ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA:

Transkrypt

1 ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA: CZĘŚĆ II GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA projektowanej Hali Sportowej Politechniki Poznańskiej położonej miedzy ul. Przystań i ul. Piotrowo w Poznaniu CZĘŚĆ TEKSTOWA 1. Podstawa opracowania 2. Ogólna charakterystyka projektowanej hali 3. Kategoria geotechniczna i rodzaj warunków gruntowych 4. Analiza i ocena warunków gruntowo wodnych 5. Ustalenia w sprawie sposobu posadowienia projektowanej hali CZĘŚĆ RYSUNKOWA Rys. 1. Przekroje geotechniczne nr: I, II i III z usytuowaniem projektowanej hali sportowej Rys. 2. Przekrój poprzeczny nr VI z najniekorzystniejszymi warunkami wodnymi 1

2 1. PODSTAWA OPRACOWANIA 1) Dokumentacja geotechniczna ustalająca warunki gruntowo wodne występujące w podłożu hali sportowej Politechniki Poznańskiej położonej między ul. Przystań i ul. Piotrowo w Poznaniu wyk. przez GEOTECHNIKA Jerzy Rzeźniczak Poznań, czerwiec 2012 r. 2) Wyniki analizy i oceny dotychczasowych ustaleń w sprawie sposobu posadowienia projektowanej hali. 3) Praktyczne doświadczenia wyniesione podczas projektowania i realizacji posadowień sąsiednich budynków: Centrum Wykładowego, Biblioteki oraz Wydziału Technologii Chemicznej Politechniki Poznańskiej usytuowanych na podobnym podłożu gruntowym. 2. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PROJEKTOWANEJ HALI SPORTOWEJ Z dotychczasowych ustaleń projektowych wynika, że projektowana hala będzie obiektem o wymiarach w rzucie ok. 35,0 x 102,87 m. Będzie to budynek składający się z trzech (zdylatowanych) części na które składają się: dwie części w obu szczytach budynku, które będą miały trzy kondygnacje, w tym jedna kondygnacja piwniczna, środkowa część budynku to jednokondygnacyjna sala sportowa o wysokości 12,0 i o wymiarach w rzucie 34,12 x 52,40 m. Całość budynku przykrywa płaski stropodach, który nad otwartą przestrzenią sali sportowej wsparty będzie na dwóch rzędach słupów usytuowanych w ścianach podłużnych w rozstawie co 5,85 m. Projektowana hala będzie miała wysokość 9,00 m powyżej powierzchni terenu i zagłębienie części podpiwniczonej z posadzką na rzędnej 57,79 m n.p.m. Takie wysokościowe usytuowanie powoduje, że przy powierzchni terenu na rzędnej 61,40 m n.p.m. posadzka całego podpiwniczenia będzie zagłębiona 3,61 m poniżej powierzchni terenu, a poziom posadowienia będzie odpowiednio głębiej (ok. 4,51 m). 2

3 3. KATEGORIA GEOTECHNICZNA I RODZAJ WARUNKÓW GRUNTOWYCH Wg ustaleń podanych w Rozporządzeniu w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych z dn r. występujące w rozważanym podłożu warunki gruntowe są niekorzystne ze względu na zaleganie nasypów niekontrolowanych, jednak przy występowaniu zwierciadła wód gruntowych poniżej projektowanego poziomu posadowienia warunki te nie są złożone. Projektowany budynek Hali Sportowej należy zaliczyć do drugiej kategorii geotechnicznej. W tych warunkach projektowana inwestycja nie będzie miała żadnego negatywnego oddziaływania na istniejące środowisko. Wobec takich uwarunkowań dalsze prace związane z projektowaniem posadowienia rozważanej Hali Sportowej można będzie prowadzić na podstawie danych i ustaleń podanych w wykonanych opracowaniach obejmujących: Dokumentację geotechniczną oraz Geotechniczne warunki posadowienia. Nie ma tu potrzeby wykonywania Dokumentacji geologiczno inżynierskiej. 4. ANALIZA I OCENA WARUNKÓW GRUNTOWO WODNYCH 4.1. Opis warunków gruntowo wodnych występujących w rozważanym podłożu przedstawiono w I-szej części opracowania pt. Dokumentacja geotechniczna Czynnikami decydującymi o geotechnicznych właściwościach całego rozważanego podłoża mającymi istotne znaczenie dla racjonalnego sposobu posadowienia projektowanego budynku są następujące właściwości warunków gruntowych: 1) Na całym obszarze projektowanej zabudowy w podłożu zalegają nasypy o dość grubej warstwie, lokalnie dochodzącej do ok. 10,0 m. Skład tych nasypów jest bardzo zróżnicowany, występują w nich grunty o niekorzystnych właściwościach geotechnicznych. W składzie nasypów przeważają: grunty spoiste, grunty organiczne (piaski próchnicze i gliny próchnicze, lokalnie namuły organiczne). Zróżnicowany jest także stan nasypów, które w przewadze są w stanie luźnym (piaski próchnicze) i w stanie plastycznym (gliny). W części przypowierzchniowej nasypy są w przewadze w stanie średniozagęszczonym oraz w stanie twardoplastycznym. 3

