DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

Transkrypt

1 GEOTEKO Projekty i Konsultacje Geotechniczne Spółka z o.o. ul. Wałbrzyska 3/5, Warszawa, tel./ faks (22) ,(22) , info@geoteko.com.pl, NIP , REGON , KRS DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA DLA POTRZEB PROJEKTU SANITARIATÓW PRZY ul. WYBRZEśE SZCZECIŃSKIE W WARSZAWIE, W REJONIE STADIONU NARODOWEGO Zleceniodawca: Zarząd Mienia m.st. Warszawy, ul. Jana Kazimierza 62, Warszawa Umowa nr: 227/2728/10 Opracowanie: mgr Wiktor Krawczyk upr. geol. nr VII-1371 Vice Prezes GEOTEKO dr inŝ. Tadeusz Barański Warszawa, luty 2011 ISO Laboratorium Geotechniczne GEOTEKO ISO 9001 Sporządzanie dokumentacji geotechnicznych i geologicznych Firma jest członkiem Izby Projektowania Budowlanego nr rej. 237

2 SPIS TREŚCI 1. WSTĘP Podstawa opracowania Lokalizacja i charakterystyka terenu badań Charakterystyka projektowanej inwestycji Wykaz wykorzystanych materiałów ZAKRES WYKONANYCH BADAŃ TERENOWYCH I LABORATORYJNYCH Wiercenia badawcze Sondowania statyczne CPT Pomiary geodezyjne Badania laboratoryjne BUDOWA GEOLOGICZNA I WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE CHARAKTERYSTYKA WARUNKÓW GEOTECHNICZNYCH WNIOSKI I ZALECENIA... 8 ZAŁĄCZNIKI Załącznik 1 - Lokalizacja miejsc badań, skala 1: Załącznik 2- Wycinek Szczegółowej Mapy Geologicznej Polski, arkusze Warszawa Wschód i Warszawa Zachód, skala 1: Załącznik 3 - Mapa dokumentacyjna, skala 1:500 Załącznik 4 - Karty dokumentacyjne otworów badawczych Załącznik 5 - Wyniki sondowań statycznych CPT Załącznik 6 - Wyniki badań laboratoryjnych Załącznik 7 - Przekroje geotechniczne

3

4 1. WSTĘP 1.1. Podstawa opracowania Niniejsza dokumentacja została opracowana przez GEOTEKO Projekty i Konsultacje Geotechniczne Sp. z o.o. (ul Wałbrzyska 3/5, Warszawa) na zlecenie Zarządu Mienia m.st. Warszawy (ul. Jana Kazimierza 62, Warszawa) w ramach zlecenia z dnia 15 grudnia 2010 r. (nr Geoteko 227/2728/10). Opracowanie zawiera dokumentację badań terenowych i laboratoryjnych wykonanych w celu określenia warunków gruntowo-wodnych (geotechnicznych) w podłoŝu projektowanych sanitariatów zlokalizowanych w Warszawie przy ul. WybrzeŜe Szczecińskie w rejonie Stadionu Narodowego. Lokalizację analizowanego terenu badań przedstawiono na Mapie Topograficznej w skali 1: (Zał.1). Niniejsze opracowanie zawiera wyniki technicznych badań podłoŝa i zgodnie z Rozporządzeniem Min. Spraw Wewn. i Adm. z dn r. (Dz. U. Nr 126, poz. 939) stanowi dokumentację określającą warunki geotechniczne podłoŝa projektowanej inwestycji. Zgodnie z w/w rozporządzeniem projektowaną inwestycję moŝna zaliczyć do drugiej kategorii geotechnicznej (posadowienie pośrednie, złoŝone warunki podłoŝa) Lokalizacja i charakterystyka terenu badań Obszar, na którym zlokalizowane będą projektowane obiekty, połoŝony jest na prawy brzegu Wisły, przy ul. WybrzeŜe Szczecińskie, w odległości ok. 100m na zachód od Stadionu Narodowego i 130m na północ od Mostu Poniatowskiego. W chwili obecnej rejon badań to w większości nieuŝytki porośnięte drzewami, krzewami i chwastami. Część badanego obszaru jest utwardzona wylewką betonową o miąŝszości do ok. 15cm. Administracyjnie analizowany obszar połoŝony jest na terenie dzielnicy Praga Południe, w Warszawie. Lokalizację terenu projektowanej inwestycji i terenów przyległych przedstawiono na Mapie Topograficznej (wycinek) w skali 1: (Zał. 1).

