zakres monitoringu z wyszczególnieniem elementów składowych (obiektów),

•! rozmieszczenie i ilość punktów pomiarowych,

•! sposób prowadzenia pomiarów i obserwacji, ich min. częstotliwość, dokładność oraz

powiązanie z postępem robót,

•! terminy wykonania pomiarów bazowych, ustalających stan wyjściowy,

•! wskazanie prac mających szczególne znaczenie dla bezpieczeństwa w odniesieniu do

monitorowanych wielkości,

•! minimalne okresy, w jakich należy prowadzić poszczególne pomiary i obserwacje, w

tym monitoring prowadzony po realizacji obiektu,

•! sposób rejestracji poszczególnych wyników i obserwacji oraz określenie formy, w

jakiej zostaną opracowane i przedstawione do oceny,

•! sposób oceny wyników pomiarów i obserwacji,

•! wartości ostrzegawcze i alarmowe,

•! sposób postępowania w przypadku przekroczenia wartości ostrzegawczych i

alarmowych,

•! osoby odpowiedzialne za prowadzenie monitoringu oraz ocenę i weryfikację wyników

pomiarów i obserwacji,

•! sposób i czas likwidacji punktów pomiarowych i obserwacyjnych.

W dokumentacji należy przewidzieć także możliwość rozszerzenia wstępnie wyznaczonych

stref oddziaływania wykopu. Dokonuje się tego na podstawie wyników pomiarów

przemieszczeń prowadzonych podczas głębienia wykopu.


Rozszerzenie zasięgu stref niesie za sobą konieczność zwiększenia zakresu punktów

pomiarowych. Wyjściowy okres i ilość pomiarów ustalona zostaje w korelacji z

poszczególnymi etapami wykonywania prac.

Dla obiektów, które wymagają wzmocnień konstrukcji należy przewidzieć konieczność prowadzenia monitoringu osiadań i rozwoju uszkodzeń przy prowadzenia prac

wzmacniających. Tak samo należy postąpić przy wyburzeniach, które prowadzone będą przed

przystąpieniem do zasadniczych robót budowlanych.

Niezwykle ważnym elementem projektu monitoringu jest określenie ostrzegawczych oraz

dopuszczalnych wartości mierzonych wielkości, a w szczególności przemieszczeń obudowy

oraz istniejących obiektów. Wartości te w odniesieniu do obudowy wykopu określane są przez projektanta, który powinien uwzględnić zarówno rodzaj obudowy, jak i charakterystykę oraz stan obiektów pozostających w strefie oddziaływania. Dopuszczalne przemieszczenia

istniejących obiektów określane są na podstawie inwentaryzacji oraz wynikają z oceny stanu

technicznego konstrukcji.

Z uwagi na charakterystykę inwestycji monitoring istniejących obiektów zlokalizowanych w

strefie oddziaływań jest zagadnieniem niezwykle ważnym. Poszczególne pomiary i

obserwacje rozpoczyna się przed przystaniem do zasadniczych prac, wykonując.

•! przeglądy wraz z inwentaryzacją stanu technicznego,

•! lokalizację zarysowań i pęknięć oraz instalacje szczelinomierzy,

•! instalacje wraz z wykonaniem pomiaru zerowego punktów geodezyjnych.

Na dalszych etapach obejmujących realizację wzmocnień istniejących obiektów,

formowanie zabezpieczenia oraz głębienie wykopu wykonuje się: •! kontrolę stanu technicznego odnosząc się do wykonanej inwentaryzacji,

•! pomiary rozwartości rys i pęknięć w zainstalowanych uprzednio szczelinomierzach,

•! pomiary punktów geodezyjnych.

Monitoring przemieszczeń obudowy wykopu stanowi podstawowy element weryfikacji

prawidłowego przebiegu procesu wznoszenia obiektu w jego początkowej fazie. Prowadzony

jest z wykorzystaniem pomiarów inklinometrycznych oraz pomiarów geodezyjnych.

Pomiary inklinometryczne wykorzystywane są tam gdzie wymagana jest znaczna dokładność kontroli przemieszczeń poziomych oraz brak dostępu wyklucza zastosowanie pomiarów

geodezyjnych. Dzieje się tak miedzy innymi poniżej poziomu dna wykopu.

