DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA woj. pomorskie nr arch. P-8090 Opracowali Dyrektor mgr Tomasz Antczak upr.geolog.nr VII-1344 mgr Krzysztof Waliński mgr Krzysztof Waliński upr.geolog.nr 070747 mgr inż. Marcin Waliński upr.bud.nr WKP/0201/OWOK/04 Poznań, grudzień 2007 r. 1
1. Wstęp 1.1. Zleceniodawca: Pracownia Projektowa MOST s.c. Wargowo 88, 64-605 Wargowo 1.2. Podstawą prawną opracowania dokumentacji jest: Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 24 września 1998 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz.U. nr 126 z dnia 8 października 1998 r.) Norma PN-B-02479 Geotechnika - dokumentowanie geotechniczne - zasady ogólne wydana w sierpniu 1998 r. 1.3. Rodzaj inwestycji Planuje się przebudowę drogi wojewódzkiej nr 229 na odcinku o długości około 6,7 km, od wsi Jabłowo w powiecie starogardzkim w kierunku miejscowości Pelplin w powiecie tczewskim, z pominięciem węzła autostradowego Ropuchy. Obecnie rozważana droga posiada nawierzchnię asfaltobetonową i na całej przebadanej długości poprowadzona jest na nasypach o zróżnicowanej wysokości, osiągających największe miąższości w rejonie jeziora w Jabłowie oraz przy przyczółkach istniejącego mostu nad rzeką Węgiermuca. 1.4. Cel badań Celem niniejszej dokumentacji jest ustalenie warunków gruntowo-wodnych występujących w podłożu rozważanego odcinka drogi, określenie parametrów geotechnicznych gruntów, a także ocena podłoża gruntowego i środowiska wodnego oraz podanie wniosków dotyczących uwarunkowań geotechnicznych dla realizacji projektowanej przebudowy. Badaniami objęto trasę rozważanej drogi oraz rejony istniejących przepustów drogowych i mostu. 2
1.5. Prace terenowe W celu udokumentowania warunków gruntowo - wodnych podłoża w okresie od 6 listopada do 7 grudnia 2007 r. wykonano: 47 otworów badawczych o głębokości 3,0 10,5 m p.p.t. łącznie 199,4 mb, 19 sondowań gruntu sondą udarową typu DPL dla ustalenia stopnia zagęszczenia gruntów niespoistych, 1 sondowanie sondą udarowo-obrotową typu ITB-ZW dla ustalenia wytrzymałości na ścinanie gruntów organicznych w tym 5 ścięć gruntu. Ilość, lokalizację i głębokość otworów ustalono w porozumieniu ze Zleceniodawcą. Otwory badawcze wytyczono metodą domiarów prostokątnych, w nawiązaniu do sytuacji istniejącej w terenie, w oparciu o plan sytuacyjno-wysokościowy w skali 1: 1000, który w wersji cyfrowej otrzymano od Zleceniodawcy. 2. Położenie terenu badań Teren objęty niniejszym opracowaniem obejmuje trasę drogi wojewódzkiej nr 229 od jej skrzyżowania z drogą nr 222, na wschód od wsi Jabłowo w powiecie starogardzkim w kierunku miejscowości Pelplin w powiecie tczewskim, w odcinku o długości ~ 6,7 km. Pod względem geomorfologicznym omawiany teren znajduje się w obrębie dwóch następujących jednostek: w części zachodniej jest to równina sandrowa, w którą wcięły się doliny lokalnych cieków, a przede wszystkim dolina rzeki Węgiermucy; w początkowej części badanego odcinka, przy wsi Jabłowo, znajduje się jezioro powstałe prawdopodobnie w zagłębieniu powytopiskowym, w części wschodniej teren badań przechodzi w obręb wysoczyzny morenowej z okresu zlodowacenia bałtyckiego także porozcinanej lokalnymi dolinkami cieków. 3
