PRZEDSIĘBIORSTWO USŁUG GEOLOGICZNYCH KIELKART

Transkrypt

1 PRZEDSIĘBIORSTWO USŁUG GEOLOGICZNYCH KIELKART Kielce, ul. Starowapiennikowa 6 DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO dla potrzeb koncepcji przebudowy drogi wojewódzkiej nr 973 Tarnów Żabno na odcinku od km do km Zleceniodawca: PROMOST CONSULTING T. SIWOWSKI SPÓŁKA JAWNA Rzeszów ul. Bohaterów 10 Sudeckiej Dywizji Piechoty 4 Opracował: mgr inż. Maciej Falkiewicz Nr upr. VII Kielce, październik 2013 r.

2 SPIS TREŚCI 1. Wstęp Charakterystyka techniczna projektowanej inwestycji Ogólna charakterystyka terenu badań Lokalizacja i sposób użytkowania terenu Morfologia i hydrografia Budowa geologiczna Warunki hydrogeologiczne Zakres wykonanych prac badawczych Wiercenia badawcze Badania terenowe i opróbowanie Prace geodezyjne Warunki geotechniczne Podsumowanie Spis literatury i materiałów archiwalnych...11 Spis załączników: Zał. nr 1 Wycinek mapy topograficznej w skali 1: z lokalizacją badanego odcinka drogi. Zał. nr 2 Wycinek Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski w skali 1: arkusz Tarnów z lokalizacją badanego odcinka drogi. Zał. nr Mapy sytuacyjno wysokościowe w skali 1:1000 z lokalizacją otworów geotechnicznych Zał. nr Profile otworów geotechnicznych wykonanych w ramach dokumentacji geotechnicznej w skali 1:50. Zał Arkusze wyników badań sondą SDS. Zał. nr 6 Tabela normowych parametrów geotechnicznych. 2

3 1. Wstęp Dokumentację badań podłoża gruntowego dla potrzeb koncepcji przebudowy drogi wojewódzkiej nr 973 Tarnów Żabno na odcinku od km do km opracowano w Przedsiębiorstwie Usług Geologicznych KIELKART, ul. Starowapiennikowa 6, Kielce. Zleceniodawca: PROMOST CONSULTING T. SIWOWSKI SPÓŁKA JAWNA Rzeszów ul. Bohaterów 10 Sudeckiej Dywizji Piechoty 4 Do opracowania dokumentacji badań podłoża wykorzystano: Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalenia geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych /Dz. U. poz.463/, Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 14 maja 1999 r.), Instrukcję badań podłoża gruntowego budowli drogowych i mostowych. Generalna Dyrekcja Dróg Publicznych, Warszawa 1998, PN EN Projektowanie geotechniczne. Część 2: Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego, Polskie normy: PN-B-02480:1986, PN-B-04452:2002 i PN-B-03020:1981, PN B 06050:1999, materiały archiwalne i literaturowe. Celem badań wykonanych w ramach niniejszej dokumentacji jest rozpoznanie warunków gruntowo wodnych dla potrzeb koncepcji przebudowy odcinka drogi wojewódzkiej nr 973 Tarnów Żabno od km do km Zakres prac został uzgodniony ze Zleceniodawcą. Opracowanie niniejsze wykonano na podstawie wierceń 15 otworów badawczych do głębokości 3,0 m ppt oraz 5 sondowań sondą SDS. Dokumentację geotechniczną opracowano w 3 egzemplarzach: 2 egz. otrzymuje Zleceniodawca, 1 egz. PUG KIELKART. Zleceniodawca otrzymuje również płytę CD z opracowaniem w wersji elektronicznej. 3

