Geotechniczne warunki posadowienia (Opinia geotechniczna Dokumentacja badań podłoża gruntowego Projekt geotechniczny)

Transkrypt

1 Inwestor: Gminna Biblioteka Publiczna ul. Główna Hażlach Geotechniczne warunki posadowienia (Opinia geotechniczna Dokumentacja badań podłoża gruntowego Projekt geotechniczny) dla potrzeb Rozbudowy i przebudowy budynku Gminnej Biblioteki Publicznej w Hażlachu na parcelach nr 78/1 i 73/5 Miejscowość: Hażlach Powiat: cieszyński Województwo: śląskie Opracował: mgr Władysław Kondel /upr. C.U.G / Ustroń, sierpień 2016 r.

2 Spis treści: OPINIA GEOTECHNICZNA Informacje ogólne Charakterystyka terenu badań Morfologia i hydrografia Budowa geologiczna Warunki hydrogeologiczne Warunki gruntowe Wnioski 6 DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO Przebieg badań Warunki geotechniczne 8 PROJEKT GEOTECHNICZNY Prognoza zmian właściwości podłoża gruntowego w czasie Określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych określenie częściowych współczynników bezpieczeństwa 3.4. Określenie oddziaływań od gruntu jako oddziaływania przyjmuje się następujące czynniki: Model obliczeniowy podłoża gruntowego Nośność i osiadanie podłoża gruntowego oraz ogólna 12 stateczność Ustalenie danych niezbędnych do zaprojektowania 12 fundamentów Specyfikacja badań niezbędnych do zapewnienia wymaganej 12 jakości robót ziemnych i specjalistycznych robót 12 geotechnicznych Określenie zakresu niezbędnego monitorowania wybudowanego obiektu budowlanego, obiektów sąsiadujących i otaczającego gruntu, niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystąpić w trakcie robót budowlanych lub w ich wyniku oraz w czasie użytkowania obiektu budowlanego. 13 Strona 2 z 13

3 SPIS ZAŁĄCZNIKÓW: 1. Mapa orientacyjna - zał. nr 1 2. Mapa dokumentacyjna - zał. nr 2 3. Profile geotechniczne otworów - zał. nr 3 4. Przekrój geotechniczny - zał. nr 4 5. Zestawienie parametrów fizyko-mech. - zał. nr 5 Strona 3 z 13

4 Opinia geotechniczna 1. 1 Informacje ogólne Inwestor: Gminna Biblioteka Publiczna w Hażlachu, ul. Główna 37, Hażlach. Wykonawca: GEOSOND s.c., Władysław Kondel, Ludwik Sordyl, Ustroń, ul. Katowicka 11. Nazwa tematu: Rozbudowa i przebudowa budynku Gminnej Biblioteki Publicznej w Hażlachu na parcelach nr 78/1 i 73/5. Faza realizacji: Wykonane badania mają posłużyć do sporządzenia projektu technicznego budowy budynku. Zadaniem wykonanych prac i badań było rozpoznanie warunków gruntowo - wodnych podłoża z dokładnością pozwalającą w sposób ekonomiczny i bezpieczny zaprojektować posadowienie rozbudowywanego budynku wraz z niezbędną infrastrukturą. Wstępnie określa się inwestycję, jako drugą kategorię geotechniczną. Zadaniem geologicznym było rozpoznanie genezy, litologii, sposobu zalegania gruntów, ich własności fizyko- mechanicznych oraz warunków hydrogeologicznych. Podstawę prawną i techniczną wykonania dokumentacji stanowi: - Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Wodnej z dnia 25 kwietnia 2012 r. - w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz.U. z r., poz.463), wydane w oparciu o przepisy art. 34, ust. 6, pkt. 2 Ustawy Prawo Budowlane, z dnia 7 lipca 1994r. (Dz. U. z 2010 r., Nr 243, poz wraz z późniejszymi zmianami), - PN-EN : Eurokod 7, Projektowanie geotechniczne, Część 1 Zasady ogólne, - PN-EN : Eurokod 7, Projektowanie geotechniczne, Część 2 Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego, - PN-EN ISO , Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów, część 1.oznaczanie i opis, - PN-EN ISO , Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów, część 2 zasady klasyfikowania - normy PN-EN, związane z Eurokod 7, - PN-86/B Grunty budowlane Określenia, symbole, podział i opis gruntów, - PN-81/B Grunty budowlane - Posadowienie bezpośrednie budowli, - PN-B z stycznia 1998r. Geotechnika Terminologia podstawowa, symbole Strona 4 z 13

