ORGANIZATORZY PARTNER POLSKI KOMITET GEOTECHNIKI WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I INŻYNIERII ŚRODOWISKA KATEDRA GEOINŻYNIERII

Transkrypt

1 Spis treści ORGANIZATORZY... 2 PARTNER... 2 SPONSORZY... 3 PATRONI MEDIALNI... 4 SŁOWO WSTĘPNE... 5 KOMITET HONOROWY... 7 KOMITET NAUKOWY... 8 KOMITET ORGANIZACYJNY... 9 TEMATYKA KONFERENCJI SZCZEGÓŁOWY PROGRAM KONFERENCJI MIEJSCE KONFERENCJI INFORMACJE ROLA GEOTECHNIKI W INŻYNIERII LĄDOWEJ I WODNEJ PODZIAŁ ARTYKUŁÓW NA SESJE KONFERENCYJNE SESJA PLAKATOWA STRESZCZENIA

2 ORGANIZATORZY POLSKI KOMITET GEOTECHNIKI WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I INŻYNIERII ŚRODOWISKA KATEDRA GEOINŻYNIERII ODDZIAŁ STOŁECZNY POLSKIEGO KOMITETU GEOTECHNIKI PARTNER 2

3 SPONSOR ZŁOTY SPONSORZY SPONSOR SREBRNY Biotechnika Prim SPONSOR BRĄZOWY 3

4 PATRONI MEDIALNI 4

5 SŁOWO WSTĘPNE Działalność Polskiego Komitetu Geotechniki skoncentrowana jest na trzech wzajemnie przenikających się zadaniach: współuczestnictwo we wdrażaniu wyników badań naukowych do praktyki inżynierskiej, dokształcanie kadry zawodowej współpraca z gospodarką. Wynika to z misji stowarzyszeń zawodowych w społeczeństwie, którą jest podnoszenie kwalifikacji kadr pracujących w gospodarce i wdrażania najnowszych osiągnięć nauki we współpracy międzynarodowej. W ramach działalności Polskiego Komitetu Geotechniki organizowane są ogólnopolskie konferencje w cyklu 3-letnim, z których pierwsza odbyła się w Gdańsku w 1957 r. Kolejne Krajowe Konferencje zostały zorganizowane przez ośrodki: krakowski (1960), rzeszowski (1963), wrocławski (1967), katowicki (1978), warszawski (1981), poznański (1984), wrocławski (1987), krakowski (1990), warszawski (1993), gdański (1997), szczeciński Międzyzdroje (2000), gliwicki Szczyrk (2003), białostocki Augustów (2006), bydgoski (2009), wrocławski (2012) łódzki (2015). Równolegle organizowane są Konferencje Młodych Geotechników mające na celu prezentowanie wyników prac badawczych doktorantów. Pierwsza Krajowa Konferencja Młodych Geotechników została zorganizowana w Warszawie w 2001 roku. Kolejne Ogólnopolskie Konferencje Młodych Geotechników organizowano w ramach Krajowych Konferencji w Gliwicach-Szczyrku (2003), Białymstoku - Augustowie (2006), Bydgoszczy (2009), Wrocławiu (2012) i Łodzi (2015). W bieżącym roku organizowana jest XVIII Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Inżynierii Geotechnicznej połączona z VII Ogólnopolską Konferencją Młodych Geotechników w Warszawie w dniach 4-7 września. Zorganizowana została przez Oddział Stołeczny PKG i Katedrę Geoinżynierii Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska SGGW w Warszawie. Celem konferencji jest kreowanie forum do wymiany doświadczeń z zakresu badań podłoża gruntowego, metod oceny i poprawy właściwości gruntów, projektowania geotechnicznego i nadzoru eksploatacji obiektów budowlanych. W skład forum wchodzą akademicy prezentując osiągnięcia naukowe, projektanci proponując rozwiązania konstrukcyjne i wykonawcy pokazując trudności i sukcesy we wdrażaniu osiągnięć naukowych proponowanych rozwiązań, w tym dotyczących posadowienia obiektów budowlanych. Niepodważalnym efektem dyskusji na forum jest ocena stanu geotechniki i wytyczenie kierunków jej rozwoju w Polsce. 5

6 Tematem wiodącym obecnej konferencji jest temat "Wyzwania geotechniki w Polsce". Biorąc pod uwagę zarówno intensywny rozwój budownictwa w Polsce, w tym rozbudowę infrastruktury transportowej, jak i zmiany ustawodawstwa, zwłaszcza wdrażanie Eurokodu 7, temat ten uznano za w pełni uzasadniony i potrzebny. Temat ten będzie obecny w referacie inauguracyjnym pt. "Rola geotechniki w inżynierii lądowej i wodnej" i w następujących czterech sesjach konferencji: Sesja I Badanie i dobór parametrów, Sesja II Modelowanie i obliczenia projektowe, Sesja III Zagrożenia i zabezpieczanie budowli, Sesja IV Infrastruktura transportowa. W każdej sesji są przedstawiane referaty problemowe i generalne przygotowane przez wybitnych geotechników po dwa referaty wybrane spośród zgłoszonych do poszczególnych sesji. Ważną sesją konferencji będzie również sesja Forum nauka praktyka. Obecne lata niosą ze sobą kontynuację wielkich cywilizacyjnych przemian i wyzwań, cyfrowej rzeczywistości i przełomowych technologicznie wynalazków. Dzieje się to, co jeszcze do niedawna było niemożliwe i niewyobrażalne. Współczesność cechują dynamizm, pośpiech i niecierpliwość. Od nauki c bardziej oczekuje się, aby była użyteczna dla gospodarki, dla której wiedza stała się podstawą i gwarancją rozwoju, dla obywateli, którzy są c bardziej wykształceni i chcą aktywnie uczestniczyć w życiu kraju, także naukowym i zawodowym. Przed stowarzyszeniami zawodowymi współczesność stawia zadanie, by zachowując autonomię i niezależność, mogły być otwarte na potrzeby i inicjatywy kadr inżynierskich mogły dobrze spełniać swą publiczną misję wspomagania rozwoju gospodarczego kraju. Obecna konferencja stanowi ważny element wspomagający transfer wiedzy z osiągnięć nauki do praktyki projektowej i wykonawczej przepływ potrzeb i doświadczeń praktyków do nauki. Prof. dr hab. Alojzy Szymański Prezydent Polskiego Komitetu Geotechniki 6

7 KOMITET HONOROWY Wiceprezes Rady Ministrów, Minister Jarosław Gowin Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Minister Andrzej Adamczyk Ministerstwo Infrastruktury Marszałek Adam Struzik Urząd Marszałkowski Województwa Mazowieckiego Wojewoda Mazowiecki Zdzisław Sipiera Mazowiecki Urząd Wojewódzki Przewodniczący Kazimierz Furtak Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej P A N Prezes Zbigniew Kledyński Polska Izba Inżynierów Budownictwa Główny Inspektor Nadzoru Budowlanego Norbert Książek Główny Urząd Nadzoru Budowlanego Przewodniczący Ryszard Trykosko Polski Związek Inżynierów i Techników Budownictwa Generalny Dyrektor Krzysztof Kondraciuk Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad 7