4 2. Charakterystyka techniczna projektowanej inwestycji Przedmiotem inwestycji jest: Koncepcja przebudowy drogi wojewódzkiej nr 973 na odcinku Tarnów Żabno, wraz z uzyskaniem decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach, oraz opracowaniem programu funkcjonalno-użytkowego. Opracowanie obejmuję przebudowę drogi wojewódzkiej nr 973 oraz drogi wojewódzkiej nr 975 na wspólnym przebiegu z drogą wojewódzką nr 973 na terenie gminy Żabno od granicy miejscowości Nieciecza Żabno do granicy gminy Żabno w miejscowości Łęg Tarnowski. Zakres przebudowy wg. pikietaża lokalnego: początek opracowania dla drogi wojewódzkiej nr 973: odc. 100 km 2+851, koniec opracowania odc. 140 km oraz odcinek drogi wojewódzkiej nr 975: odc. 040 km do Inwestorem dla przedmiotowego zadania jest: ZARZĄD DRÓG WOJEWÓDZKICH W KRAKOWIE ul. Głowackiego Kraków Projekt przebudowy drogi wojewódzkiej nr 973 obejmuje w swoim zakresie zaprojektowanie następujących elementów: odcinka drogi wojewódzkiej dwupasmowej, dwukierunkowej o parametrach technicznych: klasa techniczna drogi: G, kategoria ruchu KR 4, obciążenie nawierzchni 115 kn, V p = 50 km/h (na terenie zabudowy), V p = 50 km/h (poza terenem zabudowy), V m = 60 km/h (na terenie zabudowy), V m = 70 km/h (poza terenem zabudowy), szerokość pasa ruchu 3,25 m, szerokość pobocza gruntowego 1,25 m, przekrój poprzeczny szlakowy daszkowy (2,0 %), przekrój poprzeczny na łuku jednostronny (max. 7,0 %), skrzyżowań z wydzielonymi lewoskrętami z drogami gminnymi, skrzyżowań skanalizowanych z drogami powiatowymi, chodnika o szerokości 1,00 1,50 m, zatok autobusowych o szerokościach 3,0 m, skosie wyjazdowym z drogi 1:8 i skosie wjazdowym na drogę 1:4, 4

5 przepustów pod drogą główną, drogami bocznymi oraz zjazdami, odwodnienia pasa drogowego poprzez rowy odwadniające z odprowadzeniem wód opadowych do odbiorników, zastosowanie rowów krytych i rowów infiltracyjno odparowujących, kanalizację deszczową. 3. Ogólna charakterystyka terenu badań 3.1 Lokalizacja i sposób użytkowania terenu Teren badań stanowi odcinek drogi wojewódzkiej nr 973 Tarnów Żabno od km do km Odcinek ten rozpoczyna się przy północnej granicy miejscowości Żabno, a kończy się w miejscowości Łęg Tarnowski (część wsi Wychylówka) na granicy z gminą miasta Tarnów. Pod względem administracyjnym odcinek ten przebiega przez teren gminy Żabno (powiat tarnowski, województwo małopolskie) Aktualnie droga posiada nawierzchnię asfaltową. Lokalizację ogólną badanego odcinka drogi przedstawia Wycinek mapy topograficznej w skali 1: (zał. nr 1). Lokalizację wykonanych otworów geotechnicznych przedstawiają mapy sytuacyjno - wysokościowe w skali 1:1000, zał. nr Morfologia i hydrografia Pod względem morfologicznym według podziału J. Kondrackiego obszar badań znajduje się w: podprowincji: Północne Podkarpacie (512), makroregionie: Kotlina Sadomierska ( ), mezoregionie: Nizina Nadwiślanska (512.41). Nizina Nadwiślańska jako część Kotliny Sandomierskiej obejmuje szeroką doliną Wisły od Krakowa po Zawichost długości około 175 km, szerokości 8-12 km i powierzchni 1880 km 2. Od południa łączą się z Niziną Nadwiślańską odcinki ujściowe i stożki napływowe rzek karpackich: Raby, Dunajca i Wisłoki. Rzędne terenu wynoszą od 182,62 m npm (otwór 1) do 190,48 m npm (otwór nr 12). Pod względem hydrograficznym teren odwadniamy jest przez rzekę Dunajec oraz jego bezimienne dopływy. Koryto Dunajca przebiega mniej więcej równolegle do badanego odcinka drogi w odległości 1 3 km w kierunku zachodnim. 5