Powierzchnia omawianego terenu w granicach objętych badaniami wyniesiona jest na rzędnych: na odcinku od Jabłowa do rzeki Węgiermuca w poziomie drogi od ~ 60,0 (w rejonie mostu nad rzeką) do 81,0 m n.p.m., na odcinku na wschód od mostu w kierunku Pelplina, w obrębie wysoczyzny morenowej ~ 59,0 82,8 m n.p.m. a więc całkowite deniwelacje powierzchni terenu w omawianych granicach wynoszą ~ 23,8 m. 3. Budowa geologiczna Wierceniami wykonanymi do głębokości 3,0 10,5 m p.p.t. stwierdzono, że pod przypowierzchniową warstwą nasypów i lokalnie gleby (humusu) w podłożu zalegają utwory czwartorzędowe holoceńskie i plejstoceńskie. Holocen reprezentowany jest przez: osady organiczne i próchniczne występujące głównie w rejonie dolin cieków, w warstwach o zróżnicowanej miąższości i wykształcone są w postaci: torfów, namułów organicznych, gytii, mułków próchnicznych i piasków próchnicznych; piaski i pospółki o genezie rzecznej, występujące lokalnie w górnej części podłoża, również w obrębie dolin cieków, charakteryzujące się licznymi wkładkami i przewarstwieniami gruntów organicznych oraz próchnicznych głównie w postaci humusu i lokalnie torfu lub namułu. Holocen i plejstocen nierozdzielne, zaliczono do nich grunty mało spoiste i średnio spoiste, o genezie mad rzecznych, spływowej i zastoiskowej; są to mułki technicznie rozpoznane głównie jako gliny pylaste, pyły i piaski gliniaste lokalnie ze śladami humusu lub wkładkami szczątków roślinnych. Plejstocen reprezentowany jest przez: osady wodnolodowcowe wykształcone w postaci piasków różnej granulacji oraz pospółek; 4
utwory lodowcowe zlodowacenia bałtyckiego, wykształcone jako gliny zwałowe technicznie opisane jako gliny piaski gliniaste, gliny piaszczyste i lokalnie gliny pylaste, stwierdzone w spągu badanego podłoża. 4. Warunki geotechniczne Warunki te ustalono na podstawie wyników badań terenowych i laboratoryjnych oraz na podstawie prac kameralnych z uwzględnieniem wymogów normy PN-81/B-03020. Grunty rodzime występujące w podłożu ujęto w cztery grupy genetyczne wydzielając w nich warstwy gruntów o zbliżonych wartościach parametrów geotechnicznych. W wydzieleniu grup i charakterystyce geotechnicznej gruntów pominięto warstwę lokalnej gleby (humusu) z uwagi na jej występowanie poza pasem drogi lub pod nasypami. Nasypy występują w podłożu rozważanej drogi na jej całej długości i w przewadze stanowią materiał konstrukcyjny nasypu drogowego. Charakteryzują się bardzo dużym zróżnicowaniem pod względem składu i stanu, co wskazuje na brak odpowiedniej metodologii podczas prac ziemnych związanych z budową rozważanej drogi. Nasypy w punktach badawczych zbudowane są z gruntów spoistych, niespoistych oraz również z gruntów próchnicznych!!. W skład nasypów z gruntów spoistych wchodzą przede wszystkim gliny, piaski gliniaste, gliny piaszczyste i gliny pylaste lokalnie ze wstawkami i śladami humusu. Na podstawie rozpoznania terenowego, badań laboratoryjnych oraz wykonanych sondowań stwierdzono iż nasypy te występują w stanie od miękkoplastycznego do twardoplastycznego, w granicach stopnia plastyczności I (n) L = 0,60 0,10. Nasypy z gruntów niespoistych zbudowane są z piasków różnej granulacji i pospółek lokalnie ze wstawkami humusu, na podstawie wykonanych sondowań sondą lekką typu DPL, stwierdzono że charakteryzują się one 5