8 KOMITET NAUKOWY prof. zw. dr hab. inż. Eugeniusz Dembicki - honorowy przewodniczący prof. zw. dr hab. inż. Wojciech Wolski - honorowy przewodniczący prof. dr hab. inż. Zbigniew Lechowicz - przewodniczący dr inż. Marek Bajda - sekretarz dr hab. inż. Lech Bałachowski, prof. PG dr hab. inż. Adam Bolt, prof. PG dr hab. inż. Włodzimierz Brząkała, prof. PWr prof. dr hab. inż. Joanna Bzówka prof. dr hab. inż. Ryszard Coufal dr hab. inż. Marcin Cudny prof. dr hab. inż. Antoni Florkiewicz prof. dr hab. inż. Kazimierz Garbulewski dr hab. inż. Jan Gaszyński, prof. PK prof. dr hab. inż. Zbigniew Grabowski dr hab. inż. Andrzej Gruchot prof. dr hab. inż. Maciej Gryczmański prof. dr hab. inż. Kazimierz Gwizdała dr hab. inż. Małgorzata Jastrzębska, prof. PŚ dr hab. inż. Eugeniusz Koda, prof. SGGW dr hab. inż. Adam Krasiński prof. dr hab. inż. Maciej Kumor prof. dr hab. inż. Marek Lefik dr hab. inż. Mirosław Lipiński prof. dr hab. inż. Dariusz Łydżba prof. dr hab. inż. Zygmunt Meyer prof. dr hab. inż. Zbigniew Młynarek dr hab. inż. Krzysztof Parylak, prof. UP dr hab. inż. Jacek Pieczyrak, prof. ATH dr hab. inż. Paweł Popielski, prof. PW dr hab. inż. Wojciech Puła, prof. PWr prof. dr hab. inż. Leszek Rafalski prof. dr hab. inż. Anna Siemińska-Lewandowska dr hab. inż. Piotr Srokosz, prof. UWM prof. dr hab. inż. Elżbieta Stilger-Szydło dr hab. inż. Maria J. Sulewska, prof. PB prof. dr hab. inż. Alojzy Szymański dr hab. inż. Zenon Szypcio, prof. PB dr hab. inż. Waldemar Świdziński, prof. IBW dr hab. inż. Andrzej Truty, prof. PK dr hab. inż. Wojciech Tschuschke, prof. UP dr hab. inż. Jędrzej Wierzbicki, prof. UAM dr hab. inż. Katarzyna Zabielska-Adamska, prof. PB prof. dr hab. inż. Bohdan Zadroga dr hab. inż. Eugeniusz Zawisza, prof. UR 8

9 KOMITET ORGANIZACYJNY prof. dr hab. inż. Kazimierz Garbulewski - przewodniczący dr inż. Wojciech Sas - wiceprzewodniczący dr inż. Marzena Lendo-Siwicka - sekretarz dr inż. Anna Sieczka - zastępca sekretarza dr inż. Marek Bajda mgr inż. Marcin Biliniak mgr Anna Błaszczyk mgr inż. Justyna Dzięcioł dr inż. Joanna Fronczyk dr inż. Katarzyna Gabryś mgr inż. Andrzej Głuchowski mgr inż. Katarzyna Goławska dr inż. Agnieszka Kiersnowska mgr inż. Monika Kulkowska dr inż. Mariusz Lech dr inż. Edyta Malinowska dr inż. Katarzyna Markowska-Lech mgr inż. Anna Miszkowska mgr inż. Maciej Miturski mgr inż. Piotr Osiński dr inż. Piotr Ostrowski dr inż. Katarzyna Pawluk dr inż. Simon Rabarijoely dr inż. Bogdan Rymsza dr inż. Zdzisław Skutnik mgr inż. Emil Soból dr inż. Grzegorz Wrzesiński 9

10 TEMATYKA KONFERENCJI Badania i dobór parametrów Modelowanie i obliczenia projektowe Zagrożenia i zabezpieczanie budowli Infrastruktura transportowa Forum nauka praktyka Sesja promocyjno szkoleniowa Wystawa firm geotechnicznych 10

11 SZCZEGÓŁOWY PROGRAM KONFERENCJI XVIII Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Inżynierii Geotechnicznej VII Ogólnopolska Konferencja Młodych Geotechników 4-7 września 2018 r. Temat wiodący: Miejsce: Wyzwania geotechniki w Polsce Laboratorium - Centrum Wodne, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska SGGW, ul. Ciszewskiego 6, Warszawa 4 września 2018 r. (wtorek) 15:00-18:00 Rejestracja uczestników konferencji (Hotel IKAR, Kampus SGGW, bud. 39) 16:00-18:00 Mecz siatkówki o Puchar Prezydenta PKG (Kampus SGGW, Hala Sportowa, bud. 26) Prowadzący: dr inż. Włodzimierz Cichy 19:00-21:00 Powitanie uczestników konferencji - poczęstunek (Kampus SGGW, Klub studencki Dziekanat, bud. 38) 5 września 2018 r. (środa) 8:00-14:00 Rejestracja uczestników konferencji (Laboratorium - Centrum Wodne, Kampus SGGW, bud. 49) 9:00-9:30 Otwarcie konferencji (Laboratorium - Centrum Wodne, Kampus SGGW, bud. 49) 9:30-9:45 Referat inauguracyjny: prof. dr hab. inż. Alojzy Szymański Rola geotechniki w inżynierii lądowej i wodnej Autorzy: Prezydenci PKG - Profesorowie: Eugeniusz Dembicki, Zbigniew Młynarek, Zbigniew Lechowicz, Alojzy Szymański 9:45-11:15 SESJA I - BADANIE I DOBÓR PARAMETRÓW Przewodniczący: Sekretarz: prof. dr hab. inż. Zbigniew Młynarek dr hab. inż. Małgorzata Jastrzębska, prof. PŚ dr inż. Marek Bajda Referat problemowy: dr hab. inż. Mirosław Lipiński, SGGW Jakość badań geotechnicznych - znaczenie udoskonalonych procedur i interpretacji 20 minut 11

12 Referat generalny: dr hab. inż. Katarzyna Zabielska-Adamska, prof. PB 20 minut 2 referaty wygłaszane po 15 minut dr hab. inż. Zenon Szypcio, prof. PB: Naprężenia - dylatacja żwiru w badaniach trójosiowego ściskania prof. dr hab. inż. Zbigniew Młynarek, dr hab. inż. Jędrzej Wierzbicki, prof. UAM, dr inż. Katarzyna Stefaniak: Czynniki wpływające na ocenę wskaźnika sztywności I R z badań in situ Dyskusja - 20 minut 11:15-11:35 Przerwa kawowa 11:35-12:35 SESJA PROMOCYJNO-SZKOLENIOWA FIRM BUDOWLANYCH Przewodniczący: Sekretarz: dr hab. inż. Zenon Szypcio, prof. PB dr inż. Katarzyna Pawluk 3 referaty po 20 minut 12:35-13:00 Przerwa kawowa Przedsiębiorstwo Realizacyjne INORA Sp. z o. o. Keller Polska Sp. z o. o. Menard Polska Sp. z o. o. 13:00-14:30 SESJA II - MODELOWANIE I OBLICZENIA PROJEKTOWE Przewodniczący: Sekretarz: prof. dr hab. inż. Marek Lefik dr hab. inż. Piotr Srokosz, prof. UWM dr inż. Marzena Lendo-Siwicka Referat problemowy: dr hab. inż. Andrzej Truty, prof. PK Konsystentna nieliniowa analiza zagadnień współdziałania konstrukcji z podłożem 20 minut Referat generalny: dr hab. inż. Marcin Cudny 20 minut 2 referaty wygłaszane po 15 minut dr inż. Grzegorz Kacprzak, mgr inż. Seweryn Bodus: Analiza numeryczna rozkładu obciążenia poniżej układu płytowo-palowego budynku wysokościowego dr inż. Maciej Ochmański: Analiza numeryczna długotrwałego osiadania wywołanego tunelowaniem EPB 12

