Zespół Technologii i Laboratorium Wytyczne badań podłoża gruntowego dla potrzeb budowy i modernizacji infrastruktury kolejowej Warszawa, 28.01.2015
PODSTAWOWE CELE WDROŻENIA WYTYCZNYCH: właściwe i racjonalne projektowanie budowa i eksploatowanie obiektów liniowych, inżynieryjnych oraz towarzyszących infrastrukturze kolejowej, uniknięcie roszczeń i prac dodatkowych związanych z brakiem prawidłowego rozpoznania podłoża gruntowego uniknięcie wstrzymania inwestycji, rozpoznanie geologiczne adekwatne do etapu realizacji inwestycji, uniknięcie nieplanowanych kosztów związanych z wykonaniem badań uzupełniających, poprawne oszacowanie kosztów i ryzyka związanego z projektowaniem oraz budową infrastruktury przez Wykonawcę. 2
KLUCZOWA ROLA WYTYCZNYCH Wytyczne określają zakres rozpoznania i badania podłoża gruntowego pod obiekty infrastruktury kolejowej na każdym etapie realizacji inwestycji. Ich kluczową rolą jest: Studium wykonalności wybór najkorzystniejszego wariantu trasy ominięcie obszarów niekorzystnych, przyjęcie koncepcji rozwiązań technicznych pozwalających na wstępne oszacowanie kosztów realizacji inwestycji i oceny jej wpływu na środowisko, Projekt budowlany, Projekt wykonawczy właściwe zaprojektowanie robót ziemnych, właściwe zaplanowanie technologii budowy, w przypadku modernizacji linii kolejowej, dostarczenie informacji o aktualnym stanie w zakresie podtorza i podłoża obiektów inżynieryjnych, zaprojektowanie posadowienia infrastruktury kolejowej, wybór najkorzystniejszej metody wzmocnienia podłoża gruntowego, Realizacja inwestycji kontrola wykopów fundamentowych, zagęszczenia podsypek i zasypek, nośności gruntów podłoża i warstw nasypowych, uziarnienia i zagęszczenia kruszywa, ocena przydatności gruntów przeznaczonych do wbudowania, 3
1. Wstępne rozpoznanie terenu badań 2. Ustalenie kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego 3. Wykonanie polowych i laboratoryjnych badań podłoża gruntowego 4. Opracowanie dokumentacji badań ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO 4
1. WSTĘPNE ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO ANALIZA DANYCH ARCHIWALNYCH Dostępne materiały kartograficzne (mapy geologiczne, hydrogeologiczne), Archiwalne dokumentacje geologiczne, Archiwalne otwory wiertnicze (CBDG, CBDH), Informacje uzyskane z banków i rejestrów prowadzonych przez instytucje baza danych sieć Natura 2000, baza danych obszarów bezpośredniego zagrożenia powodzią OBZP, Zdjęcia lotnicze i wcześniejsza fotointerpretacja. 5
1. WSTĘPNE ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO WIZJA LOKALNA określenie odcinków problematycznych, głównie z widocznymi przejawami procesów geodynamicznych, Spękania nasypu wskazujące na ryzyko powstania osuwiska Obecność wody u podstawy nasypu może wskazywać, że podłoże osiada 6
1. WSTĘPNE ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO WIZJA LOKALNA rejestracja odsłonięć możliwych do wykorzystania w dokumentowaniu, Naturalne odsłonięcie skał węglanowych - pustka krasowa (źródło: geoportal.pgi.gov.pl) Wychodnie skał podłoża łupki (źródło: medartzasada.blogspot.com) 7
1. WSTĘPNE ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO WIZJA LOKALNA ocena stopnia zagospodarowania terenu, infrastruktury podziemnej i naziemnej na potrzeby lokalizacji punktów dokumentacyjnych, Przepust zlokalizowany w drodze kolejowej (źródło: www.zits.pwr.wroc.pl Zygmunt Burski) Perony kolejowe (źródło: t_kuznica5_434-infokolej) 8
1. WSTĘPNE ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO WIZJA LOKALNA w przypadku modernizacji istniejących linii kolejowych wstępna inwentaryzacja przejawów niekorzystnych zjawisk występujących w podłożu, w szczególności: deformacji nasypów, występowanie tzw. wychlapów, spełzywania gruntu ze skarp wykopów, Wychlapy gruntu (Żródło: eu07.pl/forum/index.php) Deformacja nasypu świadcząca o osiadaniu podłoża 9