5 literowe i jednostki miar. Ostatnie trzy akty normatywne służyły, jako literatura i materiał porównawczy, zawierający między innymi lokalne korelacje dla określenia wartości parametrów geotechnicznych. Uwaga: W oparciu o ustawę z dnia 9 czerwca 2011 r.,,prawo geologiczne i górnicze - tekst jednolity dnia 9 lutego 2015 r. (Dz. U. 2015, poz. 196), prace powyższe nie podlegają przepisom tego aktu prawnego Charakterystyka terenu badań Badana działka położona jest przy ul. Głównej 37 w Hażlachu w dolinie rzeki Piotrówki, na terenie parcel 78/1 i 73/ Morfologia i hydrografia Badany teren położony jest w dnie doliny rzeki Piotrówki, która osiąga tu szerokość ok. 200 m. Teren jest zupełnie płaski, place wokół budynku wyasfaltowane a dalej utwardzone kruszywem łamanym. We frontowej części biblioteki istnieje bar wraz z ogródkiem. Generalnie istniejący budynek jest w dobrym stanie technicznym, nie zauważono spękań. Wysokości w obrębie przyszłej zabudowy wahają się w granicach m n.p.m. Piotrówka płynie w korycie wciętym na głębokość ok. 1,5 m w okoliczny teren. Badany teren położony jest w dorzeczu Odry Budowa geologiczna Geologicznie opisywany teren zaliczany jest do gór płaszczowinowych wypiętrzonych w orogenezie alpejskiej, poddany intensywnej erozji w szczególności w okresie glacjalnym, kiedy to lądolód zatrzymał się na przedpolu Karpat a wody z jego topnienia spływały Bramą Morawską na południe. Flisz karpacki, z którego zbudowane są Beskidy i okolica reprezentowany jest tu przez utwory dolnej kredy zaliczane do górnych łupków cieszyńskich. Otworami do głębokości 5 m ppt nie osiągnięto ich stropu. Strona 5 z 13

6 Wyżej występują utwory rzeczne młode osady rzeki Piotrówki reprezentowane, w strefie rozpoznanej, przez twardoplastyczne i plastyczne gliny pylaste, a głębiej przez mocno zaglinione żwiry. Powierzchnię terenu przykrywają nasypy związane z placem wokół biblioteki i drogi dojazdowej o grubości 0,5-1 m Warunki hydrogeologiczne W okresie prowadzenia wierceń, tj. w sierpniu 2016 r. wodę gruntową napotkano tylko w otworze nr 2, gdzie wystąpiła w strefie zalegania żwirów zaglinionych, na głębokości 4,5 m p.p.t. Woda ma charakter napięty i stabilizuje się w strefie głębokości 1,7 m p.p.t. Generalnie należy stwierdzić, że rozpoznane podłoże charakteryzuje się dużą wilgotnością. Wody powierzchniowe odprowadzane są do rzeki Odry za pośrednictwem rzeki Piotrówki i Olzy Warunki gruntowe Wartości parametrów geotechnicznych ustalono metodami polowymi, zgodnie z normą PN - EN Eurokod 7, Projektowanie geotechniczne - Zasady ogólne. Dodatkowo wykorzystano doświadczenia lokalne budownictwa i własne. Badania polowe wykonano zgodnie z normą PN - EN ISO , Badania geotechniczne - oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Dodatkowo wprowadzono stare nazewnictwo gruntów wg normy PN - 86/B W podłożu dokumentowanego terenu wydzielono jeden pakiet gruntów grunty pochodzenia rzecznego z okresu czwartorzędu. Układ warstw i ich parametry przedstawiono na przekrojach geotechnicznych (zał. nr 4) oraz zestawiono na zał. nr Wnioski Na omawianym terenie projektowana jest rozbudowa i przebudowa budynku Biblioteki Publicznej. Kategorię geotechniczną projektowanej inwestycji zakłada się, jako drugą z uwagi na złożone warunki gruntowe, Strona 6 z 13

7 podłoże rozpoznane zostało 2 otworami. Jest to rozpoznanie punktowe a przestrzenie między nimi są interpretacją geologa, w podłożu stwierdzono grunty z okresu czwartorzędu w postaci twardoplastycznych glin pylastych w stropie warstwy i plastycznych glin pylastych w głębszym podłożu. Są to grunty pochodzenia rzecznego. woda gruntowa wystąpiła w otworze głębszym (otwór nr 2) na głębokości 4,5 m p.p.t. a ustabilizowała się na 1,7 m p.p.t., projektowany obiekt można posadowić bezpośrednio, ale należy uwzględnić warstwy plastycznych gruntów występujące poniżej poziomu posadowienia. Należy rozważyć ewentualne posadowienie na płycie, na podstawie Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Wodnej z dnia 25 kwietnia 2012 r. - w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych, rozpoznane podłoże charakteryzuje się złożonymi warunkami gruntowymi a projektowany obiekt wstępnie można zaliczyć do drugiej kategorii geotechnicznej. Strona 7 z 13