13 Dyskusja 20 minut 14:30-16:00 Przerwa obiadowa 16:00-17:30 SESJA I - VII OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA MŁODYCH GEOTECHNIKÓW Przewodniczący: Sekretarz: prof. dr hab. inż. Eugeniusz Dembicki dr inż. Katarzyna Markowska-Lech 7 referatów po 10 minut mgr inż. Marcin Chwała, dr hab. inż. Wojciech Puła, prof. PWr: Oszacowanie losowej nośności ławy fundamentowej na podstawie mechanizmów kinematycznych mgr inż. Iwona Chmielewska: Nośność pionowa kolumn zawieszonych GEC mgr inż. Łukasz Kaczyński, dr inż. Tomasz Godlewski: Kalibracja współczynnika N kt w normalnie skonsolidowanych i przekonsolidowanych gruntach organicznych mgr inż. Damian Kłobukowski, dr inż. Tomasz Godlewski, dr hab. inż. Paweł Popielski, prof. PW: Analiza numeryczna procesu odwodnienia budowlanego wykopu zlokalizowanego w pobliżu dużej rzeki mgr Dorota Krawczyk, mgr Michalina Flieger-Szymańska: Porównanie wskaźników plastyczności (I P ) i stopni plastyczności (I L ) glin zwałowych i iłów warwowych wyznaczonych różnymi metodami mgr inż. Tomasz Kusio, dr hab. inż. Adam Krasiński: Analiza numeryczna efektywności grupy pali przemieszczeniowych wkręcanych mgr inż. Maciej Miturski, mgr inż. Emil Soból, mgr inż. Andrzej Głuchowski: Analiza wpływu zbrojenia rozproszonego na charakterystykę wytrzymałościową cementogruntu Dyskusja 20 minut 17:30-17:50 Przerwa kawowa 17:50-18:30 SESJA PLAKATOWA Przewodniczący: Sekretarz: dr inż. Wojciech Sas mgr Anna Błaszczyk 19:30-24:00 Uroczysta kolacja (Kampus SGGW, Aula Kryształowa, bud. 9) 20:00-21:30 - Koncert - Łódzki Teatr Piosenki od 21:30 - muzyka taneczna 13

14 6 września (czwartek) 8:00-9:00 Zebranie Zarządu PKG 9:00-10:30 SESJA III - ZAGROŻENIA I ZABEZPIECZANIE BUDOWLI Przewodniczący: Sekretarz: prof. dr hab. inż. Kazimierz Gwizdała dr hab. inż. Andrzej Gruchot dr inż. Mariusz Lech Referat problemowy: prof. dr hab. inż. Michał Topolnicki, Wzmocnienie gruntu jako alternatywny sposób posadowienia silnie obciążonych obiektów budowlanych 20 minut Referat generalny: dr hab. inż. Włodzimierz Brząkała, prof. PWr 20 minut 2 referaty wygłaszane po 15 minut dr hab. inż. Małgorzata Jastrzębska, prof. PŚ, dr inż. Marian Łupieżowiec: Analiza przyczyn i skutków osuwisk we fliszu karpackim na terenie gminy Milówka ocena metod ich zapobiegania dr inż. Tomasz Godlewski, mgr Monika Niemyjska: Ryzyko geotechniczne w projektowaniu i realizacji głębokich wykopów Dyskusja 10:30-10:50 Przerwa kawowa 20 minut 10:50-12:30 SESJA - FORUM NAUKA - PRAKTYKA Przewodniczący: Sekretarz: prof. dr hab. inż. Anna Siemińska-Lewandowska dr hab. inż. Krzysztof Parylak, prof. UP dr inż. Simon Rabarijoely 6 referatów po 15 minut Nauka: dr inż. Monika Mitew-Czajewska: Głębokie wykopy i tunele w Warszawie Praktyka: dr hab. inż. Adam Krasiński: Współpraca nauki i przemysłu w badaniach i analizach fundamentów palowych dr hab. inż. Waldemar Świdziński, prof. IBW PAN: Parametry geotechniczne podłoża gruntowego w stanie niepełnego nasycenia wodą mgr inż. Witold Bogusz, dr inż. Bolesław Kłosiński: Zmiany w projektowaniu geotechnicznym według Eurokodu 7 mgr Wiesław Opęchowski, Metroprojekt: Metro warszawskie - zarys wybranych zagadnień hydrogeologicznych i geotechnicznych 14

15 Podsumowanie mgr inż. Marcin Derlacz, inż. Marcin Tetych, mgr inż. Tomasz Mołdysz, Astaldi: Realizacja trasy Południowej Obwodnicy Warszawy pod funkcjonującym tunelem Metra M1 10 minut 12:30-12:50 Przerwa kawowa 12:50-14:20 SESJA IV - INFRASTRUKTURA TRANSPORTOWA Przewodniczący: Sekretarz: dr hab. inż. Maria Sulewska, prof. PB dr hab. inż. Lech Bałachowski, prof. PG dr inż. Zdzisław Skutnik Referat problemowy: prof. dr hab. inż. Leszek Rafalski Badania związane z podłożem nawierzchni drogowej Referat generalny: prof. dr hab. inż. Joanna Bzówka 20 minut 20 minut 2 referaty wygłaszane po 15 minut Dyskusja 14:20-15:30 Przerwa obiadowa prof. dr hab. inż. Zbigniew Lechowicz, prof. dr hab. inż. Kazimierz Garbulewski, dr inż. Jacek Bąkowski, dr inż. Małgorzata Wdowska, dr inż. Grzegorz Wrzesiński, mgr inż. Ivan Ramos Fernandes: Wykorzystanie etapowej budowy z przeciążeniem do wzmocnienia podłoża organicznego nasypu drogi ekspresowej mgr inż. Aleksander Duda: Badanie parcia na przyczółek mostowy zasypki z materiałów z recyklingu opon samochodowych 20 minut 15:30-17:00 SESJA II - VII OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA MŁODYCH GEOTECHNIKÓW Przewodniczący: dr hab. inż. Katarzyna Zabielska-Adamska, prof. PB Sekretarz: dr inż. Grzegorz Wrzesiński 7 referatów po 10 minut mgr inż. Krzysztof Nepelski, mgr inż. Małgorzata Rudko: Identyfikacja parametrów geotechnicznych lessów lubelskich na podstawie sondowań statycznych CPT dr inż. Justyna Sławińska: Wstępne oszacowanie parametrów wybranych kryteriów wytrzymałościowych dla modelowego piasku "Skarpa" w płaskim stanie odkształcenia dr inż. Barbara Świtała, E.J.Fern, Ph.D: Modelowanie konstytutywne gruntów wzmocnionych korzeniami - badania wstępne mgr inż. Mariola Wasil: Wpływ dodatku bentonitu na wytrzymałość na ścinanie popiołu lotnego 15

16 Dyskusja mgr inż. Mateusz Wiszniewski, dr hab. inż. Adam Krasiński, mgr inż. Jan Linowiecki: Zmienność modułu sprężystości betonu w trzonie pala przemieszczeniowego w świetle badań laboratoryjnych mgr inż. Małgorzata Wysocka: Zanieczyszczenie gruntów pod nieuszczelnionym gminnym składowiskiem odpadów komunalnych dr inż. Krzysztof Żarkiewicz: Wykorzystanie krzywej osiadania pala do wyznaczania oporu pobocznicy i podstawy pala 20 minut 17:00-18:00 PODSUMOWANIE KONFERENCJI Prezydent PKG, przewodniczący sesji Wręczenie nagrody im. prof. dr. hab. inż. Eugeniusza Dembickiego Wręczenie nagrody im. prof. dr. hab. inż. Zbigniewa Młynarka Wręczenie nagrody za pracę magisterską ufundowanej przez PR INORA Wręczenie dyplomów i wyróżnień za najlepsze referaty i plakat Jubileusz 45-lecia pracy naukowej i zawodowej prof. dr. hab. inż. Kazimierza Garbulewskiego 18:30 Transport do River Club - 2 autokary 20:00 - Kolacja koleżeńska (Bulwary Wisły, River Club - kapela warszawska) 7 września (piątek) 9:00-12:00 Wizyta w Laboratorium - Centrum Wodne SGGW, Kampus SGGW Wyjazd uczestników konferencji 16

