GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA

Transkrypt

1 GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA dla potrzeb projektu przebudowy drogi powiatowej nr 2151K polegającej na budowie ciągu pieszo-rowerowego z kanalizacją oraz na wykonaniu nakładki bitumicznej w m. Górna Wieś gm. Michałowice i Wola Zachariaszowska gm. Zielonki Zlecający: Opracował: P. Jan Wcisło ul. Borsucza 3/ Kraków mgr inż. Dariusz Szajowski nr upr. VII 1557, XI 0145, XII Kraków, sierpień 2016

2 SPIS TREŚCI OPINIA GEOTECHNICZNA Obiekt Cel badań Podstawa opracowania Uzgodnienia Położenie i morfologia terenu Zarys budowy geologicznej i warunków hydrogeologicznych Budowa geologiczna Warunki hydrogeologiczne Kategoria geotechniczna obiektu budowlanego Zalecenia i wnioski...4 DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO Zakres prac badawczych Warunki geotechniczne...5 PROJEKT GEOTECHNICZNY Prognoza zmian właściwości gruntów w czasie Określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych Określenie częściowych współczynników bezpieczeństwa dla obliczeń Określenie oddziaływań od gruntu Przyjęcie modelu obliczeniowego podłoża gruntowego Określenie nośności i osiadania podłoża gruntowego Ustalenie danych do zaprojektowania fundamentu Wykonawstwo robót ziemnych Oddziaływanie wody gruntowej na obiekt Monitoring projektowanego obiektu...8 SPIS ZAŁĄCZNIKÓW Mapy dokumentacyjne skala 1 : Karty otworów geotechnicznych skala 1 : Zestawienie charakterystycznych parametrów geotechnicznych 2

3 OPINIA GEOTECHNICZNA 1. Obiekt 1.1 Cel badań Celem badań jest rozpoznanie warunków gruntowo wodnych w rejonie projektowanej przebudowy drogi powiatowej nr 2151K polegającej na budowie ciągu pieszo-rowerowego z kanalizacją oraz na wykonaniu nakładki bitumicznej w m. Górna Wieś gm. Michałowice i Wola Zachariaszowska gm. Zielonki oraz określenie stopnia skomplikowania warunków gruntowych i kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego. 1.2 Podstawa opracowania Podstawą opracowania są: wizja terenowa, wiercenia geotechniczne, mapa sytuacyjno-wysokościowa w skali 1 : 500, Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz. U. z 2012 r., poz. 463), Polskie Normy, literatura i materiały archiwalne. 1.3 Uzgodnienia Zakres prac tj. liczba, lokalizacja i głębokość wyrobisk, został uzgodniony ze Zleceniodawcą. 2. Położenie i morfologia terenu Teren wykonanych prac leży w południowej części miejscowości Górna Wieś i w północnej części miejscowości Wola Zachariaszowska. Cały teren wykonanych prac zawiera się w granicach działek nr 118/4 i 196. Rejon badań stanowi odcinek drogi powiatowej nr 2151K w górnej i środkowej części stoków niewysokich, rozległych wzniesień. Powierzchnia terenu badań charakteryzuje się niewielkim nachyleniem, maksymalnie 5 6, rzędne wykonanych otworów wynoszą od 348,40 m npm (otwór nr 3) do 361,80 m npm (otwór nr 2). Pod względem administracyjnym teren badań leży w granicach miejscowości Górna Wieś w gminie Michałowice i w miejscowości Wola Zachariaszowska w gminie Zielonki, w powiecie krakowskim, województwie małopolskim. 3. Zarys budowy geologicznej i warunków hydrogeologicznych 3.1 Budowa geologiczna Pod względem geologicznym teren badań leży w obrębie dużej jednostki geologicznostrukturalnej jaką jest Zapadlisko Przedkarpackie. Starsze podłoże stanowią tu górnojurajskie wapienie skaliste i płytowe przykryte utworami czwartorzędowymi plejstoceńskimi lessami. Budowę geologiczną w oparciu o wykonane prace terenowe przedstaw karty otworów geotechnicznych (zał. nr ). 3