stanem od luźnego do zagęszczonego, o stopniach zagęszczenia oscylujących w granicach I D (n) = 0,25 0,74. Stwierdzono również iż część nasypów zbudowana jest z gruntów próchnicznych, tj. głownie piasków drobnych próchnicznych o zawartości części organicznych I om = 2,0 5,0%. Miąższości nasypów w punktach badawczych wahają się w zakresie od 0,4 do 5,5 m. Skład i stan nasypów został oznaczony punktowo w miejscach wykonanych wierceń, ogólnie można powiedzieć, że nasypy stanowią mieszaninę wszystkich wyżej wymienionych gruntów, która nie pozwala na jednoznaczne rozdzielnie ich warstwami na przekrojach geotechnicznych. Przedstawiona na przekrojach geotechnicznych miąższość warstwy nasypów jest prawdziwa w miejscach wierceń badawczych wykonanych na poboczu istniejącej drogi; na odcinkach pomiędzy otworami grubość warstwy nasypów, a także ich stan i skład może się w pewien sposób różnić od przedstawionej na przekrojach geotechnicznych, zwłaszcza pod istniejącą nawierzchnią jezdni oraz w sąsiedztwie istniejącego uzbrojenia podziemnego. Szczegółowy opis grubości, składu i stanu gruntów nasypowych znajduje się na załączonych kartach dokumentacyjnych otworów badawczych i wykresach sondowań gruntów. Humus (gleba) stwierdzony został tylko lokalnie poza pasem drogi w warstwie o grubości 0,2 0,3 m, technicznie jest to piasek drobny próchniczny. Grupa I obejmuje grunty organiczne i próchniczne wykształcone jako torfy, namuły, gytie, mułki i piaski próchniczne, które ze względu na zróżnicowaną zawartość części organicznych ujęto w 5 warstwach geotechnicznych: warstwa I A to torfy, o zawartości części organicznych I om = 40,1 70,3% i wilgotności naturalnej W n = 115,1 382,3%. 6
Wytrzymałość gruntów na ścinanie zbadana in situ wynosi: τ max = 30,0 58,0 kpa τ max śr = 44,0 kpa τ min = 18,0 kpa warstwa I B obejmuje namuły, namuły piaszczyste i pylaste z przewarstwieniami piasków drobnych próchnicznych, o zawartości części organicznych I om = 6,2 21,7% i wilgotności naturalnej W n = 26,0 70,1%; warstwa I C to gytie lokalnie z przewarstwieniami pyłów i piasków próchnicznych o zawartości części organicznych I om = 6,5 19,0% i wilgotności naturalnej W n = 48,0 179,9%. Wytrzymałość gruntów na ścinanie zbadana in situ pod nasypem drogi wynosi: τ max = 39,0 61,0 kpa τ max śr = 49,5 kpa τ min = 21,0 30,0 kpa τ min śr = 26,0 kpa warstwa I D obejmuje mułki próchniczne technicznie rozpoznane jako gliny próchniczne, piaski gliniaste próchniczne i gliny pylaste próchniczne przewarstwione namułem pylastym, o zawartości części organicznych I om = 4,8 4,9%, w stanie od miękkoplastycznego do twardoplastycznego. warstwa I E są to piaski drobne próchniczne, o zawartości części organicznych I om = 2,0 3,7%, wilgotne i nawodnione, w stanie od luźnego do średniozagęszczonego, o stopniu zagęszczenia I (n) D = 0,25 0,40. Grupa II zaliczono do niej wszystkie grunty mineralne niespoiste, tj. rzeczne i wodnolodowcowe, holoceńskie i plejstoceńskie piaski różnej granulacji i pospółki; w zależności od stopnia zagęszczenia i granulacji gruntów w grupie tej wydzielono 6 następujących warstw geotechnicznych: 7
warstwa II A obejmuje lokalnie stwierdzone piaski drobne na pograniczu piasków średnich, z domieszką humusu, wilgotne, w stanie luźnym, o uogólnionym stopniu zagęszczenia I (n) D = 0,30. warstwa II B to piaski drobne, drobne na pograniczu i z przewarstwieniami piasków średnich, z domieszką żwiru, lokalnie zaglinione i z przewarstwieniami namułów, wilgotne i nawodnione, w stanie średniozagęszczonym, o uogólnionym stopniu zagęszczenia I (n) D = 0,50. warstwa II C to piaski średnie, średnie na pograniczu drobnych, z domieszką żwiru, humusu i wkładkami torfu oraz lokalnie piaski grube z domieszką humusu, wilgotne i nawodnione, także w stanie średniozagęszczonym o I (n) D = 0,50. warstwa II D obejmuje pospółki oraz pospółki z przewarstwieniami maułów i wkładkami torfu, również