17 MIEJSCE KONFERENCJI Centrum Wodne Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska (Budynek nr 49) ul. Ciszewskiego 6 17

18 INFORMACJE Najciekawsze miejsca w Warszawie: Rozkład jazdy Komunikacji Miejskiej w Warszawie: Dojazd TAXI: BAYER TAXI (22) URSYN TAXI (22) GROSIK TAXI (22) Komunikacja miejska: Metrem przejść z Dworca Centralnego do stacji Metro Centrum (kierunek Kabaty) należy wysiąść na stacji Metro Służew (wyjście w kierunku Wałbrzyska-Cmentarz) a następnie przesiąść się do autobusu komunikacji miejskiej nr 193 i wysiąść na przystanku Ciszewskiego 06 (przystanek na żądanie). 18

19 ROLA GEOTECHNIKI W INŻYNIERII LĄDOWEJ I WODNEJ prof. dr hab. inż. dr h.c. mult. Eugeniusz Dembicki prof. dr hab. inż. Zbigniew Młynarek prof. dr hab. inż. Zbigniew Lechowicz prof. dr hab. inż. Alojzy Szymański 1. WSTĘP Geotechnika obejmująca mechanikę gruntów i inżynierię konstrukcji geotechnicznych jest nauką o pracy i badaniach podłoża gruntowego wykonawstwie budowli geoinżynieryjnych. W jej zasięg wchodzą: budowle ziemne, podziemne, nawierzchnie m. in. drogowe i kolejowe posadowienia budowli lądowych i wodnych, w tym również morskich (portowych i pełnomorskich). Geotechnika jest równocześnie nauką i sztuką: nauką gdy na podstawie doświadczalnej mechaniki gruntów i teorii mechaniki, przy wsparciu elementami matematyki, fizyki i chemii, rozpatruje podłoże gruntowe jako wielofazowy ośrodek rozdrobniony. sztuką gdy spośród wielu sposobów posadowienia budowli naziemnej, względnie wykonania budowli ziemnej lub podziemnej, wybiera się najbardziej ekonomiczne i bezpieczne rozwiązanie. Intensywny rozwój światowej mechaniki gruntów i inżynierii geotechnicznej datuje się od lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku. Jest on stymulowany, z jednej strony nowymi osiągnięciami szeroko pojętej mechaniki, w tym ciała stałego, płynów i ciała rozdrobnionego rozwojem metod numerycznych służących do rozwiązywania równań, którymi opisuje się związki tych ciał. Z drugiej strony, doskonaleniem metod określenia właściwości fizycznych i mechanicznych gruntu (w pomiarach laboratoryjnych i in situ) pracującego w różnych stanach naprężenia i odkształcenia z uwzględnieniem reakcji związków chemicznych zachodzących na powierzchni kontaktu cząstek gruntu z płynami w porach ośrodka gruntowego. Tak złożony układ ośrodka trójfazowego (ciało stałe w postaci szkieletu gruntowego, ciecz i gaz) nastręcza poważne trudności w jego dokładnym opisie fizycznym. Ze względu na złożoność i trudność w jednoznacznym opisie tego ośrodka, rozpatruje się na ogół ośrodek gruntowy jako materiał dwufazowy stanowiący szkielet gruntowy i ciecz. W specjalnych uwarunkowaniach nie można pominąć odziaływania gazu na właściwości materiału gruntowego. Stąd w większości przypadków zachowanie i właściwości gruntów opisuje się za 19

20 pomocą teorii ośrodków ciągłych w projektowaniu geotechnicznym obiektów w złożonych warunkach geotechnicznych, a także oceny obciążeń przekazywanych na podłoże z uwzględnieniem zmieniających się warunków klimatycznych i c częściej występujących zjawisk nadzwyczajnych. Głównym celem projektów geotechnicznych jest zapewnienie bezpieczeństwa zbudowanego obiektu i jego użytkowników. Obszerny zakres problemów geotechnicznych opisanych odpowiednimi rozwiązaniami analitycznymi, opartymi na szerokiej wiedzy, nie tylko wspomnianych wcześniej dyscyplin podstawowych i mechaniki gruntów inżynierii geotechnicznej, ale również silnego uwzględnienia strony technologicznej i pracy konstrukcji, stanowi główne zainteresowanie inżyniera geotechnika. Wymaga to od niego również szerokiej wiedzy o procesie budowlanym i dziedzin pokrewnych odniesionych do podłoża gruntowego. Konieczność prowadzenia w szerokim zakresie badań laboratoryjnych i terenowych wynika przede wszystkim z faktu, że jako tereny przydatne do budowy w obecnym czasie uznaje się tereny dotychczas uznawane jako nienadające się do celów budowlanych, komunikacyjnych i przemysłowych. Rozwój cywilizacyjny pociągający za sobą różnego rodzaju cele inwestycyjne nie może w sposób niekorzystny wkraczać na tereny rolnicze, leśne i rekreacyjne. Stąd potrzeba ulepszania i uzdatniania terenów dotychczas pomijanych w celach budownictwa i wszelkiego rodzaju inwestycji. Z tak przedstawionych zagadnień, z którymi spotyka się specjalista z szeroko pojętej mechaniki gruntów i inżynierii geotechnicznej wynika inżynierskie przygotowanie geotechnika. W materiałach cyklicznej, XVIII Krajowej Konferencji Mechaniki Gruntów i Inżynierii Geotechnicznej będą rozpatrywane prace, w których omawia się koncepcje i projektowanie wykonawstwo różnych złożonych prac w inżynierii geotechnicznej, kontrolę ich wykonawstwa wraz z monitoringiem ich stanu powykonawczego w określonym czasie jego eksploatacji i ewentualną likwidację powstałych uszkodzeń, względnie zapobieżeniu wywołanym zagrożeniom. 2. KONCEPCJA I PROJEKTOWANIE C większe zagospodarowanie kraju prowadzi do konieczności zapewnienia połączeń komunikacyjnych, do nowych obszarów już istniejących lub pozyskanych, ulepszenia i wzmocnienia podłoża gruntowego, a także zaprojektowania posadowienia różnego rodzaju 20

21 ważnych obiektów w centrach silnie zurbanizowanych miast, niekiedy w złożonych i trudnych warunkach geologiczno-hydrauliczno-geotechnicznych. Do rozpatrywanych tematów projektowania posadowienia należy między innymi wykonywanie fundamentów w głębokich wykopach, w otoczeniu istniejącej zabudowy urbanistycznej. W projektowaniu należy uwzględnić możliwość odkształceń, a niekiedy uszkodzeń sąsiednich obiektów i związane z tym bezpieczeństwo. Ponadto należy przeprowadzić wnikliwą analizę wpływu głębienia wykopu na otaczającą zabudowę, ocenę warunków hydraulicznych i ich wpływu na wykonawstwo. Projektowanie głębokich wykopów wymaga od projektanta-geotechnika dużego doświadczenia i umiejętności adekwatnego stosowania odpowiednich i naukowo uzasadnionych metod obliczeń prawidłowej oceny stanu bezpieczeństwa prowadzenia prac wykonawczych. Do najbardziej trudnych prac projektowych należy zaliczyć posadowienie głębokie za pomocą ścian szczelinowych o dużej głębokości (ponad 30 m) obiektów wieżowych Sea- Towers w Gdyni w bezpośrednim sąsiedztwie z basenem portowym. Wykonano fundamenty metodą betonowania podwodnego w otoczeniu głębokiego wykopu podpartego ściankami w bliskim sąsiedztwie Kanału Portowego (Rys. 1). Rys. 1. Sea-towers. Źródło: fot. Wames Budowla Sea-Towers składa się z dwóch budynków wieżowych o różnej wysokości. Wyższy budynek wieżowy o wysokości 143 m i niższy o kilkanaście metrów zespolone są łącznikiem. Zapewnienie stabilnego i równomiernego osiadania (bez istotnej różnicy osiadań, a tym samym przechyłu wież) wymagały specjalnych rozwiązań konstrukcyjnych i zabiegów 21