Pomiary hydrogeologiczne prowadzone na etapie wykonawczym mają na celu dostarczenie

informacji odnośnie zmian położenia poszczególnych horyzontów wodonośnych wywołanych

przez prowadzone prace. Zmiany te mogą mieć charakter spiętrzenia zwierciadła wód

gruntowych lub ich obniżenia. W większości przypadków w pomiarach prowadzonych na

etapie wykonawczym wykorzystuje się kolumny piezometryczne, wykonane wcześniej na

potrzeby opracowania dokumentacji hydrogeologicznej. Pomiary prowadzi się nieprzerwanie

poczynając od chwili instalacji kolumn do końca realizacji inwestycji.

Kontrolę poziomu wód gruntowych należy prowadzić zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz

wykopu. Pomiary prowadzone wewnątrz obrysu wykopu pozwalają na bieżąco weryfikować wykonane obliczenia hydrogeologiczne. Umożliwiają kontrolę stopnia szczelności obudowy


oraz wykluczają niebezpieczeństwo znacznego obniżenia zwierciadła wód gruntowych poza

wykopem w przypadku powstania nieszczelności.

Uzupełniająco do pozostałych pomiarów, wykonuje się monitoring zmian wysokościowych

siatki wyznaczonych punktów pomiarowych zlokalizowanych na powierzchni terenu. Z

uwagi na zagrożenie uszkodzeniem punktów pomiarowych, wykonuje się je w postaci

reperów wgłębnych z pomiarem zerowym na czele.

Budowa obiektów wymagających wykonania głębokich wykopów, w szczególności

zlokalizowanych w terenie zabudowanym, wiąże się z licznymi utrudnieniami. W procesie

przygotowania i realizacji inwestycji niezbędna jest współpraca zespołu specjalistów z

różnych branż. Wśród nich nie może zabraknąć geotechników rozpoczynających prace już na

początkowym etapie robót.

Analiza geoinżynieryjna oraz późniejsze opracowanie projektu geotechnicznego w przypadku

dużych inwestycji wymaga przeanalizowania znacznej ilości informacji.

Szczególnego znaczenia nabierają pomiary przemieszczeń poziomych ścian obudowy

głębokiego wykopu, które znajdują odwzorowanie w zachowaniu się obiektów

zlokalizowanych w strefie objętej ich wpływami.

17.. Zagrożenia i awarie

Z punktu widzenia projektanta i wykonawcy obudowy wykopu najistotniejsza jest ocena,

a później obserwacja osiadań powierzchni terenu i kontrolowanych obiektów. Interpretacja

wyników pomiarów i ewentualne zagrożenia konstrukcji obudowy, budynków i otoczenia

głębokiego wykopu powinny być prowadzone przez niezależnego specjalistę-konstruktora.

Projektant decyduje o konstrukcji obudowy i jej parametrach oraz o działających na obudowę obciążeniach (wybierając wartości parametrów geotechnicznych podłoża i wartości współ-czynników bezpieczeństwa).

Grunt, w odróżnieniu od innych materiałów budowlanych, posiada właściwości zmieniające

się w szerokich granicach. Problemem jest również punktowe rozpoznanie podłoża.

Dotychczasowa wiedza geotechniczna, którą wykorzystuje między innymi Eurokod 7

wskazuje, że poprawne uzyskanie wartości właściwości wytrzymałościowych i

odkształceniowych gruntu wymaga spełnienia nie jednej, a szeregu procedur, które w

rezultacie prowadzą do określonych oszacowań warunków w podłożu.

Można przytoczyć cały szereg przykładów, gdy podawane wartości znacznie różniły się od

siebie.

W Polsce jedną z większych katastrof budowlanych było złamanie ściany szczelinowej na

budowie przy ul. Puławskiej w Warszawie. Jak ustalono, błędy popełniono na etapie

projektowania i w czasie realizacji budowy. W fazie projektowania niewłaściwie wybrano

wartości parametrów wytrzymałościowych iłów, co wpłynęło na niedoszacowanie obciążenia

parciem gruntu ściany wykopu i w konsekwencji złe parametry projektowe ściany

szczelinowej. W czasie budowy między innymi zaniechano obserwacji przemieszczeń obudowy i pobliskich wysokich budynków mieszkalnych oraz nie uwzględniono ruchów

pionowych chodnika i jezdni w pobliżu krawędzi wykopu sygnalizujących narastanie

poziomych przemieszczeń ściany szczelinowej. Konsekwencje tej katastrofy były dotkliwe

zarówno dla projektantów, jak i wykonawcy.