wilgotne i nawodnione, o I (n) D = 0,50. warstwa II E to piaski drobne i drobne z przewarstwieniami średnich, wilgotne i nawodnione, w stanie zagęszczonym, o uogólnionym stopniu zagęszczenia I (n) D = 0,70. warstwa II F to piaski średnie, wilgotne i nawodnione, także w stanie zagęszczonym, o I (n) D = 0,70. Grupa III obejmuje grunty spoiste i małospoiste, o genezie mad rzecznych, spływowej oraz zastoiskowej, wykształcone jako mułki, nieskonsolidowane, wg p. 1.4.6. normy PN-81/B-03020 oznaczone symbolem C geologicznej konsolidacji; ze względu na zróżnicowany stopień plastyczności grunty te ujęto w 2 warstwy geotechniczne: warstwa III A obejmuje piaski gliniaste przewarstwione pyłem i piaskiem drobnym próchnicznym oraz piaski gliniaste, w stanie plastycznym, o uśrednionym stopniu plastyczności I (n) L = 0,30; warstwa III B to gliny pylaste, pyły piaszczyste, piaski gliniaste przewarstwione piaskiem drobnym, gliny pylaste przewarstwione piaskiem pylastym, pyły piaszczyste ze śladami humusu i piaski gliniaste przewarstwione 8
piaskiem drobnym ze śladami roślin, w stanie twardoplastycznym, o uśrednionym stopniu plastyczności I L (n) = 0,15; Grupa IV zaliczono do niej grunty spoiste o genezie lodowcowej zlodowacenia bałtyckiego, reprezentowane przez gliny zwałowe wykształcone głównie jako gliny, gliny piaszczyste i piaski gliniaste, które wg p. 1.4.6 normy PN-81/B-03020 oznaczono jako grunty nieskonsolidowane opisane symbolem B geologicznej konsolidacji; ze względu na zróżnicowany stopień plastyczności w grupie tej wydzielono 3 następujące warstwy geotechniczne: warstwa IV A obejmuje gliny piaszczyste i piaski gliniaste, w stanie plastycznym, o uśrednionym stopniu plastyczności I (n) L = 0,30; warstwa IV B to gliny, piaski gliniaste, gliny piaszczyste, gliny pylaste, piaski gliniaste przewarstwione piaskiem drobnym, gliny przewarstwione piaskiem drobnym, gliny piaszczyste na pograniczu piasków gliniastych oraz gliny pylaste przewarstwione piaskiem pylastym, w stanie twardoplastycznym, o uśrednionym stopniu plastyczności I (n) L = 0,15; warstwa IV C są to gliny piaszczyste i gliny, w stanie półzwartym, o stopniu plastyczności I (n) L = 0,00; Omawiane podłoże zarówno pod względem geologicznym jak i geotechnicznym jest zróżnicowane, przy czym poszczególne warstwy gruntów układają się dość horyzontalnie ale posiadają różną zmieniającą się przestrzennie miąższość. Przestrzenne rozmieszczenie poszczególnych rodzajów gruntów oraz wydzielonych warstw geotechnicznych w podłożu przedstawiono graficznie na załączonych przekrojach, natomiast parametry geotechniczne gruntów podano w zestawieniu wyników badań laboratoryjnych, na wykresach uziarnienia i zagęszczenia, a ich średnie wartości w poszczególnych wydzielonych warstwach podano w tabeli w ramach Legendy do przekrojów jako wartości charakterystyczne x (n), współczynniki materiałowe γ m oraz wartości obliczeniowe x (r). 9
5. Warunki wodne Omawiane podłoże zbudowane jest z gruntów przepuszczalnych i słaboprzepuszczalnych. Grunty przepuszczalne to od powierzchni terenu: gleba (humus) i nasypy zbudowane z gruntów piaszczystych, piaszczyste przewarstwienia wstępujące wśród gruntów organicznych oraz piaski próchniczne, piaski i pospółki o genezie rzecznej i wodnolodowcowej, piaszczyste przewarstwienia występujące wśród mułków o genezie zastoiskowej i spływowej, piaszczyste przewarstwienia wśród glin zwałowych. Grunty słaboprzepuszczalne to: nasypy z gruntów spoistych, grunty