22 wzmocnienia podłoża wewnątrz konstrukcji fundamentowej i na jej stronie zewnętrznej. Monitorowanie osiadania całego obiektu, prowadzone w sposób ciągły wykazały ustabilizowane równomierne osiadanie rzędu 0.05 m przy ustalonym przyjętym w projektowaniu dopuszczalnym posadowieniu obiektu rzędu 0.08 m. Innym niebagatelnym do zaprojektowania i wykonawstwa był fundament budynku Muzeum II Wojny Światowej w Gdańsku, posadowiony głęboko w bardzo złożonych warunkach geotechnicznych. W części podziemnej obiektu znajdującej się poniżej istniejącego zwierciadła wody gruntowej zaprojektowano sale wystawowe. Budynek muzeum ma specjalistyczny, ze względów artystycznych, bardzo nachylony (ukośny) kształt. Projekt, wykonawstwo wykopu i fundament części podziemnej było trudnym problemem, zakończonym jednak sukcesem. Złożonym projektowo-wykonawczym zadaniem była budowa Centrum Haffnera (Rys. 2) wraz z budową tunelu drogowego znajdującego się przy wejściu na molo w Sopocie. Rys. 2. Centrum Haffnera. Źródło: fot. Stanisław Bednarz/KFP W projektowaniu należało uwzględnić trzy główne problemy: wysoki, zmienny stan wody gruntowej (wpływ zmiany stanu poziomu morza) i spływ wody gruntowej z wyżej położonych terenów miasta; zaleganie w podłożu gruntów słabonośnych, silnie uwarstwionych i występowanie wody filtrującej z nachylonego podłoża; bezpośrednie sąsiedztwo starych, około stuletnich budynków, płytko posadowionych i wrażliwych na wszelkie zmiany poziomu wody, odkształcenia i oddziaływania dynamiczne w procesie budowlanym. Opracowanie projektu geotechnicznego i fundamentu, ciągły nadzór geotechniczny i prowadzone badania pomiary, 22

23 pozwalające na prawie natychmiastową reakcję projektowo-wykonawczą pozwoliło ukończyć z całkowitym sukcesem budowę Kompleksu Centrum Haffnera w Sopocie; w tym Centrum odbywają się obecnie, między innymi, konferencje międzynarodowe na szczeblu rządowym państw Unii Europejskiej. Ważnym i wymagającym dużego doświadczenia problemem projektowania geotechnicznego jest posadowienie filarów i przyczółków mostowych. W projektowaniu posadowień filarów mostu w nurcie rzeki szczególnie złożonym problemem geotechnicznym ze względu na silne działanie przeszkody wodnej, możliwości rozmycia gruntu wokół projektowanego filara, działań płynącej wody jest uwzględnienie różnego rodzaju obciążeń (statycznych, dynamicznych lodu lub kry lodowej) jak również na ogół uwarstwionego podłoża składającego się z gruntów różnej wytrzymałości i odkształcalności (sztywności) gruntu. W projektowaniu bierze się pod uwagę różne koncepcje posadowienia, jak: posadowienie bezpośrednie w warstwie zagęszczonych gruntów gruboziarnistych, posadowienia na ścianach szczelinowych lub ściankach szczelnych, posadowienie na bloku wykonanym ze zwartych kolumn iniekcji strumieniowej, posadowienie na palach wielkich średnic z ewentualną dodatkową iniekcją podstawy pala inne koncepcje wynikające z nowych i sprawdzonych systemów posadowienia. Przy projektowaniu przyczółków mostowych należy wziąć pod szczególną uwagę prawidłowe określenie parcia czynnego i odporu gruntu w aspekcie jego wywołania działaniem konstrukcji przyczółka, współdziałania z przylegającym nasypem drogowym i powiązanie nasypu ze sztywną płytą łączącą te dwie konstrukcje o różnej sztywności (zagadnienie wywołanego często niepożądanego uskoku). Innym problemem jest tu określenie stateczności przyczółka w funkcji podatności podłoża na obciążenie fundamentu. Należy wnikliwie przeanalizować realne schematy sprawdzenia stateczności. W przypadku nieadekwatności stosowania jednego z trzech warunków równowagi układu konstrukcji przyczółka podłoże i zasyp należy rozważyć bezpieczeństwo i warunki stateczności wynikające ze stosunku sił aktywnych i reakcji nośności podłoża. Należy w projektowaniu zwrócić uwagę na działanie obciążeń pochodzących od przepływającej wody, wody pochodzącej z wyporu i ewentualnej wody artezyjskiej. Można tu przytoczyć kilka rozwiązań projektowych filarów i przyczółków mostowych: Projekt fundamentu pod filar mostu przez rzekę Odrę na obwodnicy autostradowej miasta Wrocław. Po szczegółowej analizie warunków gruntowych, możliwości wystąpienia 23

24 działania wody artezyjskiej i różnego rodzaju obciążeń od autostrady, przyjęto posadowienie filara na wierconych palach wielkośrednicowych. W projekcie fundamentu uwzględniono również technologię wykonawstwa (Rys. 3). W obliczeniach rozpatrzono kilka wariantów układu fundamentu palowego, przyporządkowując im odpowiednie schematy obliczeniowe z uwzględnieniem wartości parametrów podłoża gruntowego pali. Obliczenia przeprowadzono według dwóch schematów: w układzie płaskiego stanu odkształcenia i układzie przestrzennym w stanie sprężysto-plastycznym. Przyjęto dwa kryteria uplastycznienia gruntu: Coulomba Mohra i Matsuoki Nakai. Otrzymane wyniki obliczeń zweryfikowano próbnymi obciążeniami pojedynczych pali i pomierzonymi składowymi stanu naprężenia w podłożu wzdłuż pobocznicy i pod podstawą pala. Rys. 3. Most Rędziński. Źródło: fot. Westend Most Brdowski przez rzekę Odrę w Szczecinie. Opracowanie projektu posadowień filara i przyczółka w ściankach szczelnych, uszczelnionym dnem i pompowaniem wody. Obydwa projekty zrealizowano w przewidzianej technologii, a zbudowane mosty są czynne od kilku lat. Do ważnych geotechnicznych prac projektowych należą budowle ziemne, które obejmują: planowanie i organizację placów budowy, określenie metod wykonawstwa robót ziemnych, ocena jakości wykonanych prac, wzmocnienia za pomocą różnych metod, technologia wcięcia w podłoże skaliste, budowa wałów ziemnych, wypełnienia gruntowe. Ponadto do tematyki projektowania wchodzi obudowa wykopów, budowa rowów, wykonawstwo zasypów budowli, uszczelnienia i rekultywacja gruntów. 24