4 3.2 Warunki hydrogeologiczne Do głębokości rozpoznania tj. do 4,0 m ppt nie stwierdzono występowania zwierciadła wód podziemnych. Nie zaobserwowano też sączeń wód śródglinnych. Sączenia mogą pojawić się po obfitych i długotrwałych opadach atmosferycznych lub w okresie topnienia pokrywy śnieżnej. 4. Kategoria geotechniczna obiektu budowlanego Na podstawie otworów geotechnicznych stwierdzono, że teren badań pokryty jest warstwą nasypu budowlanego o miąższości 0,35 0,7 m. Niżej leżącymi osadami pokrywy czwartorzędowej na badanym terenie są grunty rodzime, mineralne, spoiste w postaci pyłów, glin pylastych i glin pylastych zwięzłych. W poziomie projektowanego posadowienia obiektu stwierdzono grunty w stanie twardoplastycznym stanowiące wystarczające podłoże dla posadowienia bezpośredniego. Projektowany obiekt to ciąg pieszo-rowerowy z kanalizacją oraz nakładka bitumiczna. Na podstawie Rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz. U. z 2012 r., poz. 463) warunki gruntowe określa się jako proste, a obiekt budowlany proponuje się zaliczyć do drugiej kategorii geotechnicznej. Zgodnie z ww. rozporządzeniem ostateczną decyzję w sprawie zaliczenia obiektu do odpowiedniej kategorii geotechnicznej podejmie projektant budynku. 5. Zalecenia i wnioski Do głębokości rozpoznania, pod warstwą nasypu budowlanego o miąższości 0,35 0,7 m stwierdzono występowanie plejstoceńskich lessów wykształconych jako grunty rodzime mineralne, spoiste w postaci pyłów, glin pylastych i glin pylastych zwięzłych. Stopień plastyczności gruntów w podłożu badanego terenu jest zróżnicowany i waha się w granicach 0,10 I L 0,60. W podłożu stwierdzono grunty o obniżonej nośności grunty w stanie plastycznym (warstwa geotechniczna Ic) i grunty słabonośne grunty w stanie miękkoplastycznym (warstwa geotechniczna Id), pozostałe warstwy geotechniczne to warstwy nośne. Do głębokości rozpoznania tj. do 4,0 m ppt nie stwierdzono występowania zwierciadła wód podziemnych ani sączeń wód śródglinnych. Sączenia mogą pojawić się po obfitych i długotrwałych opadach atmosferycznych lub w okresie topnienia pokrywy śnieżnej. Z uwagi na właściwości gruntów pylastych występujących pod powierzchnią terenu badań, polegające na podleganiu uplastycznianiu wraz z niewielkim wzrostem wilgotności, podczas budowy należy dołożyć wszelkich starań by nie dopuścić do zaburzenia wilgotności gruntu. Prace fundamentowe należy prowadzić przy możliwie bezopadowej pogodzie. Wykopy fundamentowe należy zabezpieczyć przed wpływem wody opadowej. Grunty gliniaste mogą posiadać właściwości tiksotropowe polegające na uplastycznianiu się pod wpływem drgań. Z uwagi na to należy ograniczyć udział ciężkich maszyn budowlanych wytwarzających wibracje. Normowa głębokość przemarzania dla rejonu badań wynosi h z=1,0 m. Na podstawie Rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz. U. z 2012 r., poz. 463) warunki gruntowe określa się jako proste, a obiekt budowlany proponuje się zaliczyć do drugiej kategorii geotechnicznej. Zgodnie z ww. rozporządzeniem ostateczną decyzję w sprawie zaliczenia obiektu do odpowiedniej kategorii geotechnicznej podejmie projektant. 4