4 2) Charakterystycznym jest występowanie w nasypach skupisk gruzu ceglanego, kamieni i elementów betonowych, których obecność utrudniała wiertnicy (a nawet uniemożliwiała) przewiercenie. 3) Z analizy warunków gruntowych występujących poniżej projektowanego poziomu posadowienia hali (jak na załączonych przekrojach podłużnych rys. 1) wynika, że bezpośrednie podłoże będzie bardzo zróżnicowane, albowiem poniżej poziomu posadowienia zalegają: w przewadze nasypy z gruntów organicznych (z glin próchniczych i z piasków próchniczych), o zróżnicowanej grubości warstwy, maksymalnie do ok. 5,0 m, w części mineralne twardoplastyczne mułki (warstwa IIB o I L 0,20), lokalnie w rejonie południowego szczytu hali twardoplastyczne iły (warstwa IVA o I L = 0,05) W rozważanym podłożu występują wystarczająco korzystne warunki wodne, umożliwiające wykonanie projektowanego wykopu fundamentowego bez kontaktu z wodą gruntową. Ogólnie przy analizowaniu warunków wodnych rozważanego podłoża należy uwzględnić, że: 1) Rozpoznano występowanie ustabilizowanego zwierciadła wody gruntowej (w nawodnionych piaskach i w nasypach) na głębokościach 5,30 6,60 m, tj. na rzędnych w przedziale 56,27 54,39 m n.p.m. Trzeba tu jednak uwzględnić prognozę przewidującą możliwość okresowego występowania stanów wyższych co najmniej o 0,50 m. 2) Występuje tu naturalny przepływ wód gruntowych ku Warcie, w kierunku zachodnim i wynikające stąd nachylenie zwierciadła wody gruntowej 3) Koniecznym jest uwzględnienie chemizmu wód gruntowych. Wprawdzie wykonanie badania składu chemicznego wody pobranej z otworu nr 2 (zał. 2 w Dokumentacji geotechnicznej ) wykazują, że woda jako środowisko dla betonu nie jest agresywna (X o ), ale z badań archiwalnych przeprowadzonych na sąsiednim terenie (Centrum Wykładowe) wynika, że agresywność wody może być zmienna w czasie. W bliskim sąsiedztwie stwierdzono (wg PN-80B-01800): silną agresywnością siarczanową h a słabą agresywnością kwasową la 1. 4

5 5. USTALENIA W SPRAWIE SPOSOBU POSADOWIENIA PROJEKTOWANEJ HALI 5.1. Ogólne zalecenia odnośnie sposobu posadowienia projektowanej hali Analiza i ocena specyficznych właściwości rozważanego podłoża gruntowego doprowadza do stwierdzenia, że na tych gruntach projektowanej tu hali (z jedną kondygnacją podziemną) nie można posadowić bezpośrednio. Koniecznym będzie posadowienie całego obiektu na płycie fundamentowej z zastosowaniem odpowiedniego wzmocnienia podłoża zalegającego pod płytą Ustalenia dotyczące posadowienia hali na płycie fundamentowej W istniejących warunkach najwłaściwszym będzie posadowienie całego obiektu na żelbetowej płycie fundamentowej, wykonanej w trzech zdylatowanych częściach. Wstępnie przyjęto, że płyty pod skrajnymi trzykondygnacyjnymi częściami będą miały grubość ok. 50 cm. Grubość płyty pod salą sportową (środkowa cześć obiektu) można będzie zróżnicować uwzględniając występujące zróżnicowanie obciążeń przekazywanych przez dwa rzędy słupów i przez posadzkę sali sportowej Ustalenia w sprawie sposobu wzmocnienia podłoża pod płytą fundamentową 1) Wykorzystując doświadczenia uzyskane podczas projektowania i realizacji posadowienia sąsiednich budynków - posadowionych w podobnych warunkach gruntowych możliwym jest podanie zalecenia aby wzmocnienia podłoża pod płytą fundamentową projektowanej Hali Sportowej wykonać z zastosowaniem sprawdzonej technologii przemieszczeniowych kolumn betonowych typu CMC (sprawdzonej przy posadowieniu aktualnie budowanego budynku Wydziału Technologii Chemicznej). 2) Przemieszczeniowa technologia CMC w porównaniu do klasycznych technologii palowych opartych o wiercenia charakteryzuje się tym, że w trakcie prowadzenia robót następuje dodatkowa poprawa parametrów ośrodka gruntowego. Technologia kolumn (pali) przemieszczeniowych umożliwia ponadto rejestrację i kontrolę oporu pogrążania narzędzia wiertniczego w środowisku gruntowym, dzięki czemu możliwa jest pośrednia ocena nośności kolumn w trakcie ich wykonywania i ewentualne korygowanie potrzebnej długości kolumn. 5