organiczne wykształcone jako torfy, namuły, gytie i mułki próchniczne, mułki o charakterze zastoiskowym i spływowym gliny zwałowe technicznie opisane jako gliny, piaski gliniaste i gliny piaszczyste. Uwaga: torfy, namuły i gytie pod względem hydrogeologicznym zalicza się do gruntów słaboprzepuszczalnych, mają one jednak zdolność magazynowania dużych ilości wody, którą oddają podczas procesu konsolidacji lub w trakcie wykonywania wykopów. W rejonie przeprowadzonych badań woda gruntowa występuje w obrębie piętra czwartorzędowego, w trzech poziomach wodonośnych. Głębokość występowania i rodzaj zwierciadła wody gruntowej oraz rodzaj wodonośca jest różny w poszczególnych jednostkach geomorfologicznych i geologicznych. Pierwszą od powierzchni nieciągłą warstwę wodonośną budują nasypy, gdzie wodę gruntową nawiercono w rejonie istniejącego mostu w dolinie rzeki Węgiermucy i w obniżeniu dolinnym w rejonie wsi Jabłowo, w trakcie badań terenowych ustabilizowane zwierciadło wody gruntowej wystąpiło: 10
w rejonie doliny rzecznej woda w nasypach w postaci sączeń lub o zwierciadle swobodnym, ustabilizowanym na głębokości 2,6 2,8 m p.p.t., tj. na rzędnej ~ 57,2 57,6 m n.p.m. i nawiązuje do poziomu wody w rzece; w rejonie wsi Jabłowo wodę w postaci sączeń nawiercono na głębokościach ~ 0,9 2,0 m p.p.t., tj. na rzędnych ~ 76,0 76,8 m n.p.m. i jest to woda o charakterze zawieszonym utrzymująca się na stropie słaboprzepuszczalnych gruntów nasypowych. Drugą od powierzchni warstwę wodonośną budują piaski i pospółki rzeczne i wodnolodowcowe oraz piaszczyste przewarstwienia wśród mułków zastoiskowych, wodę gruntową w tej warstwie nawiercono przede wszystkim w pobliżu cieków wodnych, posiada ona zwierciadło swobodne lub napięte, gdzie warstwą napinającą są głównie mułki, gliny zwałowe lub nasypy z gruntów słaboprzepuszczalnych: w rejonie doliny rzecznej wodę o zwierciadle napiętym nawiercono na głębokości ~ 3,8 5,4 m p.p.t., tj. na rzędnej ~ 54,8 56,1 m n.p.m., a jej zwierciadło piezometryczne ustabilizowało się w poziomie pierwszej warstwy wodonośnej tym samym nawiązując do wody w rzece, w rejonie wsi Jabłowo ustabilizowane zwierciadło wody gruntowej stwierdzono na głębokości 1,7 2,6 m p.p.t., tj. ~ 76,4 76,6 m n.p.m., na pozostały terenie wodę tą stwierdzono lokalnie, a jej występowanie uzależnione jest głównie od konfiguracji powierzchni terenu i głębokości zalegania serii piaszczysto żwirowej. Trzecią od powierzchni terenu warstwę wodonośną budują piaszczyste przewarstwienia występujące wśród glin zwałowych, wodę gruntową stwierdzono tu punktowo w postaci sączeń w piaskach śródglinowych na głębokościach ~ 2,1 3,5 m p.p.t., na rzędnych ~ 66,9 69,7 m n.p.m. 11
Na podstawie przeprowadzonych obserwacji i doświadczeń własnych można stwierdzić, że: głębokość występowania zwierciadła wód gruntowych na omawianym rozległym obszarze uzależniona jest przede wszystkim od: konfiguracji powierzchni terenu, składu nasypów, a głównie głębokości i grubości występowania nasypów z gruntów piaszczystych, głębokości i miąższości występowania przepuszczalnych piasków i pospółek rzecznych i wodnolodowcowych, głębokości i miąższości piaszczystych przewarstwień wśród glin zwałowych. wody gruntowe trzech poziomów wodonośnych poprzez grunty przepuszczalne posiadają wzajemny kontakt hydrauliczny; badania wykonano w okresie co najwyżej stanów średnich, należy się spodziewać, że po długotrwałych opadach deszczu i roztopach większych ilości śniegu woda