Efektem oddziaływań głębokich wykopów i zarazem kryterium szkodliwości lub

dopuszczalności realizacji są przede wszystkim deformacje ścian obudowy wykopów oraz

okalającego terenu wraz z obiektami sąsiednimi i zmiany warunków gruntowo-wodnych w

rejonie wykonywanej inwestycji. Deformacje podłoża i elementów konstrukcyjnych,

związane z nimi zarysowania, a następnie pęknięcia - mogą powodować znaczne uszkodzenia

obiektów w bezpośrednim sąsiedztwie. Oddziaływanie głębokiego wykopu może wywołać trzy różne kategorie uszkodzeń:

•! efekty wizualne, estetyczne (szkody architektoniczne),

•! szkody użytkowe lub funkcjonalne,

•! szkody zagrażające stateczności konstrukcji.

Przyjęcie określonego rozwiązania obudowy wykopu (wspornikowa lub podparta) decyduje o

charakterze deformacji gruntu za ścianą. Charakterystyczne schematy awarii konstrukcji oporowych ze ścianek szczelnych

zakotwionych w gruncie przedstawia Rys. 52.

Schemat (a) obrazuje przypadek utraty ogólnej stateczności wskutek nadmiernego

obciążenia naziomu. Takiej awarii zapobiega się przyjmując długie kotwy gruntowe.

Schemat (b) przedstawia awarię spowodowaną niewystarczającym zagłębieniem ścianki

poniżej dna wykopu. Można tego uniknąć wbijając ściankę głębiej.

Rys. 52. Schematy awarii obudów wykopów [7].

Schemat (c) odpowiada przesunięciu poziomemu bryły gruntu zawartej między ścianką a

płaszczyzną pionową, przecinającą koniec kotwy gruntowej. Takiemu wypadkowi

przeciwdziała poprawienie naturalnych cech gruntu za ścianką lub zmniejszenie w nim

ciśnienia spływowego.

Schemat (d) dotyczy szczególnego przypadku — poślizgu masywu za ściankę po

przewarstwieniu ze słabego gruntu. W takich warunkach geotechnicznych jest celowe

zaprojektowanie oprócz kotew utrzymujących górną część ścianki, także rozpór

usytuowanych w poziomie bliskim słabej warstwie.

Specyficzna przyczyna uszkodzenia konstrukcji oporowej ze ścianek szczelnych może

wystąpić w przypadku stosowania do ich wzmocnienia kotew gruntowych wstępnie


naprężonych. Schemat takiego uszkodzenia i mechanizm jego powstania przedstawia rys 53.

Przemieszczenie w stronę wykopu górnej części ścianki, utrzymywanej przez kotwę, może

zajść bez poślizgu kotwy w gruncie lub bez znacznego wydłużenia jej cięgna. Przyczyną jest

wciśnięcie ścianki w grunt przez składową pionową siły przekazywanej na nią przez kotwę.

Rys. 53. Schemat awarii obudowy wraz z kotwami gruntowymi [7].

Należy pamiętać, że realizacja głębokich wykopów w terenie silnie zurbanizowanym może

powodować olbrzymie straty, a niejednokrotnie awarie i katastrofy.

Wyniki obserwacji przemieszczeń obudowy wykopu są informacją o potencjalnym

zagrożeniu awarią. Zwiększone zagrożenie katastrofą występuje, gdy wykop jest realizowany:

•! w słabych gruntach,

•! na znacznej głębokości poniżej ustabilizowanego zwierciadła wody gruntowej,

•! w sąsiedztwie wysokiej zabudowy,

•! obok intensywnie obciążonej ruchem drogi lub linii kolejowej,

•! w sąsiedztwie podziemnej infrastruktury (np. rurociągu ciśnieniowego, rurociągu

ciepłowniczego, przewodów gazowych i energetycznych).

Wówczas powinien być na budowie ustanowiony zespół, którego obowiązkiem jest stałe

obserwowanie zachowania się obudowy wykopu, jego dna i sąsiedniego terenu oraz analiza

wyników pomiarów przemieszczeń. Zdarzają się także zarysowania ścian budynków w czasie wykonywania wykopów

kanalizacyjnych czyli robót w stosunkowo wąskim pasie.

Zjawiska te są na tyle ważne, że warto o tym również wspomnieć. Roboty instalacyjne prowadzone są z reguły przez mniejsze firmy, a awarie wynikają z braku

należytego przygotowania fachowego przypadkowych często pracowników i zwykłego

niedbalstwa. Przyczyną i wynikiem zarysowania ścian budynków jest więc osiadanie tych

ścian, których fundamenty znalazły się w zasięgu klina odłamu gruntu wywierającego parcie

na obudowę, np. wykopu o głębokości 6 m zabezpieczonego balami drewnianymi z

rozparciem.