1. Wstępne rozpoznanie terenu badań 2. Ustalenie kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego 3. Wykonanie polowych i laboratoryjnych badań podłoża gruntowego 4. Opracowanie dokumentacji badań ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO 10
2. USTALENIE KATEGORII GEOTECHNICZNEJ OBIEKTU Akt prawny ROZPORZĄDZENIE MINISTRA TRANSPORTU, BUDOWNICTWA I GOSPODARKI MORSKIEJ z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalenia geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych O kategorii geotechnicznej decyduje: stopień skomplikowania warunków gruntowych, konstrukcja obiektu budowlanego, stopień złożoności oddziaływań, stopień zagrożenia życia i mienia awarią konstrukcji, wartość zabytkowa lub techniczna obiektu budowlanego, możliwość oddziaływania obiektu na środowisko, 11
2. USTALENIE KATEGORII GEOTECHNICZNEJ OBIEKTU Warunki gruntowe w zależności od stopnia skomplikowania proste złożone skomplikowane warstwy gruntów jednorodnych genetycznie i litologicznie, zalegających poziomo, nieobejmujących mineralnych gruntów słabonośnych, gruntów organicznych i nasypów niekontrolowanych, przy zwierciadle wody poniżej projektowanego poziomu posadowienia oraz braku występowania niekorzystnych zjawisk geologicznych warstwy gruntów niejednorodnych, nieciągłych, zmiennych genetycznie i litologicznie, obejmujących mineralne grunty słabonośne, grunty organiczne i nasypy niekontrolowane, przy zwierciadle wód gruntowych w poziomie projektowanego posadowienia i powyżej tego poziomu oraz przy braku występowania niekorzystnych zjawisk geologicznych warstwy gruntów objętych występowaniem niekorzystnych zjawisk geologicznych, zwłaszcza zjawisk i form krasowych, osuwiskowych, sufozyjnych, kurzawkowych, glacitektonicznych, gruntów ekspansywnych i zapadowych, na obszarach szkód górniczych, przy możliwych nieciągłych deformacjach górotworu, w obszarach dolin i delt rzek oraz na obszarach morskich 12
2. USTALENIE KATEGORII GEOTECHNICZNEJ OBIEKTU 1. Typ obiektu Warunki proste 2. Stopień złożoności podłoża Warunki złożone Warunki skomplikowane niewielkie obiekty budowlane, o statycznie wyznaczalnym schemacie obliczeniowym pierwsza kategoria geotechniczna druga kategoria geotechniczna trzecia kategoria geotechniczna obiekty budowlane, wymagające ilościowej i jakościowej oceny danych geotechnicznych druga kategoria geotechniczna druga kategoria geotechniczna trzecia kategoria geotechniczna nietypowe obiekty budowlane trzecia kategoria geotechniczna trzecia kategoria geotechniczna trzecia kategoria geotechniczna! Obiekty infrastruktury kolejowej, projektowane lub modernizowane na obszarach występowania skomplikowanych warunków gruntowych lub zaliczone do infrastruktury krytycznej oraz nowoprojektowane linie kolejowe wchodzące w skład transeuropejskiego systemu kolei dużych prędkości międzynarodowych należy zawsze przyjąć do trzeciej kategorii geotechnicznej. 13
2. USTALENIE KATEGORII GEOTECHNICZNEJ OBIEKTU! Ustaloną kategorię geotechniczną należy weryfikować na każdym etapie realizacji inwestycji. Może ona ulec zmianie po stwierdzeniu innych od przyjętych w badaniach warunków geotechnicznych. 14
1. Wstępne rozpoznanie terenu badań 2. Ustalenie kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego 3. Wykonanie polowych i laboratoryjnych badań podłoża gruntowego 4. Opracowanie dokumentacji badań ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO 15
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO lokalizacja punktów badawczych PLAN BADAŃ POLOWYCH głębokość badań określenie metodyki badawczej 16
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO a) Określenie lokalizacji i liczby punktów dokumentacyjnych Punkty dokumentacyjne należy zaprojektować w zależności od: rodzaju inwestycji (modernizacja, budowa linii kolejowej), etapu realizacji inwestycji (etap studium, etap projektu budowalnego, etap realizacji), kategorii linii kolejowej (magistralne, pierwszorzędne, drugorzędne, znaczenia miejscowego, koleje dużych prędkości), stopnia skomplikowania warunków gruntowych (warunki proste, złożone, skomplikowane). 17