25 Innym ważnym działem badań i wykonawstwa geotechnicznego jest zamrażanie gruntu i zastosowanie tej metody w różnych dziedzinach budownictwa podziemnego, np. tuneli. W metodzie zamrażania gruntu prace geotechniczne obejmują pomiary rozchodzenia się zamrażania, ustalenie właściwości mechanizmu zamrażanego gruntu i jego oddziaływanie opracowanie zaleceń dotyczących przeprowadzania obliczeń gruntu zamrażanego. Do specjalnych zagadnień geotechnicznych w budownictwie morskim należy uwzględnienie działania wody i falowania morskiego, ciśnienia artezyjskiego, nawadnianie (całkowite lub częściowe) gruntu wodą, uwzględnienie częściowej konsolidacji słabych gruntów spoistych, przebicia hydraulicznego w gruntach zniszczenia podłoża gruntowego na skutek erozji. W zagadnieniach konstrukcyjnych budowli morskich należy prawidłowo przeprowadzić obliczenia ścianek szczelnych lub ścian szczelinowych w zależności od złożonych warunków podłoża morskiego, zmiennego obciążenia, różnego rodzaju układu pali i rusztu palowego, ochrona budowli morskich i budowanych budowli ochronnych brzegowych i w portach. Odrębnym tematem geotechnicznym i konstrukcyjnym są konstrukcje palowe, obliczenia przestrzennych rusztów palowych, zabezpieczenie skarp, zastosowanie konstrukcji i materiałów geosyntetycznych jako filtrów zabezpieczenia, wzmocnienie podłoża, powstania zjawisk rozmycia filarów, dalb uszczelnienia mineralne dna pod wodą, mola nasypowe i budowa ścian ochronnych przed wysoką wodą. Ważnym zagadnieniem w budownictwie morskim są zakotwienia w gruncie. Obejmują one projektowanie konstrukcji kotwiących wraz z opracowaniem zaleceń przeprowadzenia niezbędnych pomiarów sprawdzających określonej nośności i sił przekazywania na grunt określenie stopnia bezpieczeństwa wykonanych konstrukcji kotwiących wraz z wykonanymi czynnościami ich sprężeń. 3. BADANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO METODAMI IN-SITU Badania in-situ stanowią znaczącą pozycję w zintegrowanym projekcie geotechnicznym (Rys. 4). O takiej ocenie zadecydowało kilka czynników, do których należy zaliczyć: rekomendacje tych badań przez Eurokod 7 do wyznaczania parametrów geotechnicznych gruntów w geostatycznym stanie naprężenia w podłożu, ogromny potencjał różnych technik badania w warunkach in-situ (Rys. 5), solidne podstawy teoretyczne do wielu badań dobrze udokumentowane lokalne zależności empiryczne służące do wyznaczania parametrów mechanicznych gruntów na podstawie mierzonych parametrów w poszczególnych technikach badania. Badania in-situ charakteryzuje także łatwość ich wykonania i związany z tym niski 25

26 koszt w porównaniu z badaniami laboratoryjnymi. Możliwość wykonania replikacji i ich wykorzystanie w statystycznej ocenie jakości analizowanego parametru są także zaletami tych badań. Wymienione zalety badań in-situ stanowią doskonałą ofertę dla inwestora w programowaniu racjonalnej i efektywnej koncepcji przygotowania projektu geotechnicznego i posadowienia obiektu. Rys. 4. Generalna koncepcja zintegrowanego projektu geotechnicznego. (Mayne, 2006) Obecnie szczególną pozycję w badaniach in-situ zajmują sondowania statyczne CPTU i SCPTU. Robertson w 2009 roku sformułował opinię, że za pomocą sondowań statycznych można rozwiązać około 70% wszystkich problemów geotechnicznych. Wydaje się, że to stwierdzenie jest słuszne wtedy, jeśli sondowania statyczne będą uzupełnione badaniami laboratoryjnymi próbek ze stref podłoża, wytypowanych na podstawie wyników sondowań statycznych. Uzyskane wyniki z badań laboratoryjnych nie tylko uzupełniają ocenę właściwości podłoża, ale stanowią często metodę kalibracji poszczególnych technik badań in-situ. W programie badań in-situ, znajdują się również próbne obciążenia niezwykle ważny do niektórych projektów geotechnicznych - monitoring. Współczesne koncepcje wykorzystania badań in-situ nie ograniczają się tylko do wyznaczania parametrów geotechnicznych gruntów, ale także do wcześniej wspomnianego 26

27 wydzielenia jednorodnych stref podłoża do konstrukcji modeli wytrzymałościowych i odkształceniowych podłoża. Wysoce efektywne w tej kwestii są metody statystyczne. Do przygotowania projektu geotechnicznego planowanej inwestycji do dyspozycji projektanta jest znaczna liczba urządzeń, za pomocą których można określić wytrzymałość i odkształcalność podłoża, a także jego parametry fizyczne. Możliwości wyznaczania tych parametrów metodami in-situ są znaczące, ale mają też pewne ograniczenia. Rys. 5. Metody badań in-situ dla określenia parametrów podłoża gruntowego. (Mayne, 2006) Jednym z nich jest to, że na ogół z różnych technik badania uzyskuje się bezpośrednio tylko jeden parametr, np. z badania sondą obrotową wytrzymałość na ścinanie, natomiast pozostałe parametry należy wyznaczyć drogą pośrednią, poprzez zależności korelacyjne. Fakt ten ma duże znaczenie w ocenie jakości parametrów geotechnicznych, które uzyskuje się z badań in-situ. Jakość parametrów geotechnicznych ma z kolei istotny udział w awarii budowlanej bowiem w literaturze podaje się, że od 80 do 85% analizowanych awarii budowlanych związanych jest z podłożem gruntowym, przy czym w około 50% projektów geotechnicznych stwierdzono zasadnicze rozbieżności pomiędzy dokumentacją geotechniczną a warunkami podłoża. W wykorzystaniu metod in-situ do wyznaczania parametrów geotechnicznych gruntów należy więc uwzględnić następujące elementy: ocenę niepewności pomiarowych, związanych z zastosowaną techniką badania ograniczenia w stosowaniu zależności empirycznych do wyznaczania parametrów geotechnicznych gruntów w podłożu udział badań in-situ w zarządzaniu ryzykiem w projektowaniu geotechnicznym. 27

28 Wymienione czynniki eksponują się w przypadku badań na obszarze Polski, gdzie podłoże gruntowe zbudowane jest z gruntów o silnie zróżnicowanej genezie i ze zróżnicowanymi efektami prekonsolidacji. W przypadku sondowań statycznych niepewności pomiarowe generuje między innymi wykorzystywanie programów interpretacyjnych, w których do wyznaczania parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych gruntów wykorzystuje się zależności ze współczynnikami z literatury zagranicznej. Zależności te wymagają kalibracji poprzez uwzględnienie specyficznych właściwości gruntów z obszaru Polski, w tym wspomnianej genezy i efektów prekonsolidacji. Identycznej kalibracji wymagają formuły, które pozwalają na wyznaczenie parametrów mechanicznych metodą pośrednią z dwóch badań. Na niepewności pomiarowe i jakość parametrów z badań in-situ, wpływ ma także jakość sprzętu zastosowanego w badaniu. Wprawdzie do badań CPT, CPTU instrukcja Komitetu Technicznego TC-16 ISSMGE (1999) jednoznacznie definiuje kategorie penetrometrów i zakres ich wykorzystania, jednak wiele firm nie uwzględnia tego faktu w interpretacji charakterystyk penetracji z badania CPTU. W przygotowaniu projektu geotechnicznego dla inwestora dwa elementy decydują także o jakości tego projektu. Do tych elementów zalicza się percepcję geotechnika i związany z tym dobór parametru geotechnicznego ustalenie reprezentatywnej wartości parametru geotechnicznego do wydzielonej warstwy gruntu w podłożu. Z satysfakcją można to stwierdzić, że kwestią wydzielenia tzw. jednorodnych warstw podłoża i ustalenia reprezentatywnych wartości parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych zajmuje się kilka ośrodków badawczych w Polsce. Celem zminimalizowania wpływu niepewności pomiarowych w badaniach in-situ na ocenę parametrów geotechnicznych gruntów już w latach osiemdziesiątych ubiegłego stulecia podjęto badania w komorach kalibracyjnych i na poligonach doświadczalnych. Wkład polskich geotechników w tej dziedzinie badań jest zauważalny w środowisku międzynarodowym. Szczególną pozycję, o wymiarze międzynarodowym, zajmuje Obiekt Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych KGHM Polska Miedź S.A. Żelazny Most. Obiekt ten jest poligonem doświadczalnym dla kilku ośrodków badawczych i firm. O randze doświadczeń na tym poligonie dowodzą niezwykle wszechstronne i wysokiej jakości badania in-situ. Do wyznaczenia parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych odpadów rud miedzi w obwałowaniach składowiska, wdrożono metodę statycznego sondowania. Dla osadów 28