Znajomość płaszczyzny klina odłamu, która odchyla się od pionowej ściany wykopu o kąt

" K�} i,®

� umożliwia w każdym przypadku stwierdzenie potencjalnego wpływu wykopu

na istniejący obiekt.

Zakładając, że kąt tarcia wewnętrznego w tym rodzaju gruntu wynosi max. 20o otrzymamy

tgα = 0,7 stąd zasięg płaszczyzny odłamu 4,2 m, a więc przewyższający odległość wykopu od

budynku, czyli 3,05 m.

Aby nie dopuścić do wytworzenia się klina odłamu należało zastosować w tym przypadku

ściankę szczelną z rozparciem na całej wysokości.

W innym przypadku, gdy wykop o głębokości ok. 3 m był realizowany bardzo blisko

budynku w gruntach budowanych przez gliny w stanie zwartym założono, że nie będzie

żadnego szalowania wykopu.

W trakcie szybkiego wykonawstwa, zaczął padać jednak deszcz. Opady okazały się na tyle

długotrwałe, że nastąpiła zmiana właściwości fizyko-mechanicznych gruntów spoistych i w

konsekwencji utrata stateczności ścian wykopu i fundamentów budynku. W wyniku czego

zawaliła się ściana budynku.

Według najczęściej cytowanego kryterium Bjerruma, graniczne wartości osiadań wynikające

z reakcji i wpływu wykopów odniesione do długości, na której występują mogą powodować zagrożenia:

β = 1/750 - możliwość uszkodzenia urządzeń wyposażenia budynku (1,33 mm/m),

β = 1/600 - granica bezpieczeństwa ustrojów ramowych (1,66 mm/m),


β = 1/500 - granica bezpieczeństwa dla budynków, w których konstrukcji pojawienie się pęknięć jest niedopuszczalne (2,00 mm/m),

β = 1/300 - pojawienie się pierwszych pęknięć w ścianach działowych, możliwość pojawienia się usterek w eksploatacji żurawi bądź dźwigów (3,33 mm/m),

β = 1/250 - widoczne wizualnie przechylenie budynków wysokich o sztywnej konstrukcji

(4,00 mm/m),

β = 1/150 - poważne pęknięcia w ścianach działowych i murowych, granica bezp. dla ścian

murowych o stosunku wysokości do rozpiętości mniejszym od 1/4, możliwość wystąpienia awarii (szkód konstrukcyjnych) większości budynków (6,67 mm/m).

Szerzej o kryteriach i przyczynach powstawania zagrożeń i awarii przeczytać można w

materiałach z tegorocznych XXVIII Ogólnopolskich warsztatów pracy projektanta

konstrukcji [ 13 ].

18.. Podstawowe warunki bezpieczeństwa pracy podczas wykonywania

wykopów

Podstawą do prowadzenia prac ziemnych jest projekt określający położenie instalacji i

urządzeń podziemnych, mogących znaleźć się w zasięgu prowadzonych robót.

W dokumentacji projektowej powinno być określone również bezpieczne nachylenie ścian

wykopów, m.in. w przypadku, gdy roboty ziemne są wykonywane w gruncie nawodnionym

lub ilastym, czy osuwiskowym, gdy teren przy skarpie wykopu ma być obciążony w pasie

równym głębokości wykopu, np. poprzez poruszające się pojazdy oraz sprzęt budowlany,

odkład urobku, bądź składowanie materiałów a także, gdy głębokość wykopu wynosi więcej

niż 4 m.

Ponadto w dołączonej do projektu informacji bezpieczeństwa i ochrony zdrowia, spo-

rządzanej przez projektanta, powinien być dobrany i określony sposób zabezpieczenia skarp

wykopów. Do prowadzenia robót ziemnych niezbędna jest również dokumentacja

geologiczno-inżynierska.

Na etapie planowania i przygotowania robót ziemnych wykonawca powinien:

•! dokładnie ustalić z nadzorem technicznym budowy miejsce i sposób prowadzenia robót,

aby uniknąć kolizji z trasami instalacji i urządzeń podziemnych,

•! oznakować trasy instalacji i urządzeń podziemnych oraz określić bezpieczną odległość od

nich, w porozumieniu z właściwą jednostką, w której zarządzie lub użytkowaniu znajdują się te instalacje,

•! dokonać wyboru sposobów zabezpieczenia skarp wykopów w zależności od warunków

(skarpowanie, obudowa tradycyjna, obudowy prefabrykowane, ścianki szczelne i

zabezpieczenia inne specjalistyczne).