8 2.1. Przebieg badań Dokumentacja badań podłoża gruntowego Prace terenowe (wiertnicze) wykonano w sierpniu 2016 r. wiertnicą H25SG. Wykonano dwa otwory w miejscach wskazanych przez Projektanta. Miejsce wierceń w terenie wytyczono metodą domiarów prostokątnych w oparciu o istniejącą sytuację. Wysokości otworów wyinterpolowano z załączonej mapy zasadniczej w skali 1:500. Grunty przebadano na miejscu w oparciu o analizę makroskopową oraz przy użyciu penetrometru tłoczkowego i ścinarki obrotowej Warunki geotechniczne Celem określenia warunków geotechnicznych dokonano podziału podłoża na warstwy geotechniczne w oparciu o wydzielenia stratygraficzne, genetyczne, litologiczne oraz fizyko - mechaniczne własności gruntów. W podłożu dokumentowanego terenu wydzielono jedną grupę gruntów: I - utwory rzeczne z okresu czwartorzędu. Parametry gruntów podłoża określono na podstawie wyników badań terenowych. Dane o parametrach warstw gruntów w podłożu przedmiotowego terenu zawarto na załączniku nr 5 oraz na przekrojach (zał. nr 4). Poniżej przedstawia się charakterystykę poszczególnych warstw: WARSTWA Ia - to warstwa czwartorzędowych utworów rzecznych w postaci brązowych, twardoplastycznych glin pylastych o I L = 0,15. Warstwa ta zalega bezpośrednio pod nasypami (dotyczy tylko otworu nr 1), do głębokości 0,5-1,0 m p.p.t. Są to grunty nośne średnio ściśliwe o stosunkowo dobrych parametrach. Parametry fizyko-mechaniczne podano w poniższej tabeli: Wilgotność naturalna Wn (n) 21,0 % Gęstość objętościowa ρ (n) 2.03 t/m 3 Spójność Cu (n) 18,5 kpa Kąt tarcia wewnętrznego ϕu (n 15 o 35 Strona 8 z 13

9 Moduł odkształcenia pierwotnego Eo (n) 23,0 MPa Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej Mo (n) M (n) 32,5 MPa 54,2 MPa WARSTWA Ib - to również warstwa czwartorzędowych utworów rzecznych w postaci brązowych, lecz plastycznych glin pylastych o I L = 0,35. Warstwa ta zalega bezpośrednio pod warstwą w/o glin, w strefie głębokości od 1,0-1,5 m p.p.t. do 1,5-2,0 m p.p.t. Jej miąższość jest niewielka, bo zaledwie 0,5 m, stąd jej znaczenie jest minimalne. Są to grunty ściśliwe o następujących parametrach: Wilgotność naturalna Wn (n) 25,0 % Gęstość objętościowa ρ (n) 2,00 t/m 3 Spójność Cu (n) 12,0 kpa Kąt tarcia wewnętrznego ϕu (n 12 o 24 Moduł odkształcenia pierwotnego Eo (n) 15,0 MPa Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej Mo (n) M (n) 20,5 MPa 34,2 MPa WARSTWA Ic - to zasadnicza warstwa podłoża osiągająca miąższość rzędu 3 m, zaliczona również do czwartorzędowych utworów rzecznych w postaci brązowych, lecz mocno plastycznych glin pylastych o I L = 0,45. Warstwa ta zalega w strefie głębokości od 1,5-2,0 m p.p.t. do 4,5 m p.p.t. Stanowi znaczne osłabienie podłoża, gdyż występuje bezpośrednio pod poziomem posadowienia. Są to grunty stosunkowo słabe, ściśliwe o następujących parametrach: Wilgotność naturalna Wn (n) 28,0 % Gęstość objętościowa ρ (n) 1,95 t/m 3 Spójność Cu (n) 10,0 kpa Kąt tarcia wewnętrznego ϕu (n 10 o 48 Moduł odkształcenia pierwotnego Eo (n) 12,0 MPa Edometryczny moduł ściśliwości Mo (n) 17,0 MPa Strona 9 z 13

10 pierwotnej Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej M (n) 28,3 MPa WARSTWA Id czwartorzędowe utwory rzeczne wykształcone w postaci mocno zaglinionych żwirów, dla których stopień zagęszczenia przyjęto w wysokości, o I D = 0,3. Strop tych utworów napotkano tylko w otworze nr 2, na głębokości 4,5 m p.pp.t. Grunty te są nawodnione. Parametry charakterystyczne tego gruntu mają wartości: Wilgotność naturalna Wn nw Gęstość objętościowa ρ 2.00 t/m 3 Spójność Cu 10,0 kpa Kąt tarcia wewnętrznego ϕu 36 o 00 Moduł odkształcenia pierwotnego Eo 90,0 MPa Edometryczny moduł ściśliwości Mo 100,0 MPa pierwotnej Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej M 100,0 MPa Strona 10 z 13