gruntowa wystąpi okresowo odpowiednio płycej; orientacyjnie można przyjąć iż w obrębie wysoczyzny i równiny sandrowej wahania wody gruntowej są niewielkie, ustabilizowane zwierciadło wody może podnieść się o około 0,5 0,6 m, natomiast w dolinie rzeki Węgiermucy oraz innych lokalnych cieków i obniżenia dolinnego związanego z jeziorem przy Jabłowie, woda może podnieść się o ~ 0,8 1,0 m w stosunku do poziomów zaznaczonych na przekrojach geotechnicznych i kartach dokumentacyjnych; w okresach wysokich stanów, niezależnie od wahania wody w warstwach wodonośnych, w stropie podłoża w warstwie gleby i nasypów pojawią się sączenia wody zawieszonej, która poprzez piaszczyste przewarstwienia będzie infiltrować w głąb podłoża. Szczegółowy opis rodzaju zwierciadła i poziomu wody gruntowej, a także rodzaj wodonośca znajduje się na kartach dokumentacyjnych oraz na przekrojach geotechnicznych 12
6. Wnioski geotechniczne 6.1. Omówienie warunków geotechnicznych panujących w podłożu drogi Omawiane podłoże, zarówno pod względem warunków geologicznych, jak i geotechnicznych, jest zróżnicowane. Jak wspomniano wyżej, omawiana droga znajduje się na terenie o stosunkowo młodej rzeźbie, na obszarze zlodowacenia bałtyckiego. Pod względem morfologicznym, w swej zachodniej części droga obejmuje równinę sandrową, z wciętymi dolinami lokalnych cieków wodnych, natomiast w części wschodniej wysoczyznę morenową, również porozcinaną lokalnymi dolinkami. Konsekwencją takiego usytuowania i historii geologicznej jest nie tylko duża zmienność gruntów podłoża w tym występowanie gruntów organicznych i zastoiskowych ale także bardzo zróżnicowana pod względem wysokościowym powierzchnia terenu, z całkowitymi deniwelacjami sięgającymi prawie 24,0 m. Wykonane badania pokazały, że przy ustalaniu technologii przebudowy omawianej drogi należy uwzględnić występujące tu niekorzystne czynniki, do których należy zaliczyć: występowanie nasypów o bardzo zróżnicowanej budowie, stanie i miąższości, obecność gruntów organicznych, głównie w rejonie skrzyżowania z drogą wojewódzką nr 222 i znajdującego się tam jeziora, wykształconych przede wszystkim jako torfy i gytie, w warstwie o miąższości sięgającej 4,7 m, ale zalegających pod nasypami do głębokości ~ 8,5 m p.p.t., a łącznie z podścielającymi słabymi gruntami zastoiskowymi do głębokości ~ 10,0 m p.p.t.; grunty organiczne w postaci namułów piaszczystych i pylastych stwierdzono także lokalnie w kilku innych miejscach w podłożu rozważanej drogi, przy czym ich miąższość nie przekraczała 1,0 m, zaleganie gruntów zastoiskowych, wykształconych głównie w postaci glin pylastych i pyłów, także piasków gliniastych przewarstwionych pyłem i piasków gliniastych, zarówno plastycznych, jak i twardoplastycznych, o uogólnionym stopniu plastyczności I (n) L = 0,30 i 0,15. 13
Stwierdzone badaniami nasypy zalegające w podłożu całego omawianego odcinka drogi posiadają bardzo zróżnicowaną budowę, obejmując grunty spoiste, niespoiste, a nawet organiczne, a przede wszystkim bardzo zróżnicowany stan. Dla gruntów spoistych wartość stopnia plastyczności określono w zakresie I (n) L = 0,60 0,10 (od stanu miękko- do twardoplastycznego), dla gruntów niespoistych wartość stopnia zagęszczenia waha się w zakresie I (n) D = 0,25 0,74 (od stanu luźnego do zagęszczonego); stwierdzono też zawartość części organicznych na poziomie I om = 2,0 5,0%. Udokumentowana miąższość nasypów oscyluje w zakresie 0,4 5,5 m. Wyniki badań pozwalają przypuszczać, że