5 1.3. Charakterystyka projektowanej inwestycji Przedmiotem inwestycji jest budowa sanitariatów. Obiekt będzie parterowy, częściowo oparty na słupach, wykonany w formie podwyŝszonych drewnianych ram z wydzielonymi dwoma modułami. W jednym z nich będą znajdować się toalety, w drugim zaś przebieralnie i prysznice. Projektowane sanitariaty będą posadowione na palach, na głębokości ok. 12m p.p.t. Zarys projektowanego obiektu przedstawiono na mapie dokumentacyjnej (Zał. 3) Wykaz wykorzystanych materiałów - Wizja terenowa. - Wyniki badań terenowych i laboratoryjnych. - Informacje przekazane przez przedstawiciela Zleceniodawcy. - Mapa Topograficzna Polski w skali 1: Arkusz Warszawa Śródmieście Główny Geodeta Kraju. Warszawa, Mapa Zasadnicza rejonu projektowanej inwestycji (dostarczona przez Zleceniodawcę). - Plan zagospodarowania działki (lokalizacja budynku) projektowanej inwestycji (dostarczony przez Zleceniodawcę). - Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski w skali 1:50 000, Arkusze Warszawa Wschód, Wyd. IG, 1980, wraz z objaśnieniami. - Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski w skali 1:50 000, Arkusze Warszawa Zachód, Wyd. IG, 1979, wraz z objaśnieniami. - Lunne T., Robertson P.K., Powell J.J. Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice. Academic & Proffesional, London, Wiłun Z. Zarys geotechniki. WKiŁ, Warszawa Wolski W. i inni. Fundamentowanie. Tom I, rozdz. 2 i 4. Warszawa - Arkady, PN/B 04452:2002. Geotechnika. Badania polowe. - PN-81/B Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie. - PN-86/B Grunty budowlane. Określenia i symbole, podział i opis gruntów. - PN-B-02481:1998. Geotechnika. Terminologia podstawowa. - PN-88/B Grunty budowlane. Badania próbek gruntu. - PN-B-02479:1998. Geotechnika. Dokumentowanie geotechniczne. Zasady ogólne. - PN-EN 206-1:2003. Beton. Część 1. Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność.