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO Rozstaw punktów dokumentacyjnych dla drogi kolejowej 18
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO Rozstaw punktów dokumentacyjnych dla drogi kolejowej NASYP OB2 SO1 Do oceny parametrów geotechnicznych zaleca się stosowanie węzłów badawczych złożonych z minimum jednego wiercenia i jednego sondowania. OB3 WYKOP OB3 OB1 OB1 SO1 OB2 19
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO Rozstaw punktów dokumentacyjnych dla obiektów inżynieryjnych 20
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO a) Określenie lokalizacji i liczby punktów dokumentacyjnych W przypadku stwierdzenia w podłożu drogi kolejowej lub obiektu inżynieryjnego złożonych lub skomplikowanych warunków gruntowych, np.: gruntów organicznych, gruntów pęczniejących, w strefach zaburzeń glacitektonicznych, na terenach objętych procesami osuwiskowymi lub predysponowanymi do osuwisk, w strefach zboczy dolin rzecznych, na obszarze dolin rzecznych oraz liczbę punktów dokumentacyjnych należy zwiększyć oraz uzupełnić je sondowaniami. 21
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO b) Głębokość rozpoznania podłoża gruntowego Grunty nasypowe, słabonośne lub organiczne W przypadku występowania gruntów nasypowych, słabonośnych lub organicznych, należy je przewiercić do głębokości minimum 2 m poniżej ich spągu Droga kolejowa z a 2 m poniżej projektowanej niwelety 22
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO b) Głębokość rozpoznania podłoża gruntowego Nasypy z a 6 m, 0,8 h z a < 1,2 h, gdzie h jest wysokością nasypu Wykopy z a 2 m, z a 0,4 h, gdzie h jest głębokością wykopu 23
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO b) Głębokość rozpoznania podłoża gruntowego Wykopy wąskoprzestrzenne większa z wartości: z a 2m poniżej poziomu dna wykopu, z a 1,5 b Ah, gdzie b Ah jest szerokością wykopu 24
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO b) Głębokość rozpoznania podłoża gruntowego Budowle o dużej wysokości i konstrukcje inżynierskie fundament płytowy z a 1,5b B m, gdzie b B jest krótszym bokiem konstrukcji 25
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO b) Głębokość rozpoznania podłoża gruntowego Budowle o dużej wysokości i konstrukcje inżynierskie fundament palowy z a 1,0b g, z a 0,5 m, z a 3,0D F, gdzie b g jest krótszym bokiem prostokąta stanowiącego obwód grupy pali tworzących fundament, w poziomie podstawy pali, D F jest średnicą podstawy pala 26
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO b) Głębokość rozpoznania podłoża gruntowego Małe tunele i komory podziemne b Ab < z a 2,0b Ab m, gdzie b Ab jest szerokością wykopu Podłoże skalne W przypadku występowania podłoża skalnego na proponowanym poziomie posadowienia budowli, to ten poziom zaleca się przyjąć jako z a, a w innym przypadku z a odnosi się do powierzchni podłoża skalnego. 27
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO c) Dobór metodyki badawczej badania polowe Wiercenia badawcze Sondowania geotechniczne Badania geofizyczne ustalenie następstwa warstw w podłożu, pobranie próbek gruntów i skał do badań laboratoryjnych uszczegółowienie rozpoznania podłoża gruntowego w określonych lokalizacjach lub zakresie głębokości wstępnego rozpoznania budowy geologicznej wzdłuż planowanego lub modernizowanego odcinka, uszczegółowienia budowy geologicznej wzdłuż projektowanego lub modernizowanego odcinka, 28
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO WIERCENIE BADAWCZE Metodę wiercenia należy dostosować do przewidzianych warunków gruntowo-wodnych, rodzaju gruntu oraz wymaganej klasy jakości próbki. 29