29 opracowano system klasyfikacyjny do procedury interpretacji charakterystyk penetracji, nową metodę identyfikacji warunków wodnych w obwałowaniach składowiska. Badania in-situ zajmują szczególną pozycję w programie zarządzania ryzykiem w projektowaniu geotechnicznym. Ten program jest silnie akcentowany w Eurokodzie 7, lecz w Polsce stosowany jest do tej pory tylko w przypadku nielicznych inwestycji. Z grupy metod zarządzania ryzykiem, do których zalicza się metodę obserwacyjną OM z podejściem, ab initio i best way out, metodę OM-CIRIA metodę GeoQ, że z dużym sukcesem wdrożona jest metoda obserwacyjna. Osiągnięcia metod in-situ w badaniach budowy i właściwości podłoża gruntowego definiują także kierunki dalszych badań, aby ich wykorzystanie było bardziej efektywne i spełniało oczekiwania projektantów, dotyczące jakości parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych gruntów podłoża. Podstawowym materiałem dla projektanta są wydzielone w podłożu warstwy o reprezentatywnych wiarygodnych parametrach geotechnicznych. W tych kwestiach dużą nadzieję widzi się w metodzie statycznego sondowania, wspartej badaniem dylatometrycznym. Duża liczba pomiarów uzyskiwanych z tych badań daje możliwość wykorzystania metod statystycznych do grupowania charakterystyk z tych badań i poszukiwania reprezentatywnych warstw i przypisywanych im parametrów geotechnicznych. Szczególnie efektywna wydaje się być analiza funkcjonalna lub we wstępnym etapie hierarchiczna metoda teorii skupień. Wydzielenie jednorodnych stref w podłożu i przyporządkowanych im modułów ściśliwości pierwotnej pozwala skonstruować model sztywności podłoża lub do wyznaczonych wartości wytrzymałości na ścinanie bez odpływu model wytrzymałościowy podłoża. Przykład tego rodzaju rozwiązania pokazano na (Rys. 6 i 7). Badanie DMT może w istotny sposób wspierać wyznaczanie wspomnianych reprezentatywnych wartości modułów ściśliwości lub wytrzymałości na ścinanie z badań CPTU, ale oryginalne formuły z badań DMT do gruntów z obszaru Polski wymagają, jak wcześniej wspomniano, kalibracji. Znajomość modelu sztywności podłoża ma bardzo istotne znaczenie w celu rozwiązania projektu posadowienia wielu obiektów, szczególnie tych, które obciążone są dużymi momentami, np. siłownie wiatrowe. Ze względu na złożoną budowę podłoża na obszarze Polski, do interpretacji badań in-situ należy uznać konstruowanie lokalnych zależności w celu wyznaczania parametrów mechanicznych gruntów w podłożu o różnym stopniu prekonsolidacji do gruntów do tej pory mało rozpoznanych, ze względu na ich skomplikowaną makrostrukturę. W pierwszym 29

30 temacie prowadzone są z dobrym skutkiem badania przez kilka ośrodków w Polsce. Znacznie mniej badań i publikacji dostępnych jest z interpretacji badań np. CPTU lub DMT w lessach gruntach organicznych lub węglach brunatnych. Ze względu na szeroki program inwestycji w Polsce, osady te często znajdują się w strefie współpracy fundamentów projektowanych obiektów. Badania geofizyczne oczekują także na większe zainteresowanie w Rys. 6. Podział podłoża ze względu na zmienność modułu ściśliwości pierwotnej wyznaczonego z charakterystyk badania CPTU Rys. 7. Przykład modelu sztywności podłoża, zbudowanego na podstawie modułów ściśliwości pierwotnej M na obszarze farmy wiatrowej kontekście ich wykorzystania nie tylko do opisu stratygrafii podłoża, ale przede wszystkim do identyfikacji parametrów mechanicznych gruntów występujących w podłożu. Można więc liczyć na to, że polscy geotechnicy podejmą i te wyzwania w najbliższym czasie. 4. BADANIA LABORATORYJNE GRUNTÓW I GEOMATERIAŁÓW Obszarem inżynierskiego wykorzystania badań laboratoryjnych gruntów i ogólnie geomateriałów, do których zaliczane są między innymi grunty antropogeniczne, geosyntetyki i inne, jest przede wszystkim określanie ich właściwości fizycznych, wytrzymałościowych i odkształceniowych przepuszczalności hydraulicznej. Badania laboratoryjne w ścisłe 30

31 kontrolowanych warunkach naprężenia, odkształcenia i odpływu stanowią również podstawowy sposób wyznaczania charakterystyk i parametrów do stosowanych modeli gruntu. Wprowadzone do praktyki w ostatnich latach metody badań laboratoryjnych zapewniają lepsze poznanie zachowania się gruntów i geomateriałów w złożonych warunkach obciążenia (monotonicznych i cyklicznych), przy zmianie nasycenia, temperatury, czynników środowiskowych w tym głównie zanieczyszczeń. Znacząca poprawa wyposażenia ośrodków naukowych i firm konsultingowych (głównie dzięki wykorzystaniu funduszy unijnych) w nowoczesną aparaturę do badań laboratoryjnych, która nastąpiła w ostatnim dziesięcioleciu w Polsce umożliwia lepszą jakość badań standardowych prowadzenie zaawansowanych badań naukowych. Intensywna rozbudowa infrastruktury transportowej i rosnąca potrzeba posadowienia obiektów na terenach o niekorzystnych warunkach geotechnicznych, wynikających najczęściej z występowania gruntów słabonośnych i wysokiego poziomu wody gruntowej, spowodowała konieczność wykonywania badań laboratoryjnych tych gruntów przez firmy konsultingowe i ośrodki naukowe z wykorzystanie specjalistycznej aparatury. Grunty słabonośne charakteryzują się: dużą porowatością i wilgotnością dużą odkształcalnością z wyraźną tendencją do pełzania małą wytrzymałością na ścinanie w warunkach bez odpływu znaczną zmianą przepuszczalności wraz ze zmianą porowatości znaczną nieliniową zmiennością charakterystyk materiałowych znaczną przestrzenną zmiennością właściwości. Właściwości spoistych i organicznych gruntów słabonośnych powodują, że zakres prowadzonych badań laboratoryjnych metodyka badań i interpretacja wyników muszą być dostosowane do specyfiki ich zachowania. W praktyce inżynierskiej w ramach badań laboratoryjnych służących identyfikacji gruntów słabonośnych oprócz podstawowych właściwości fizycznych konieczne jest określenie takich parametrów jak zawartość części organicznych i węglanu wapnia w przypadku torfów stopnień rozkładu. Wyznaczenie charakterystyk i parametrów umożliwiających ocenę wartości i przebiegu odkształceń gruntów słabonośnych przeprowadza się c częściej na podstawie 31 badań w konsolidometrach umożliwiających określenie parametrów ściśliwości (również wtórnej), przepuszczalności hydraulicznej i parametrów konsolidacji. Badania wytrzymałościowe prowadzone na próbkach o większych wymiarach (średnica 50 mm) w aparacie