6 2. ZAKRES WYKONANYCH BADAŃ TERENOWYCH I LABORATORYJNYCH Zakres badań terenowych został ustalony w porozumieniu z przedstawicielem Zleceniodawcy 2.1. Wiercenia badawcze W ramach prac terenowych wykonano 7 otworów badawczych do głębokości 15.0m p.p.t. Łącznie wykonano 105 mb wierceń. Prace wiertnicze były prowadzone systemem zmechanizowanym okrętnoudarowym, świdrem spiralnym o średnicy127 mm. Lokalizację otworów badawczych pokazano na mapach dokumentacyjnych (Zał. 3). Profile wykonanych otworów badawczych przedstawiono w Zał. 4. Bezpośrednio po kaŝdym wydobyciu próbnika z otworu, określano makroskopowo rodzaj, stan i barwę nawierconego gruntu według PN/B-04452:2002 Geotechnika. Badania polowe. Z kaŝdej napotkanej warstwy gruntu róŝniącej się stanem, wilgotnością lub barwą pobierano próbki do badań cech fizycznych (NU, NW). Po wstępnej selekcji próbek część z nich (6 sztuk) została przekazana do badań laboratoryjnych. Próbki wytypowane do badań laboratoryjnych zaznaczono na profilach otworów (Zał. 4). Sposób pobrania, przechowywanie i transport próbek wykonano zgodnie z wymaganiami określonymi w normie PN/B :2002. Geotechnika. Badania polowe Sondowania statyczne CPT Sondowania statyczne CPT wykonano w 6 profilach badawczych do głębokości 15.0m p.p.t. Łącznie wykonano 90 mb sondowań. Lokalizację miejsc wykonanych sondowań CPT pokazano w Zał. 3. Badania przeprowadzono przy zastosowaniu urządzenia hydraulicznego GOUDA 200kN z zastosowaniem stoŝka mechanicznego typu Begamanna. Zarówno wymiary stoŝka jak i przebieg badania są zgodne ze standardami międzynarodowymi (np. Swedish Standard, Dutch Standard, ISSMFE) oraz wymogami normy PN/B-04452:2002. Geotechnika. Badania polowe. Interpretację profilu gruntowego (podział na grunty spoiste i niespoiste) wykonano w oparciu o nomogram Robertsona [1986], natomiast rodzaje gruntów ustalono w oparciu o sąsiednie profile wierceń i pomierzone wartości współczynnika tarcia R f. Parametry gruntowe obliczono przy zastosowaniu programu CPT-pro firmy Geosoft z następujących formuł: Stopień plastyczności I L (formuła Geoteko) dla gruntów spoistych: gdzie: I L = A-0.5 log(q c -σ vo )

7 q c pomierzony opór na stoŝku, σ vo pionowe efektywne napręŝenie geostatyczne, A współczynnik zaleŝny od rodzaju gruntu. Wytrzymałość na ścinanie w warunkach bez odpływu Su dla gruntów spoistych: Su = (q c -σ vo )/N kt Wartość współczynnika N kt zaleŝy głównie od genezy i stanu gruntu. Wartości wykorzystane w opracowaniu powstały w oparciu o wieloletnie doświadczenia GEOTEKO tj. korelacje pomiędzy wynikami badań laboratoryjnych i terenowych. Stopień zagęszczenia I D (formuła Baldi, 1986) dla gruntów niespoistych: I D = 0.42 ln(q c /(248 σ vo ) 0.55 ) Moduł ściśliwości M (Senneset 1989): M = αq c, α = 15 - dla gruntów spoistych α = 8 - dla gruntów niespoistych Moduł ściśliwości wyznaczony z badania CPT odnosi się do wartości napręŝeń zbliŝonych do in situ i wartości odkształceń 0.5 1%. Określony na tej podstawie moduł M nie moŝe być bezpośrednio stosowany do celów projektowych. Wykres tego parametru naleŝy traktować jako charakterystykę zmienności sztywności gruntu w profilu oraz daje ogólny pogląd co do rządu wielkości tego parametru. Stopień zagęszczenia I D oraz stopień plastyczności I L, określony korelacyjnie na podstawie wyników sondowań CPT, wykorzystano równieŝ do wyznaczenia (metodą B) wartości gęstości objętościowej gruntu ρ na podstawie PN-81/B Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie. Wyniki sondowań statycznych CPT wraz z interpretacją zestawiono w Zał Pomiary geodezyjne Miejsce wykonanych profili badawczych domierzono sytuacyjnie i zaniwelowano w nawiązaniu do lokalnego układu współrzędnych (w m n. 0 Wisły) Badania laboratoryjne W ramach prac dokumentacyjnych dla 6 próbek gruntu (NW o naturalnej wilgotności, NU o naturalnym uziarnieniu) wykonano badania właściwości fizycznych obejmujące: analizy uziarnienia (metodą