6 Ukształtowanie powierzchni terenu w rejonie wykonanych badań Wycinek mapy topograficznej w skali 1: (zał. nr 1). 4. Budowa geologiczna Pod względem budowy geologicznej teren badań znajduje się w obrębie zapadliska przedkarpackiego. Dolinę Dunajca wypełniają czwartorzędowe (holoceńskie) osady rzeczne o miąższości kilkunastu metrów, tzw. mady w postaci iłów i mułków, miejscami z domieszką piasków i żwirów tarasów zalewowych. Pod piaskami i madami osadzonymi przez rzeki zalegają osady morskie miocenu w postaci iłów krakowieckich. Budowę geologiczną terenu badań przedstawia na Wycinek Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski, skala 1:50 000, ark. Tarnów, (zał. nr 2). Podczas wierceń wykonanych w ramach niniejszej dokumentacji poniżej warstw konstrukcyjnych drogi stwierdzono występowanie utworów czwartorzędowych w postaci: gruntów spoistych (drobnoziarnistych) wykształconych jako gliny pylaste zwięzłe, gliny piaszczyste zwięzłe i gliny piaszczyste w stanie półzwartym i twardoplastycznym, gruntów nie spoistych (gruboziarnistych) wykształconych jako piaski drobne, piaski średnie i pospółki w stanie luźnym i średniozagęszczonym. Wykształcenie litologiczne warstw gruntów w zakresie głębokości wykonanych otworów przedstawiają profile otworów geotechnicznych (zał. nr ). 5. Warunki hydrogeologiczne Warunki hydrogeologiczne opisano w oparciu o wykonane we wrześniu 2013 r. otwory geotechniczne oraz obserwacje terenowe. Obecność wody gruntowej stwierdzono w otworach nr 1, 2, 5, 8, 9, 11, 12, 13, 14. W otworach nr 1, 2, 5, 8, 9 i 14 zwierciadło wody gruntowej miało charakter swobodny i występowało na głębokości 1,6 2,9 m ppt. W otworach nr 11, 12, 13 zwierciadło wody gruntowej o charakterze napiętym nawiercone na głębokości 1,5 1,8 m ppt. stabilizowało się na głębokości 1,4 1,7 m ppt. Otwory wykonywane były w okresie względnie suchym. W okresach deszczowych lub podczas wiosennych roztopów wody gruntowe mogą pojawiać się wyżej. W oparciu o Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 14 maja 1999 r.) należy stwierdzić, że w podłożu badanego terenu, występują głównie przeciętne warunki wodne. 6

7 Zestawienie głębokości oraz rzędnych występowania zwierciadła wody gruntowej przedstawia tabela zamieszczona poniżej. Nr otworu Rzędna otworu [m npm] Głębokość do zwierciadła wody [m p.p.t.] Rzędna zwierciadła wody [m npm] nawierconego ustabilizowanego nawierconego ustabilizowanego 1 182,62 2,4 2,4 180,22 180, ,27 2,9 2,9 180,37 180, , , ,04 1,6 1,6 183,44 183, , , ,90 1,8 1,8 185,10 185, ,21 2,6 2,6 183,61 183, , ,04 1,8 1,7 187,24 287, ,48 1,5 1,4 188,98 188, ,35 1,8 1,7 187,55 187, ,65 1,8 1,8 184,85 184, , Warunki hydrogeologiczne przedstawiają również profile otworów geotechnicznych (zał. nr ). 6. Zakres wykonanych prac badawczych 6.1 Wiercenia badawcze W ramach terenowych prac badawczych wykonano 15 otworów geotechnicznych o głębokości 3,0 m ppt. Łącznie wykonano 45,0 mb wierceń. Lokalizacja otworów badawczych uzgodniona została ze Zleceniodawcą. Otwory odwiercono wiertnicą WH 5. Elementy konstrukcji nawierzchni przewiercone zostały przy pomocy koronki diamentowej φ 120 mm. Po odwierceniu i wykonaniu badań otwory zlikwidowane zostały urobkiem własnym z zachowaniem kolejności przewiercanych warstw. Ubytki asfaltu wypełnione zostały mieszanką asfaltową na zimno. Prace prowadzone były pod stałym nadzorem geologa Adama Gajosa. 7