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO SONDOWANIE GEOTECHNICZNE Do oceny parametrów geotechnicznych zaleca się stosowanie węzłów badawczych złożonych z minimum jednego wiercenia i jednego sondowania. W przypadku drugiej i trzeciej kategorii geotechnicznej należy zaprojektować sondowania w ilości nie mniejszej niż 50 % ogólnej liczby punktów dokumentacyjnych. Dla linii modernizowanych należy wykonać w torowisku minimum 1 węzeł badawczy. Przykłady sondowań geotechnicznych: - Statystyczna sondo stożkowa CPT, - Sonda dynamiczna DP, - Presjometr Menarda PMT, - Sonda cylindryczna SPT, - Dylatometr płaski DMT. OB1 OB2 SO1 OB3 30
Stosuje się do: Zarządca narodowej sieci linii kolejowych 3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO BADANIA GEOFIZYCZNE - wstępnego rozpoznania budowy geologicznej wzdłuż planowanego lub modernizowanego odcinka, należy je wykonać przed planowaniem wierceń geologicznych, powinny być pomocne w ustaleniu lokalizacji wierceń, - uszczegółowienia budowy geologicznej wzdłuż projektowanego lub modernizowanego odcinka, pomiędzy wykonanymi już wierceniami, lub w obszarze o skomplikowanej budowie geologicznej, - określenia niekorzystnych właściwości podłoża, szczególnie stref uskokowych, kawern, pustek. 31
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO BADANIA LABORATORYJNE Próbki gruntu i skał zaleca się pobrać z każdej warstwy gruntu różniącej się litologią, stanem lub wilgotnością, lecz nie rzadziej niż co 2 m w warunkach prostych i złożonych oraz 1 m w warunkach skomplikowanych. Minimalny zakres badań laboratoryjnych do wykonania dla linii kolejowych i kolejowych obiektów inżynieryjnych 32
3. WYKONANIE POLOWYCH I LABORATORYJNYCH BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO OPIS I KLASYFIKACJA GRUNTÓW I SKAŁ Z uwagi na stan przepisów i norm krajowych, jak również dostępnych materiałów i literatury należy równolegle podawać nazewnictwa i klasyfikacje gruntów zgodnie z dotychczasową normą PN-B-02480:1986 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów oraz PN-EN ISO 14688-1 Badania geotechniczne Oznaczenie i klasyfikacje gruntów, Część 1: Oznaczenie i opis, PN-EN ISO 14688-2 Badania geotechniczne Oznaczenie i klasyfikacje gruntów, Część 2: Zasady klasyfikacji 33
1. Wstępne rozpoznanie terenu badań 2. Ustalenie kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego 3. Wykonanie polowych i laboratoryjnych badań podłoża gruntowego 4. Opracowanie dokumentacji badań ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO 34
4. OPRACOWANIE DOKUMENTACJI BADAŃ Forma opracowań, jakie należy sporządzić w ramach ustalenia geotechnicznych warunków posadowienia wynika z etapu realizowanej inwestycji oraz kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego. 35
4. OPRACOWANIE DOKUMENTACJI BADAŃ Studium wykonalności Studium geologiczno-inżynierskie I kategoria geotechniczna opinia geotechniczna Projekt budowlany Projekt wykonawczy II kategoria geotechniczna III kategoria geotechniczna opinia geotechniczna + dokumentacja badań podłoża gruntowego + projekt geotechniczny opinia geotechniczna + dokumentacja badań podłoża gruntowego + projekt geotechniczny III kategoria geotechniczna + II kategoria geotechniczna w warunkach złożonych DOKUMENTACJA GEOLOGICZNO- INŻYNIERSKA Realizacja inwestycji Raport geotechniczny 36
4. OPRACOWANIE DOKUMENTACJI BADAŃ Dokumentacja geologiczno-inżynierska II kategoria geotechniczna (złożone warunki gruntowe), III kategoria geotechniczna Jeśli na potrzeby dokumentacji geologiczno-inżynierskiej wykonywane są roboty geologiczne należy dodatkowo opracować projekt robót geologicznych. Projekt robót geologiczny Decyzja organu administracji geologicznej zatwierdzająca PRG Decyzja organu administracji geologicznej zatwierdzająca DG Dokumentacja geologicznoinżynierska 37
1. Wstępne rozpoznanie terenu badań 2. Ustalenie kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego 3. Wykonanie polowych i laboratoryjnych badań podłoża gruntowego 4. Opracowanie dokumentacji badań ROZPOZNANIE PODŁOŻA GRUNTOWEGO 38
IRTL ZATWIERDZONE CERTYFIKATEM JAKOSĆI Dziękuję za uwagę 39