8 sitową lub areometryczną), oznaczenie wilgotności naturalnej gruntu, oznaczanie granic konsystencji gruntów spoistych (płynności w L, plastyczności - w P ). Dla dwóch próbek oznaczano zawartość substancji organicznej Badania laboratoryjne zostały wykonane przez Laboratorium Geotechniczne Geoteko, ul. Wałbrzyska 3/5, Warszawa. Wyniki badań laboratoryjnych właściwości fizycznych próbek gruntu przedstawiono w Zał. 6.1 i Zał Dla 1 próbki wody gruntowej, pobranej z otworu OW3 wykonano ocenę agresywności w stosunku do betonu i Ŝelbetu (wg PN-EN 206-1:2003). Badania agresywności wykonano w laboratorium chemicznym firmy Kartech II, ul. Rakowiecka 36, Warszawa. Wyniki badań zamieszczono w Zał BUDOWA GEOLOGICZNA I WARUNKI HYDROGEOLOGICZNE Budowę geologiczną oraz warunki hydrogeologiczne scharakteryzowano w oparciu o wykonane badania terenowe oraz Mapę Geologiczną Polski, arkusze Warszawa Wschód i Warszawa Zachód (Zał. 2). Opisywany obszar połoŝony jest w obrębie Doliny Środkowej Wisły. Powierzchnia terenu w rejonie badań jest płaska. Rzędne na tym obszarze kształtują się w granicach od ok. 4.7m n. 0 Wisły. do ok. 5.1m n. 0 Wisły. Warstwę powierzchniowa na całym badanym obszarze stanowią humus, którego miąŝszość wynosi ok. 0.3m oraz grunty nasypowe (lokalnie wylewka betonowa o miąŝszości o 15cm). MiąŜszość nasypów jest zmienna i waha się w granicach od ok. 1.5m do ok. 3.4m. Grunty nasypowe wykształcone są w postaci przemieszanych wzajemnie piasku średniego, piasku gliniastego oraz gruzu. Bezpośrednio pod nasypami zalegają utwory tarasu zalewowego wyŝszego Wisły. Osady te reprezentowane są przez wzajemnie przewarstwiające się utwory facji powodziowej (mady) wykształcone w postaci glin pylastych zwięzłych, glin zwięzłych a takŝe glin oraz przez utwory facji korytowej (piaski rzeczne) reprezentowane przez piaski średnie i piaski drobne. Lokalnie w obrębie wyŝej opisanych osadów występują soczewki gruntów organicznych reprezentowanych przez namuły. MiąŜszość całego pakietu wyŝej opisanych gruntów zalegających poniŝej nasypów kształtuje się w granicach od ok. 6.0m do ok. 7.8m. Głębiej, pod osadami rzecznymi występują utwory trzeciorzędowe reprezentowane przez iły oraz iły pylaste. Grunty te nie zostały przewiercone do głębokości rozpoznania tj. do 15m p.p.t.