Przy doborze odpowiedniej konstrukcji obudowy powinno się uwzględnić rodzaj, gabaryty

i parametry techniczne przewidywanego sprzętu do robót ziemnych, rodzaj i technologię przewidywanych robót budowlanych, zakładane tempo realizacji robót, zagospodarowanie

pasa roboczego na czas trwania robót,

•! wyznaczyć drogi dla środków transportu i poruszającego się sprzętu, tak by przebiegały

poza granicą klina naturalnego odłamu gruntu przy wykopach oraz na nasypach,


•! dokonać właściwego doboru sprzętu do wykonywanych robót uwzględniając parametry

pracy sprzętu takie jak: wydajność, moc sprzętu, zakresy robocze, dostosowanie do

kategorii gruntu, warunków poruszania się po terenie (głównie pochyłościach),

•! wyznaczyć i oznakować strefy niebezpieczne związane z pracą sprzętu,

•! zapewnić stały dozór na terenie robót ziemnych wykonywanych w związku z budową dróg, w przypadku gdy teren ten nie może być ogrodzony,

•! z uwagi na występowanie, przy robotach ziemnych, zagrożeń czynnikami biologicznymi,

zapewnić urządzenia higieniczno-sanitarne.

Wykonywanie prac powinno być niezwłocznie przerwane w przypadku odkrycia instalacji

lub niezidentyfikowanych przedmiotów. Dalsze postępowanie musi być wówczas ustalone z

nadzorem technicznym budowy. Jest to szczególnie istotne z uwagi na niewypały, które nadal

są odkopywane podczas prac ziemnych.

Bezpieczeństwo pracy w wykopach zależy nie tylko od prawidłowego ich zabezpieczenia, ale

również od systematycznie dokonywanych przeglądów.

Przy wykonywaniu wykopów należy spełniać wymagania zawarte w Rozporządzeniu

Ministra Infrastruktury z dnia 6.02.2003 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy

podczas wykonywania robót budowlanych.

Zgodnie z Rozp. w wykopach średniogłębokich i głębokich należy wykonać zejścia (wejścia)

do wykopu.

Odległość pomiędzy zejściami (wejściami) nie powinna przekraczać 20 m.

W przypadku wykopów średniogłębokich zejścia można wykonywać w postaci drabin. W

wykopach głębokich zejścia powinny być wykonywane w postaci schodów zabezpieczonych

odpowiednimi barierami.

Jeżeli w sąsiedztwie krawędzi wykopu przewiduje się ruch ludzi, to krawędź wykopów o

głębokości większej od lm powinna być zabezpieczona odpowiednią barierką. W wykopach

wąskoprzestrzennych o szerokości większej od 0,8 m, jeżeli potrzebny jest ruch ludzi po obu

stronach wykopu, należy wykonywać przejścia. Rozstaw przejść nie powinien być większy

niż 20 m.

W czasie wykonywania robót ziemnych nie wolno dopuszczać do tworzenia się nawisów.

W skarpie wykopu nie wolno pozostawiać odsłoniętych w trakcie robót głazów, elementów

starych instalacji itp. Elementy te powinny być natychmiast usuwane.

W przypadku wykopów głębokich, wykonywanych metodą stropową, należy także rozważyć zawarte w Rozporządzeniu dodatkowe wymagania dotyczące oświetlenia i wentylacji.

Wykopy o ścianach pionowych nieumocnionych, bez rozparcia lub podparcia, mogą być wykonane tylko do głębokości 1 m w gruntach zwartych., w przypadku gdy teren przy

wykopie nie jest obciążony w pasie o szerokości równej głębokości wykopu.

Wykopy bez umocnień o głębokości większej niż 1 m, lecz nie większej niż 2 m, można

wykonywać, jeżeli pozwalają na to wyniki badań gruntu i dokumentacja geologiczno-

inżynierska.

Zabezpieczenie ażurowe ścian wykopów można zastosować tylko w gruntach zwartych.

Stosowanie zabezpieczenia ażurowego ścian wykopów w okresie zimowym jest zabronione.

Niedopuszczalne jest używanie elementów obudowy wykopu niezgodnie z przeznaczeniem.