podczas formowania nasypów nie utrzymywano żadnych reżimów technologicznych, zarówno pod względem doboru rodzaju gruntu, jak i metody jego wbudowania. Należy zaznaczyć, że z uwagi na brak możliwości zamknięcia jezdni, wszystkie otwory badawcze zostały wykonane na poboczu omawianej drogi, lub też w sąsiedztwie nasypu drogowego. Oznacza to, że stan nasypów bezpośrednio pod jezdnią może się różnić od wyników uzyskanych na poboczu. W związku z powyższym, na dalszym etapie prac po wykonaniu pomiarów ugięcia nawierzchni drogi zaleca się wykonanie kontrolnych badań stanu tych gruntów bezpośrednio w podłożu nawierzchni, co pomoże zweryfikować uzyskane w ramach niniejszej dokumentacji wyniki i może mieć istotne znaczenie przy określaniu technologii przebudowy. Z uwagi na w/w zmienność miąższości, rodzaju i stanu gruntów nasypowych należy założyć, iż generalnie nie będzie możliwości poprawy ich parametrów poprzez zastosowanie dogęszczenia powierzchniowego i w związku z tym konieczne będzie opracowanie odpowiedniego rozwiązania projektowego umożliwiającego wzmocnienie podłoża nasypowego przy zastosowaniu optymalnych dla takich warunków technologii. Osobnego rozwiązania wymagać będzie kwestia gruntów organicznych. Ich największy pokład (~ 4,5 m miąższości, zapadający w kierunku jeziora), podścielony dodatkowo warstwą plastycznych gruntów zastoiskowych, został stwierdzony w rejonie skrzyżowania z drogą wojewódzką nr 222, w miejscu projektowanego ronda. Biorąc pod uwagę ogólną charakterystykę gruntów 14
organicznych, a zwłaszcza ich cechy reologiczne (długotrwały rozwój osiadań w czasie), oraz fakt planowanego zwiększenia dopuszczalnego obciążenia drogi należy jednoznacznie stwierdzić, iż pozostawienie gruntów organicznych w podłożu bez wykonania prac wzmacniających doprowadzi do wystąpienia osiadań podłoża nasypu drogowego i rozłożonej w czasie degradacji przebudowanej nawierzchni drogi. W związku z powyższym konieczne jest zaprojektowanie i wykonanie wzmocnienia występujących tu gruntów organicznych. Wzmocnienia wymagały będą też warstwy gruntów zastoiskowych, stwierdzonych w podłożu omawianej drogi. Z racji genezy wykazują charakteryzują je dość niskie wartości modułów ściśliwości, ponadto występują tu często w stanie plastycznym, w wielu miejscach przewarstwione są gruntami organicznymi, a jako grunty o charakterze tiksotropowym mają niewielką wytrzymałość na drgania. Wszystko to powoduje, iż warstwy te mogą wykazywać w czasie zwiększone osiadania, co skutkować będzie pogarszaniem stanu nawierzchni i warunków jej eksploatacji. Konieczny do wyjaśnienia będzie też sposób posadowienia znajdującego się w ciągu drogi obiektu mostowego nad rzeką Węgiermucą. Badania wykazały, iż w nasypach na dojazdach do przyczółków znajdują się grunty spoiste w stanie nawet miękkoplastycznym, przewarstwione luźnymi gruntami niespoistymi. Nasypy te będą zatem wymagały albo przebudowy, albo wzmocnienia, jednak działania takie muszą zostać poprzedzone ustaleniem sposobu i rzędnej posadowienia konstrukcji samego obiektu. 6.2. Koncepcja wzmocnienia podłoża omawianej drogi Istnieje kilka technicznie poprawnych sposobów wykonania wzmocnienia słabonośnego podłoża omawianej drogi. Należą do nich m.in. pale lub kolumny różnych technologii zwieńczone nasypem zbrojonym geosyntetykami, wymiana gruntu, itd. Analiza warunków panujących w podłożu, ograniczeń technologicznych poszczególnych metod, przewidywanej efektywności wzmocnienia, jak również aspektów ekonomicznych prowadzi do wniosku, iż prace takie powinny obejmować kilka z nich, przy czym każda wykonywana w innych warunkach gruntowych. 15