9 Schematyczną budowę geologiczną utworów powierzchniowych przedstawiono na wycinku ze Szczegółowej Mapy Geologicznej (Zał.2) W badanym podłoŝu stwierdzono występowanie jednego poziomu wodonośnego związanego z piaskami tarasu zalewowego wyŝszego. Wody tego poziomu mają przewaŝnie charakter napięty i wykazują ciśnienie hydrostatyczne od 0.0m do 5.0m. W czasie prowadzonych prac (styczeń 2011) wody tego poziomu stabilizowały się na rzędnej ok. 2.0m n. 0 Wisły co odpowiada głębokości w zakresie od ok. 2.7m do ok. 3.3m p.p.t. Wody gruntowe występujące w podłoŝu projektowanej inwestycji wykazują małą agresywność w stosunku do betonu i Ŝelbetu odpowiadającą klasie XA1 (wg PN-EN : 2003) 4. CHARAKTERYSTYKA WARUNKÓW GEOTECHNICZNYCH W podłoŝu gruntowym badanego terenu wyróŝniono 5 zasadniczych warstw geotechniczne I, II, III, IV i V. W warstwach III, IV i V wyróŝniono dodatkowo podwarstwy, ze względu na stan gruntu. Wzajemny układ wyodrębnionych warstw geotechnicznych w podłoŝu analizowanej inwestycji zilustrowano na przekrojach geotechnicznych (Zał.7). Warstwę I stanowi występując na całym terenie humus oraz grunty nasypowe reprezentowane przez piaski średnie i piaski gliniaste z domieszką gruzu. Ze względu na połoŝenie w profilu gruntowym (warstwa przypowierzchniowa) i brak procedur interpretacyjnych nie określano dla tej warstwy parametrów geotechnicznych. Do warstwy II zaliczono grunty organiczne wykształcone w postaci namułów. Do warstwy III zaliczono grunty spoiste (mady) wykształcone w postaci glin pylastych zwięzłych, glin zwięzłych oraz glin. Ze względu na stan gruntów wyróŝniono w obrębie warstwy III pięć podwarstw: - podwarstwę IIIa tworzą gliny, o stopniu plastyczności I L = (plastyczne), - podwarstwę IIIb tworzą gliny, o stopniu plastyczności I L = (plastyczne), - podwarstwę IIIc tworzą gliny, o stopniu plastyczności I L = (twardoplastyczne), - podwarstwę IIId tworzą gliny, o stopniu plastyczności I L = (twardoplastyczne), - podwarstwę IIIe tworzą gliny, o stopniu plastyczności I L <0.0 (półzwarte), Do warstwy IV zaliczono grunty niespoiste (piaski rzeczne) wykształcone w postaci piasków średnich oraz drobnych. Ze względu na stan gruntów wyróŝniono w obrębie warstwy II trzy podwarstwy: - podwarstwę IIIa tworzą piaski, o stopniu zagęszczenia I D <0.33 (luźne),

10 - podwarstwę IIIb tworzą piaski, o stopniu zagęszczenia I D = (średniozagęszczone), - podwarstwę IIIc tworzą piaski, o stopniu zagęszczenia I D = (średniozagęszczone) Do warstwy V zaliczono grunty spoiste (iły trzeciorzędowe) wykształcone w postaci iłów, oraz iłów pylastych. Ze względu na stan gruntów wyróŝniono w obrębie warstwy IV dwie podwarstw: - podwarstwę Va tworzą iły, o stopniu plastyczności I L = (twardoplastyczne), - podwarstwę Vb tworzą iły, o stopniu plastyczności I L <0.00 (półzwarte), Na podstawie stopnia plastyczności I L (grunty spoiste), lub stopnia zagęszczenia I D (grunty niespoiste) z normy PN-81/B Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie, określono dla poszczególnych warstw geotechnicznych gęstość objętościową gruntu ρ, spójność gruntu c u i kąt tarcia wewnętrznego φ u (w odniesieniu do napręŝeń całkowitych) oraz moduły ściśliwości pierwotnej M 0, i wtórnej M. Bezpośrednio z wyników sondowań CPT obliczono wytrzymałość na ścinanie w warunkach bez odpływu S u, w warunkach napręŝeń naturalnych. Zestawienie parametrów geotechnicznych dla w/w wymienionych warstw podłoŝa przedstawiono w Tabeli 1.

11 Tab.1. Charakterystyczne wartości parametrów gruntowych wg PN-81/B i wartości parametrów w warunkach in situ z interpretacji sondowań CPT Warstwa Rodzaj gruntu Symbole gruntów spoistych wg PN-81/B I L /(I D ) [-] ρ (n) [t/m 3 ] Parametry na podstawie PN-81/B-0320 ϕ u (n) [ ] c u (n) [kpa] M 0 (n) [MPa] M (n) [MPa] Parametry z sondowań CPT Su [kpa] Ia nn(ps, Pg, II Gruz) Nm ** 10** 8** IIIa Gπz, Gz, G IIIb Gπz, Gz, G IIIc Gπz, Gz, G C IIId Gπz, Gz, G C IIIe Gπz, Gz, G C < IVa Ps//Pd - (<0.33) 1.80/1.95* IVb Ps//Pd - ( ) 1.85/2.00* IVc Ps//Pd - ( ) 1.85/2.00* Va I//Iπ D Vb I//Iπ D < * dla gruntów poniŝej zwierciadła wody ** na podstawie doświadczeń GEOTEKO do obliczeń projektowych naleŝy przyjmować wartości pomnoŝone przez współczynnik materiałowy 5. WNIOSKI I ZALECENIA Projektowaną inwestycję wg Rozporządzenia MSWiA z dnia r. (Dz. U. Nr 126, poz. 839), naleŝy zaliczyć do drugiej kategorii geotechnicznej. W podłoŝu projektowanego obiektu występują wg Rozporządzenia MSWiA z dnia r. (Dz. U. Nr 126, poz. 839), złoŝone warunki geotechniczne.