11 PROJEKT GEOTECHNICZNY 3.1. Prognoza zmian właściwości podłoża gruntowego w czasie Zaleganie w podłożu gruntów gliniastych powoduje możliwość niewielkich zmian właściwości gruntów w czasie. Zmiany te mogą zachodzić w warstwie gruntu przy napiętym zwierciadle wody gruntowej z uwagi na okresowe zmiany wilgotności (glina pylasta) spowodowane nawodnieniem. Wykopy fundamentowe należy chronić przed zalaniem wodami opadowymi i gruntowymi. Prace fundamentowe należy wykonywać w porze suchej. Rodzaj izolacji wodoszczelnej i przeciwwilgotnościowej dostosować do warunków gruntowo-wodnych Określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych Parametry geotechniczne podano w opisie warstw geotechnicznych i na przekroju geotechnicznym w opracowanej opinii geotechnicznej opracowanej przez firmę GEOSOND s.c., zał. nr określenie częściowych współczynników bezpieczeństwa Częściowe współczynniki bezpieczeństwa należy przyjąć zgodnie z załącznikiem B do normy EN : Określenie oddziaływań od gruntu Jako oddziaływania przyjmuje się następujące czynniki: ciężar gruntu i wody, naprężenia w podłożu, parcie gruntu i wody gruntowej, 3.5. Model obliczeniowy podłoża gruntowego Do zaprojektowania posadowienia przyjęto następujący model podłoża gruntowego: Warstwa Ib do 0,5-1,0 m poniżej poziomu posadowienia przyjęto glinę pylastą, Strona 11 z 13

12 Warstwa Ic - od 2,0 m-3,5,0m poniżej poziomu posadowienia przyjęto plastyczną gliną pylastą, Warstwa Id od 3,5 m poniżej poziomu posadowienia przyjęto żwir mocno zagliniony, luźny, Zwierciadło wody gruntowej znajduje się na rzędnej 259,0 m n.p.m. tj. 3,5 m poniżej projektowanego poziomu posadowienia Nośność i osiadanie podłoża gruntowego oraz ogólna stateczność Założono posadowienie bezpośrednie obiektów na gruntach rodzimych należących do gruntów spoistych skwalifikowanych odpowiednio w warstwach Ia, Ib i Ic. Przyjęty sposób posadowienia wymaga znacznej szerokości ław. Szacowane naprężenia w podstawie fundamentów kształtują się na poziomie 200 kpa. Z uwagi na mocno plastyczne grunty należy liczyć się z możliwością wypierania gruntów spod fundamentów. Proponuję rozważenie możliwości posadowienia na płycie Ustalenie danych niezbędnych do zaprojektowania fundamentów Parametry geotechniczne podano w opisie warstw geotechnicznych i geotechnicznym w opracowanej opinii geotechnicznej. na przekroju 3.8. Specyfikacja badań niezbędnych do zapewnienia wymaganej jakości robót ziemnych i specjalistycznych robót geotechnicznych W celu zapewnienia wymaganej jakości robót związanych z fundamentowaniem należy podczas prowadzenia prac zapewnić stały nadzór geotechniczny. Wykopy pod fundamenty należy prowadzić tak, aby nie nastąpiło naruszenie naturalnej struktury gruntu poniżej spodu fundamentu oraz aby nie doszło do zalania dna wykopu wodami powierzchniowymi i podziemnymi. W okresie zimowym należy chronić podłoże gruntowe przed przemarzaniem. W przypadku przemarznięcia lub naruszenia wierzchniej warstwy należy grunt usunąć zastępując go od poziomu posadowienia chudym betonem. Strona 12 z 13

13 3.9. Określenie szkodliwości oddziaływań wód gruntowych na obiekt budowlany i sposobów przeciwdziałania tym zagrożeniom Woda gruntowa o napiętym zwierciadle występuje w gruntach żwirowych na głębokości 3,4 m poniżej projektowanego poziomu terenu. Dno projektowanego wykopu pod płytę fundamentową znajduje się powyżej zwierciadła wód podziemnych. Fundamenty i elementy konstrukcji narażone na kontakt z wodą gruntową winny być odpowiednio zabezpieczone zaizolowane antykorozyjnie i przeciwwilgotnościowo Określenie zakresu niezbędnego monitorowania wybudowanego obiektu budowlanego, obiektów sąsiadujących i otaczającego gruntu, niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystąpić w trakcie robót budowlanych lub w ich wyniku oraz w czasie użytkowania obiektu budowlanego. Projektowana inwestycja nie wymaga monitorowania wybudowanych obiektów budowlanych, obiektów sąsiadujących oraz otaczającego gruntu. Strona 13 z 13