5 DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO 1. Zakres prac badawczych Badania wykonano zgodnie z normami: PN-81/B PN-B-02479:1998 PN-86/B PN-B-02481:1998 PN-B-04452:2002 PN-88/B W ramach prac terenowych wykonano trzy otwory geotechniczne do głębokości 4,0 m ppt. Łącznie wykonano 12,0 mb wyrobisk badawczych. Ich lokalizację przedstawiono na mapach dokumentacyjnych w skali 1:500 stanowiących zał. nr Wiercenia wykonano systemem mechanicznym, przy pomocy wiertnicy na podwoziu samochodowym z zastosowaniem świdrów ślimakowych o długości 3000 mm i średnicy 110 mm. Wykonano opis makroskopowy przewierconych warstw określając ich rodzaj, konsystencję, stan, wilgotność i barwę. Stopień plastyczności gruntów określono na podstawie próby wałeczkowania oraz badań penetrometrem tłoczkowym i ścinarką obrotową. Z uzyskanego urobku metodą B pobrano próbki z zachowaną wilgotnością i składem ziarnowym o klasie jakości 3. Próbki te zostały pobrane do woreczków foliowych w celu wykonania powtórnej analizy makroskopowej w warunkach laboratoryjnych. Otwory geotechniczne zlikwidowano wydobytym urobkiem z zachowaniem następstwa warstw. Maksymalna miąższość warstwy ubijanego urobku nie przekraczała 0,5 m. Teren prac uporządkowano i doprowadzono do stanu pierwotnego, nawierzchnię asfaltową odbudowano. 2. Warunki geotechniczne Warunki geotechniczne określono zgodnie z wytycznymi norm: PN 81/B 03020, PN 86/B 02480, PN B 04452:2002. Na podstawie otworów geotechnicznych stwierdzono, że teren badań pokryty jest warstwą nasypu budowlanego o miąższości 0,35 0,7 m. Nasyp stanowią warstwy konstrukcyjne drogi nawierzchnia asfaltowa o miąższości 0,13 0,17 m oraz podbudowa: kruszywo łamane frakcji 0 31,5 mm stabilizowane cementem o miąższości 0,23 m i kruszywo łamane frakcji 0 63 mm o miąższości 0,3 m (otwór nr 1) lub kruszywo łamane frakcji 0 63 mm z dodatkiem głazów (30%) o miąższości 0,21 0,22 m (otwory nr 2 i 3). Niżej zalegają grunty rodzime, mineralne, spoiste w postaci pyłów, glin pylastych oraz glin pylastych zwięzłych. Poniżej warstwy nasypów, do głębokości rozpoznania, wydzielono jeden pakiet warstw geotechnicznych: Pakiet I czwartorzędowe grunty rodzime, mineralne, spoiste: Warstwa I a pył, w stanie twardoplastycznym, mało wilgotny. Dla warstwy tej przyjęto stopień plastyczności I L =0,10. Warstwa nośna. Warstwa I b pył, glina pylasta, glina pylasta zwięzła, w stanie twardoplastycznym, mało wilgotne. Dla warstwy tej przyjęto stopień plastyczności I L =0,20. Warstwa nośna. Warstwa I c glina pylasta, pył w stanie plastycznym, wilgotne. Dla warstwy tej przyjęto stopień plastyczności I L =0,35. Warstwa o obniżonej nośności. Warstwa I d pył, w stanie miękkoplastycznym, wilgotny. Dla warstwy tej przyjęto stopień plastyczności I L =0,60. Warstwa słabonośna. 5

6 Parametr wiodący warstw geotechnicznych gruntów spoistych stopień plastyczności I L ustalono metodą A w rozumieniu normy PN-81/B Pozostałe parametry geotechniczne (gęstość objętościową ρ, kohezję c u, kąt tarcia wewnętrznego ϕ u, moduł pierwotnego odkształcenia E 0 oraz edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej M 0) ustalono metodą B za pomocą związków korelacyjnych pomiędzy parametrami wiodącymi a cechami mechaniczno-deformacyjnymi. Wartości uogólnionych parametrów warstw geotechnicznych zestawiono w tabeli (zał. nr 3). Przed zastosowaniem do obliczeń podane parametry charakterystyczne należy pomnożyć przez współczynnik materiałowy γm, który wynosi 0,9 lub 1,1 w zależności od zastosowanych obliczeń, przy czym należy przyjmować wartość bardziej niekorzystną. 6