12 W podłoŝu projektowanej inwestycji stwierdzono występowanie pod warstwą nasypów (warstwa geotechniczna I) gruntów rodzimych wykształconych w postaci namułów (warstwa geotechniczna II); glin pylastych zwięzłych, glin zwięzłych oraz glin (warstwy geotechniczne IIIa, IIIb, IIIc, IIId i IIIe); piasków średnich z przewarstwieniami piasków drobnych (warstwy geotechniczne IVa, IVb i IVc); oraz iłów z przewarstwieniami iłów pylastych (warstwy geotechniczne Va i Vb). Badane podłoŝe charakteryzuje się duŝą zmiennością przestrzenną utwory rzeczne (warstwy geotechniczne oznaczone cyframi III i IV) są wzajemnie poprzewarstwiane a ich miąŝszości są bardzo zróŝnicowane. Grunty niespoiste charakteryzują się róŝnym stopniem zagęszczenia od stanu luźnego (warstwa geotechniczna IVa), do gruntów na pograniczu stanu luźnego i średnio zagęszczonego (warstwa geotechniczna IVb) do średnio zagęszczonego (warstwa geotechniczna IVc). Grunty spoiste charakteryzują się róŝnym stopniem plastyczności od plastycznego (warstwy geotechniczne IIIa oraz IIIb), poprzez twardoplastyczny (warstwy geotechniczne IIIc, IIId oraz Va) do półzwartego (warstwy geotechniczne IIIe oraz Vb). Grunty organiczne znajdują się na pograniczu stanu plastycznego i miękkoplastycznego (warstwa geotechniczna II). W badanym podłoŝu stwierdzono występowanie jednego poziomu wodonośnego związanego z piaskami tarasu zalewowego wyŝszego. Wody tego poziomu mają przewaŝnie charakter napięty i wykazują ciśnienie hydrostatyczne od 0.0m do 5.0m. W czasie prowadzonych prac (styczeń 2011) wody tego poziomu stabilizowały się na rzędnej ok. 2.0m n. 0 Wisły co odpowiada głębokości w zakresie od ok. 2.7m do ok. 3.3m p.p.t. Wody gruntowe występujące w podłoŝu projektowanej inwestycji wykazują małą agresywność w stosunku do betonu i Ŝelbetu odpowiadającą klasie XA1 (wg PN-EN : 2003) Ze względu na duŝą zmienność podłoŝa oraz to, Ŝe w podłoŝu występują grunty słabonośne, naleŝy rozwaŝyć moŝliwość posadowienia projektowanego obiektu na palach lub na wzmocnionym podłoŝu. W rejonie przeprowadzonych badań, w podłoŝu (w obrębie nasypów), mogą występować wielkogabarytowe fragmenty gruzu o średnicy przekraczającej 1.0m. Do celów projektowych naleŝy przyjmować parametry geotechniczne zestawione w tabeli 1.

13 Jeśli prace fundamentowe zostaną przeprowadzone z naleŝytą starannością nie przewiduje się zmian warunków geotechnicznych w podłoŝu projektowanego obiektu zarówno w trakcie ich realizacji jak i w okresie eksploatacji. Roboty fundamentowe powinny być realizowane pod nadzorem geotechnicznym.