8 6.2 Badania terenowe i opróbowanie W trakcie wiercenia pobierano próbny NW (naturalna wilgotność) oraz na bieżąco wykonywana była analiza makroskopowa gruntów zgodnie z normą PN-EN ISO Dodatkowo wykonano również opis zgodny z normą PN-B-02480:1986. Wykonano również 5 sondowań dynamicznych sondą SDS w celu określenia wskaźnika nośności CBR na podstawie zależności wyprowadzonej przez Kleyn a i Van Heerdena: Log (CBR) = ,28 Log (mm/uderzenie). Stan gruntów spoistych kontrolowano przy pomocy wałeczkowania. Pozostałe parametry oznaczono przez wykorzystanie odpowiednich zależności korelacyjnych. Na podstawie wyników uzyskanych z prac terenowych sporządzono profile geotechniczne otworów (zał. nr ). Arkusze wyników badań sondą SDS stanowią zał. nr Prace geodezyjne Otwory w terenie wyznaczono metodą domiarów prostokątnych w dowiązaniu do najbliższych istniejących obiektów. 7. Warunki geotechniczne W podłożu badanego terenu stwierdzono występowanie gruntów antropogenicznych oraz rodzimych. Wydzielono 12 warstw geotechnicznych. Są to: Warstwa I: Nasypy budowlane w postaci elementów konstrukcyjnych nawierzchni drogowych (asfalt, tłuczeń, żwir, piasek ze żwirem). Miąższości poszczególnych warstw konstrukcyjnych podano w kartach otworów geotechnicznych. Warstwa IIa: Nasypy niekontrolowane złożone z piasku w stanie luźnym. Występują w otworach nr 8 i 14 poniżej warstw konstrukcyjnych drogi. Miąższość warstwy wynosi w obu otworach 30 cm. Wskaźnik nośności CBR obliczony na podstawie sondowania SDS wynosi 3,81 %. Warstwa IIb: Nasypy niekontrolowane złożone głównie z gliny z domieszką piasku oraz drobnych odruchów cegieł. Występują w otworach nr 2, 3 i 15 poniżej warstw konstrukcyjnych drogi. Miąższość warstwy wynosi od 8

9 0,5 do 1,2 m. Z uwagi na skład granulometryczny są to grunty bardzo wysadzinowe. Warstwa IIIa: Grunty nie spoiste (sypkie) wykształcone jako piaski drobne w stanie średnio zagęszczonym. Średni stopień zagęszczenia I D =0,40, wilgotne. Grunty nośne, nie wysadzinowe Wskaźnik nośności CBR obliczony na podstawie sondowania SDS wynosi 9,88 %. Kategoria urabialności: 3. Warstwa IIIb: Grunty nie spoiste (sypkie) wykształcone jako piaski drobne w stanie średnio zagęszczonym. Średni stopień zagęszczenia I D =0,60, mało wilgotne. Grunty nośne, nie wysadzinowe Wskaźnik nośności CBR obliczony na podstawie sondowania SDS wynosi 27,41 %. Kategoria urabialności: 3. Warstwa IVa: Grunty nie spoiste (sypkie) wykształcone jako piaski średnie w stanie luźnym. Średni stopień zagęszczenia I D =0,30, wilgotne. Grunty słabo nośne, nie wysadzinowe Wskaźnik nośności CBR obliczony na podstawie sondowania SDS wynosi 6,31 %. Kategoria urabialności: 3. Warstwa IVb: Grunty nie spoiste (sypkie) wykształcone jako piaski średnie w stanie średnio zagęszczonym. Średni stopień zagęszczenia I D =0,45, wilgotne lub nawodnione. Grunty nośne, nie wysadzinowe Wskaźnik nośności CBR obliczony na podstawie sondowania SDS wynosi 13,37 %. Kategoria urabialności: 3. Warstwa Va: Grunty nie spoiste (sypkie) wykształcone jako pospółki w stanie średnio zagęszczonym. Średni stopień zagęszczenia I D =0,40, wilgotne. Grunty nośne, nie wysadzinowe Wskaźnik nośności CBR obliczony na podstawie sondowania SDS wynosi 9,86 %. Kategoria urabialności: 4. Warstwa Vb: Grunty nie spoiste (sypkie) wykształcone jako pospółki w stanie średnio zagęszczonym. Średni stopień zagęszczenia I D =0,60, wilgotne. Grunty nośne, nie wysadzinowe Wskaźnik nośności CBR obliczony na podstawie sondowania SDS wynosi 60,25 %. Kategoria urabialności: 4. Warstwa VI: Grunty średnio spoiste wykształcone jako gliny piaszczyste w stanie twardoplastycznym. Średni stopień plastyczności I L =0,20, wilgotne. Są to grunty nośne, bardzo wysadzinowe. Wskaźnik nośności CBR obliczony na podstawie sondowania SDS wynosi 3,21 5,93 %. Kategoria urabialności: 4. 9