32 trójosiowym o udoskonalonej konstrukcji z dodatkowym wyposażeniem znacznie rozszerzają dotychczasowe możliwości pomiarowe. Badania naukowe skierowane są głównie na lepsze poznanie zachowanie się gruntów organicznych w złożonych warunkach obciążenia wyznaczenie charakterystyk i parametrów do sprężysto-lepkoplastycznych modeli gruntu. Starsze grunty organiczne stanowią również problem w posadowieniu budowli i infrastruktury podziemnej na terenach o intensywnej zabudowie. Przykładem są grunty organiczne (namuły, gytie i torfy) z interglacjału eemskiego występujące w Rynnie Żoliborskiej w Warszawie. Eemskie grunty organiczne, pomimo większej wytrzymałości na ścinanie bez odpływu i mniejszej odkształcalności niż holoceńskie grunty organiczne, ze względu na dużą zawartość części organicznych i węglanu wapnia, charakteryzują się dużą tendencją do pełzania, nieliniową zmiennością charakterystyk materiałowych znaczną przestrzenną zmiennością właściwości. W projektowaniu geotechnicznym posadowienia obiektów budownictwa mieszkaniowego i infrastruktury podziemnej w takim rejonie konieczne jest zastosowanie odpowiedniego rodzaju i zakresu badań laboratoryjnych pozwalających na wyznaczenie charakterystyk i parametrów umożliwiających poprawną ocenę ich zachowania. Badania naukowe zmierzają do poznania wytrzymałości na ścinanie pełzania tych gruntów przy niestandardowych ścieżkach naprężenia wywoływanych w podłożu w rejonie głębokich wykopów lub infrastruktury podziemnej. Wykorzystanie cylindrycznego aparatu skrętnego umożliwia badanie przy niestandardowej ścieżce naprężenia (Rys. 8) lub badanie pełzania przy dewiatorowym stanie naprężenia przy różnym kącie obrotu kierunków naprężeń głównych. Rys. 8. Cylindryczny aparat skrętny 32

33 Badania laboratoryjne wykonywane w ośrodkach naukowych na udoskonalonej aparaturze dotyczyły również poznania zachowania się gruntów w zakresie małych odkształceń z wykorzystaniem aparatu trójosiowego i kolumny rezonansowej (Rys. 9) wyposażonych w przetworniki piezoelektryczne. Ostatnio badania trójosiowe prekonsolidowanych gruntów spoistych umożliwiające wyznaczenie modułów odkształcenia Rys. 9. Kolumna rezonansowa w zakresie małych odkształceń wykonywane są również przez firmy konsultingowe. Pozwala to na poprawny dobór parametrów do modelowania numerycznego z wykorzystaniem sprężysto-idealnie plastycznych modeli gruntu przy projektowaniu części podziemnej obiektów infrastruktury podziemnej. Do badań laboratoryjnych charakterystyk materiałowych gruntów częściowo nasyconych wodą wykorzystywany jest konsolidometr aparat trójosiowy wyposażone w układ tensjometryczny do pomiaru dodatnich i ujemnych ciśnień wody w porach. Badania naukowe prowadzone w cyklicznym aparacie trójosiowym umożliwiają ocenę zachowania się gruntów niespoistych i spoistych poddanych pulsacyjnym lub oscylacyjnym obciążeniom cyklicznym. Umożliwia to na poprawny dobór parametrów do modelowania numerycznego w projektowaniu obiektów poddanych obciążeniom cyklicznym. Obiecujące w tym zakresie jest wykorzystanie cylindrycznego aparatu skrętnego umożliwiającego badanie próbek gruntu poddanych obciążeniom cyklicznym. Współczesnym wyzwaniem badań laboratoryjnych jest konieczność poznania zachowania się gruntów w warunkach zmian czynników środowiskowych (termicznych, chemicznych i biologicznych). Stanowi to duże utrudnienie w badaniach laboratoryjnych ze względu na konieczność zmiany lub dostosowania dotychczas stosowanej aparatury i metody badań. 33

34 Interdyscyplinarny charakter zagadnienia wymaga współpracy ze specjalistami z zakresu termodynamiki, chemii i biologii. Ze względu na różne pochodzenie gruntów antropogenicznych podstawowe badania laboratoryjne służą najczęściej inżynierskiej identyfikacji ich właściwości fizycznych, parametrów przepuszczalności, wytrzymałościowych i odkształceniowych. Głównym celem uzupełniających badań laboratoryjnych jest ocena zmian właściwości gruntów antropogenicznych wywołanych czynnikami technologicznymi zmianami czynników środowiskowych. W badaniach laboratoryjnych dokonuje się również wstępną ocenę możliwości wykorzystania gruntów antropogenicznych do budowy lub modernizacji nasypów, warstw uszczelniających lub do wzmocnienia podłoża słabonośnego. Jednym z ważnych współczesnych wyzwań badań laboratoryjnych jest wyznaczanie podstawowych właściwości geosyntetyków stosowanych w konstrukcjach inżynierskich w zakresie ich przepuszczalności, wytrzymałości i odkształcenia (Rys. 10). Rys. 10. Zrywarka o maksymalnej sile 75 kn umożliwiająca badanie geosyntetyków w temperaturze od -70 C do C Wykorzystanie geosyntetyków do zbrojenia gruntu i w konstrukcjach oporowych przy charakterystyce mobilizacji ich wytrzymałości na rozciąganie powoduje, że prowadzone są badania laboratoryjne służące opracowaniu metod projektowania wstępnie sprężonych konstrukcji z gruntu zbrojonego geosyntetykami. W laboratoriach prowadzone są wielkowymiarowe badania modelowe mechanizmu współpracy grunt-geosyntetyk. Celem badań naukowych jest określenie efektów starzenia się geosyntetyków zmian ich właściwości wywołanych niską i wysoką temperaturą czynnikami chemicznymi i biologiczne. (Rys. 11). Rozwój modelowania numerycznego interakcji obiektów budowlanych z podłożem gruntowym inicjuje badania laboratoryjne służące wyznaczeniu charakterystyk i parametrów 34

35 opisujących zachowanie się strefy kontaktowej. Wyniki badań laboratoryjnych wykorzystywane są do rozwoju podstaw teoretycznych i sposobów modelowania nowych rozwiązań technologicznych wzmacniania gruntów. Rys. 11. Aparaty do wyznaczania wodoprzepuszczalności podłużnej i poprzecznej geosyntetyków 5. REALIZACJA PROJEKTÓW I ROBÓT GEOTECHNICZNYCH Wykonywanie robót geotechnicznych, niezależnie od skali ich wielkości i usytuowania, powinno odbywać się pod stałym nadzorem specjalisty geotechnika. Szczególnie złożone sytuacje pod względem wykonywania tych robót wymagają nadzoru naukowo-technicznego z możliwością natychmiastowej korekty projektowo-wykonawczej uzasadnioną odpowiedzią (adekwatną), analizę obserwacji i pomiarów obliczeniami. Jako przykład nowych rozwiązań można podać zastosowanie geosyntetyków do budowy platform w budownictwie komunikacyjnym. Dotyczą stref obszarów o potencjalnych wgłębieniach związanych z występowaniem podziemnych kawern lub innych przyczyn. Pochodzenie tych kawern może być naturalne (kawerny krasowe związane z rozpuszczaniem skał wywołanych przez kwaśne wody) lub związane z działalnością człowieka (dawne wyrobiska podziemne lub korytarze górnicze, względnie inne) rozpoznanie kawern nie jest nigdy pełne i prace podsadzkowe wypełnienia często są niekompletne. Istnieje na ogół ryzyko lokalnego powierzchniowego zagłębienia bardzo szkodliwego w istniejącej strukturze. Zastosowanie wzmocnienia za pomocą geosyntetyków umiejscowionych w podstawie platformy drogowej pozwala ograniczyć skutki lokalnego zapadliska. Badanie i realizacja prac z szerokiego zastosowania geosyntetyków w budownictwie, a szczególnie komunikacyjnym, stanowi współczesny temat zainteresowań i działań inżyniera geotechnika. Badanie nad zastosowaniem geosyntetyków obejmują złożone mechanizmy uwzględniające w 35