Literatura:

1.! Biernatowski K. [ i in.] : Fundamentowanie. Projektowanie i wykonawstwo. Tom I-

Podłoże budowlane. Arkady, Warszawa 1987 r.

2.! Bzówka J. [i in.] : Geotechnika komunikacyjna. Wyd. Pol. Śl., Gliwice 2013r.

3.! Dembicki E.: Fundamentowanie. Tom I. Arkady, Warszawa 1987 r.

4.! Dembicki E., Tejchman A.: Wybrane zagadnienia fundamentowania budowli

hydrotechnicznych. PWN, Warszawa 1981 r.

5.! Fanti K. [i in.] : Budowle piętrzące. Arkady, Warszawa 1972 r.

6.! Instrukcja ITB Nr 427/2007 : Warunki techniczne wykonania i odbioru robót

budowlanych.

7.! Jarominiak A. : Lekkie konstrukcje oporowe. WKŁ, Warszawa 2000 r.

8.! Jarominiak A. [I in.] : Podpory mostów. Wybrane zagadnienia. WKŁ, Warszawa 1981

9.! Jermołowicz P. : Konieczność określania stateczności skarp wykopów oraz zboczy

naturalnych w aspekcie błędów projektowych i wykonawczych. ZOIIB – szkolenie

2010 r.

10.!Jermołowicz P.: Eurokod 7 – Wybrane zagadnienia. LOIIB – szkolenie 2012 r.

11.!Jermołowicz P.: Geosyntetyki w budownictwie hydrotechnicznym. Zasady obliczeń i szczegółowe kryteria doboru. POIIB – szkolenie 2012 r.

12.!Jermołowicz P.: Osuwiska – sposoby określania zasięgu, obliczanie stateczności i

sposoby zabezpieczeń. POIIB – szkolenie 2012 r.

13.!Materiały z XXVIII Ogólnopolskich warsztatów pracy projektanta konstrukcji. Wisła

2013 r.

14.!Pałys F., Smoręda Z.: Poradnik technika melioranta. PWRiL, Warszawa 1986 r.

15.!Poradnik majstra budowlanego. Arkady, Warszawa 1992 r.

16.!Rossiński B.: Błędy w rozwiązaniach geotechnicznych.Wyd. Geolog., Warszawa 1978

17.!Rybak Cz.: Fundamentowanie. Projektowanie posadowień. DWE, Wrocław 1997 r.

18.!Rychlewski P.: Obudowa berlińska. Inżynier Budownictwa 4/2012

19.!Siemińska-Lewandowska A.: Głębokie wykopy. Projektowanie i wykonawstwo.

WKŁ, Warszawa 2011 r.

20.!Skaldawski E.: Roboty ziemne. WKŁ, Warszawa 1971 r.

21.!Wieczysty A.: Hydrogeologia inżynierska. PWN, Warszawa 1982 r.

22.!Wiłun Z.: Zarys geotechniki. WKŁ, Warszawa 1982 r.

23.!Wysokiński L.: Błędy systematyczne w rozpoznaniu geotechnicznym i ich wpływ na

projektowanie budowlane. Mat. XXIII Konf. Awarie budowlane. Międzyzdroje 2007 r

24.!Ustawa z 9.06.2011 Prawo geologiczne i górnicze.

25.!Rozp. Min. Środ. z 23.12.2011 w sprawie dokumentacji hydrogeologicznej i

dokumentacji geologiczno-inżynierskiej.

26.!Rozp. MTB i GM z 25.04.2012 w sprawie ustalania geotechnicznych warunków

posadawiania obiektów budowlanych.

27.!Rozp. MTiGM z 2.03.1999 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny

odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie.


28.!Rozp. MI z 12.04.2002 w sprawie warunków technicznych jakim powinny

odpowiadać budynki i ich usytuowanie.

29.!Rozp. MI z 6.02.2003 w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy podczas

wykonywania robót budowlanych .

30.!Rozp. MI z 6.11.2008 w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu

budowlanego.

31.!Bolt A. [i in.]: Mechanika gruntów w zadaniach. PG, Gdańsk 1982.

32.!Poradnik ITB. Projektowanie geotechniczne wg Eurokodu 7. Wysokiński, Kotlicki,

Godlewski. W-wa 2011

33.!Wytyczne wzmacniania podłoża gruntowego w budownictwie drogowym. IBDiM,

W-wa 2002.


Załącznik:

Przykłady obliczeniowe

Dla dociekliwych…

roboty ziemne przy realizacji obiektów budowlanych i ... · zgodnie z definicj ą normy...

Documents