W przypadku małej miąższości gruntów nasypowych najbardziej efektywną, a jednocześnie najtańszą metodą będzie wymiana gruntu i wykonanie nowych nasypów budowlanych z dobrze zagęszczonego kruszywa wbudowanego z zachowaniem odpowiedniej metodologii. W rejonie występowania gruntów nasypowych o nieco większych miąższościach należy rozważyć wykonanie materaca zbrojonego geosyntetykami, z pozostawieniem części słabego nasypu w podłożu. Umożliwiłoby to uzyskanie odpowiedniego podłoża pod nawierzchnię drogi, a jednocześnie pozwoliło na pewne oszczędności na zakresie robót ziemnych. Grubość materaca, rodzaj kruszywa do wbudowania oraz parametry materiału geosyntetycznego zostaną określone w projekcie. W strefie zalegania gruntów organicznych przede wszystkim w rejonie skrzyżowania z drogą nr 222 wskazane byłoby zastosowanie technologii kolumn kombinowanych betonowo-żwirowych. Stopy i głowice takich kolumn formowane są z kruszywa mineralnego (żwir, pospółka), natomiast trzony z ubijanego betonu. W efekcie uzyskuje się kolumnę, która z jednej strony jest odpowiednio sztywna i niezależna od zachowania gruntu w otoczeniu rozwój osiadań gruntów organicznych spowodowanych np. butwieniem), z drugiej odpowiednio podatna i umożliwiająca elastyczną współpracę korpusu drogi z podłożem. Całość zwieńczona jest zbrojeniem nadpalonym w postaci materaca zbrojonego geosyntetykami. Alternatywnie rozważyć należy w tej części omawianej drogi wykonanie pali wierconych, przy czym ostateczny wybór technologii powinien być poprzedzony dokładniejszym rozpoznaniem budowy podłoża gruntowego w tym miejscu, ze szczególnym uwzględnieniem głębokości zalegania spągu warstw słabonośnych, kąta jego nachylenia w kierunku jeziora oraz wytrzymałości na ścinanie torfów i gytii. Ustalenia te (a zwłaszcza kąt nachylenia spągu wzmacnianych warstw) rzutować będą również na dobór właściwej technologii zapewnienia stateczności przebudowanej drogi w kierunku poprzecznym do jej osi. 16
Osobnego rozważenia wymaga most nad rzeczką Węgiermucą. Oprócz ingerencji w przyczółki, o czym pisano wyżej, konieczne będzie określenie rodzaju posadowienia obiektu. W wypadku konieczności wzmocnienia istniejących fundamentów należałoby rozważyć wykonanie mikropali odpowiednio powiązanych z istniejącymi fundamentami, lub też wykorzystanie technologii jet-grouting. Rodzaj technologii oraz rozwiązanie szczegółowe zostanie podane w osobnym projekcie. Wszystkie techniczne aspekty wzmocnienia poszczególnych odcinków drogi, tj. siatka kolumn, ich długości i średnice, zakres przestrzenny poszczególnych prac, parametry kruszywa, parametry materiałów geosyntetycznych, geometria i rozstaw pali (w przypadku mostu), metodologia i kolejność wykonywania robót, itd., zostaną podane w projekcie wzmocnienia podłoża gruntowego. GEOPROJEKT Poznań pozostaje do dyspozycji Inwestora i Zleceniodawcy w zakresie wykonania prac projektowych i pełnienia nadzoru geotechnicznego nad prowadzonymi pracami budowlanymi. 17
SPIS ZAŁĄCZNIKÓW 1. Mapa orientacyjna w skali 1:10000 2. Mapa dokumentacyjna w sakli 1:1000 3. Objaśnienia znaków i symboli użytych na przekrojach 4. Legenda do przekrojów 5. Przekroje geotechniczne 6. Karty dokumentacyjne otworów badawczych 7. Wykresy sondowań gruntu 8. Zestawienie wyników badań laboratoryjnych 9. Wykresy uziarnienia gruntu 18