7 PROJEKT GEOTECHNICZNY 1. Prognoza zmian właściwości gruntów w czasie Na głębokości projektowanego posadowienia obiektu stwierdzono grunty spoiste w stanie twardoplastycznym, o I L w zakresie od 0,20 do 0,10 zaliczone do gruntów nośnych. Utwory te, pod warunkiem unikania zawilgocenia nie zmieniają swych właściwości w czasie. Grunty pylaste i gliniaste są wrażliwe na zmiany wilgotności, po zawilgoceniu ulegają uplastycznieniu i tracą nośność. Z uwagi na właściwości gruntów spoistych zalegających pod powierzchnią terenu badań polegające na uplastycznianiu się wraz ze wzrostem wilgotności podczas budowy należy dołożyć wszelkich starań by nie dopuścić do zaburzenia wilgotności gruntów. Prace budowlane należy prowadzić przy możliwie bezopadowej pogodzie, a wykopy zabezpieczyć przed zawilgoceniem lub zalaniem przez wodę opadową. Grunty gliniaste mogą posiadać właściwości tiksotropowe polegające na uplastycznianiu się pod wpływem drgań. Z uwagi na to należy ograniczyć udział ciężkich maszyn budowlanych wytwarzających wibracje. W związku z obecnością w podłożu gruntowym gruntów bardzo wysadzinowych należy zabezpieczyć obiekt przed zmianami objętości gruntów. 2. Określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych Charakterystyczne parametry geotechniczne podano w załączniku nr 3 do niniejszego opracowania. Przed zastosowaniem do obliczeń podane parametry charakterystyczne należy pomnożyć przez współczynnik materiałowy γ m, który wynosi 0,9 lub 1,1 w zależności od zastosowanych obliczeń, przy czym należy przyjmować wartość bardziej niekorzystną. Podane parametry geotechniczne należy też skorelować zgodnie z załącznikiem A do normy EN : Określenie częściowych współczynników bezpieczeństwa dla obliczeń Częściowe współczynniki bezpieczeństwa należy przyjąć zgodnie z załącznikiem B dla normy EN : Określenie oddziaływań od gruntu W fazie wykonywania wykopów należy chronić grunty w dnie i skarpach wykopu fundamentowego przed przemarzaniem. Rozpoznane grunty spoiste w stanie twardoplastycznym zalegające na głębokości projektowanego posadowienia nadają się do bezpośredniego posadowienia projektowanej konstrukcji. 5. Przyjęcie modelu obliczeniowego podłoża gruntowego Model pracy podłoża przy sprawdzaniu oporu granicznego podłoża wg EN :2004 należy rozpatrywać w warunkach bez odpływu jak i z odpływem. 6. Określenie nośności i osiadania podłoża gruntowego Osiadanie należy rozpatrywać zgodnie z załącznikiem F do normy EN :

8 7. Ustalenie danych do zaprojektowania fundamentu Dane niezbędne do zaprojektowania konstrukcji podano w załącznikach nr oraz Wykonawstwo robót ziemnych Roboty ziemne należy wykonywać zgodnie z normą PN-B Geotechnika. Roboty ziemne. 9. Oddziaływanie wody gruntowej na obiekt W czasie badań terenowych nie stwierdzono zwierciadła wód podziemnych i sączeń wód śródglinnych. Przy posadowieniu bezpośrednim na głębokości do 4,0 m ppt w okresie suchym woda gruntowa nie będzie utrudniać prac ziemnych. Woda gruntowa nie wpłynie też na nośność gruntu. 10. Monitoring projektowanego obiektu Monitoring tego typu obiektu może polegać na periodycznych pomiarach geodezyjnych podstawy obiektu. Konieczność, ewentualna częstotliwość i czas trwania pomiarów powinny zostać określone przez Konstruktora obiektu. W związku z tym, że obiekt zaliczono do drugiej kategorii geotechnicznej w prostych warunkach gruntowych nie ma obowiązku prowadzenia monitoringu projektowanego obiektu. 8