10 Warstwa VII: Grunty zwięzłospoiste wykształcone jako gliny piaszczyste zwięzłe w stanie twardoplastycznym. Średni stopień plastyczności I L =0,10, mało wilgotne. Są to grunty nośne, mało wysadzinowe. Kategoria urabialności: 5. Warstwa VIII: Grunty zwięzłospoiste wykształcone jako gliny pylaste zwięzłe w stanie półzwartym. Średni stopień plastyczności I L 0,00, mało wilgotne. Są to grunty nośne, mało wysadzinowe. Wskaźnik nośności CBR obliczony na podstawie sondowania SDS wynosi 3,83 6,13 %. Kategoria urabialności: 5. Wysadzinowość gruntów podano zgodnie z załącznikiem nr 4 do Rozporządzenia Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 14 maja 1999 r.). Kategorię urabialności podano według normy PN B 06050:1999. Pozostałe wartości parametrów geotechnicznych dla gruntów rodzimych przyjęto na podstawie zależności korelacyjnych i zamieszczono je w Tabeli charakterystycznych wartości parametrów geotechnicznych stanowiącej zał. nr 6 niniejszego opracowania. 8. Podsumowanie 1. Podłoże gruntowe badanego odcinka drogi rozpoznano 15 otworami geotechnicznymi do głębokości 3,0 m ppt. 2. W podłożu badanego terenu stwierdzono występowanie gruntów nasypowych (nasypy budowlane i niekontrolowane) oraz rodzimych mineralnych. Grunty badanego terenu ujęto w 12 warstw geotechnicznych. 3. Grupę nośności podłoża do zaprojektowania nawierzchni ustalono zgodnie z załącznikiem nr 4 do Rozporządzenia Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 14 maja 1999 r.).oceny tej dokonano na podstawie wyników badań wskaźnika CBR (tabela b) oraz wysadzinowości gruntów i warunków wodnych (tabela a). 4. Warstwy VI - VIII to grunty mało lub bardzo wysadzinowe. Należy chronić je przed przemarzaniem i negatywnym wpływem wody, której obecność może powodować uplastycznienie, a nawet upłynnienie. 10

11 5. Obecność wody gruntowej stwierdzono w otworach nr 1, 2, 5, 8, 9, 11, 12, 13, 14. W otworach nr 1, 2, 5, 8, 9 i 14 zwierciadło wody gruntowej miało charakter swobodny i występowało na głębokości 1,6 2,9 m ppt. W otworach nr 11, 12, 13 zwierciadło wody gruntowej o charakterze napiętym nawiercone na głębokości 1,5 1,8 m ppt. stabilizowało się na głębokości 1,4 1,7 m ppt. 6. W oparciu o Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz. U. z dnia 14 maja 1999 r.) uznać można, że w podłożu badanego terenu w większości miejsc, gdzie wykonywane były badania, występują przeciętne warunki wodne. W rejonie otworu nr 9 warunki wodne można uznać za dobre. 7. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalenia geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych /Dz. U. poz.463/, warunki gruntowe można uznać za złożone, z uwagi na lokalne występowanie nasypów niekontrolowanych (w tym nasypów piaszczystych w stanie luźnym) oraz mineralnych gruntów słabonośnych w postaci piasków średnich w stanie luźnym. Inwestycję zaliczyć można do I kategorii geotechnicznej. 8. Normowa głębokość przemarzania dla tego rejonu wynosi h z -1,0 m. 9. Spis literatury i materiałów archiwalnych 1. J. Purchla Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski w skali 1: arkusz Tarnów. PIG Warszawa Z. Wiłun Zarys geotechniki. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności Warszawa J. Kondracki Geografia regionalna Polski. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Instrukcja badań podłoża gruntowego budowli drogowych i mostowych. Generalna Dyrekcja Dróg Publicznych, Warszawa Polski normy: PN EN , PN-EN ISO 14688, PN B 03020:1981, PN B 02480:1986, PN B 04452: 2002, PN B 06050:1999, PN-S