6 3) Średnica i długości kolumn CMC Możliwym jest wykorzystanie ustaleń dokonanych przy posadowieniu budynku Wydziału Technologii Chemicznej, gdzie po wykonaniu próbnych obciążeń dla próbnych kolumn ustalono zastosowanie kolumn CMC o średnicy 360 mm. Tam też wstępnie przyjęto, że długości kolumn będą zależne od przekazanych obciążeń i tak zagłębienie podstaw kolumn w grunty nośne będzie wyniosło: minimum 2,0 m dla obciążeń rzędu 400 kn, maksimum 7,0 m dla obciążeń rzędu 1050 kn. Do wykonania kolumn CMC przewidziano zastosowanie betonu C16/20. 4) Z analizy rodzaju warunków gruntowych występujących poniżej projektowanej rzędnej posadowienia (56,89 m n.p.m.) wynika, że na ok. 50% powierzchni dna tak wykonanego wykopu występować będą nasypy, a na pozostałej powierzchni będą mineralne twardoplastyczne mułki (warstwa IIB o I L = 0,20). W takich warunkach do rozważenia i opracowania pozostanie ustalenie sposobu rozmieszczenia kolumn, szczególnie w środkowej części hali zajmowanej przez posadzkę sali sportowej Sposób zabezpieczenia podpiwniczenia przed zawilgoceniem oraz sposób wzmocnienia słabych nasypów w dnie wykopu fundamentowego Z analizy rozpoznanych warunków gruntowych wynika, że projektowany poziom posadowienia hali usytuowany będzie powyżej ustabilizowanego zwierciadła wody gruntowej. Należy jednak zwrócić uwagę, że przy możliwości okresowego wyższego występowania wód gruntowych (co szacuje się na ok. 50 cm) i przy istniejącym naturalnym przepływie (połączonym z wyraźnym spadkiem ku Warcie) nie możnaby dopuścić aby podziemna cześć hali była przeszkodą grodzącą takie przepływy. Do uwzględnienia pozostają także lokalnie zauważone nieduże sączenia występujące (i mogące występować w przyszłości) wśród zalegających tu nasypów. Wymienione wyżej uwarunkowania powodują, że zaleca się wykonanie tłuczniowej poduszki grubości 40 cm z tłucznia 31,5/63 mm (bazalt, granit lub melafir). 6

7 Taka poduszka tłuczniowa (w osłonie z geowłókniny) spełni tutaj jeszcze drugą wymaganą funkcję, a mianowicie będzie stanowiła wzmocnienie słabych nasypów zalegających w dnie wykopu dla umożliwienia ruchu maszyn budowlanych. Ta druga rola poduszki tłuczniowej wymaga ułożenia pod tłuczniem odpowiednio dobranej geosiatki z poliestru lub z poliwinyloalkoholu. Tak wykonana poduszka tłuczniowa w formalnej ocenie nie jest drenażem, jej obecność ma służyć jedynie uporządkowaniu warunków wodnych w rejonie podpiwniczenia hali, które wówczas będzie wymagało zabezpieczenia tylko izolacją przeciwwilgociową Uwzględnienie zalegania w wykopie iłów W małym fragmencie południowego szczytu hali w dnie wykopu wystąpią iły (warstwa IVA o I L = 0,05). Są to grunty ekspansywne o szczególnych właściwościach geotechnicznych i koniecznym będzie uwzględnienie i zastosowanie wszystkich zaleceń odnośnie sposobu zabezpieczenia takiego podłoża podanych w Instrukcji ITB Posadowienie budowli na gruntach ekspansywnych (redakcja Jerzego Przystańskiego). Opracował: dr inż. Jerzy Rzeźniczak specjalista geotechnik upr. geolog. nr VII-1166 certyfikat PKG nr 31/98 7