Dokumentacja geotechniczna_czI

PRZEDSIĘBIORSTWO WIERTNICZO – GEOLOGICZNE TYCHY SP. Z O.O.
43 – 100 Tychy, ul. Fabryczna 11
NIP:
Kapitał zakładowy:
Numer KRS:
Sąd Rej. w Katowicach
646–21–17–343
316 500 PLN
0000072148
VIII Wydział Gosp
tel. (032) 780 10 46
(032) 780 11 03
tel./fax: (032) 217 48 80
DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA
dla potrzeb budowy kanalizacji sanitarnej w Bieruniu – Ścierniach
Miejscowość:
Gmina:
Powiat:
Województwo:
Bieruń - Ściernie
Bieruń
bieruńsko - lędziński
śląskie
Kierownik jednostki
wykonującej dokumentację
Zleceniodawca:
PROJEKTOWANIE
mgr inż. Marek Galiński
ul. Bolesława Śmiałego 16D/28
60-682 Poznań
Autorzy opracowania:
GEOLOG
mgr Sylwester Surdel
nr upr. V-1538
nr upr. VII-1293
GEOLOG
mgr Błażej Kamzelak
nr upr. V-1683
nr upr. VII-1560
Tychy, czerwiec 2011r.
e-mail: [email protected]
www: pwg.tychy.pl
Spis treści
1
WSTĘP .....................................................................................................................................................................................2
1.1
INFORMACJE OGÓLNE .......................................................................................................................................................2
1.2
CEL BADAŃ I ROZWIĄZANIE ZADANIA GEOLOGICZNEGO ...................................................................................................3
1.2.1 Materiały źródłowe i archiwalne .................................................................................................................................3
2
PRZEBIEG PRAC BADAWCZYCH ....................................................................................................................................3
2.1
POMIARY GEODEZYJNE .....................................................................................................................................................3
2.2
PRACE TERENOWE ............................................................................................................................................................3
2.2.1 Roboty wiertnicze ........................................................................................................................................................3
3
CHARAKTERYSTYKA PROJEKTOWANEJ INWESTYCJI .........................................................................................4
4
LOKALIZACJA, MORFOLOGIA I HYDROGRAFIA TERENU BADAŃ.....................................................................4
5
BUDOWA GEOLOGICZNA I WARUNKI WODNE .........................................................................................................4
5.1
5.2
5.3
BUDOWA GEOLOGICZNA ...................................................................................................................................................4
MAPA REJONIZACJI WARUNKÓW GEOLOGICZNYCH...........................................................................................................5
WARUNKI WODNE ............................................................................................................................................................6
6
WARUNKI GEOTECHNICZNE ..........................................................................................................................................7
7
OCENA WARUNKÓW GEOTECHNICZNYCH REALIZACJI PROJEKTOWANEJ INWESTYCJI ......................9
7.1
7.2
7.3
8
ODWODNIENIE PODŁOŻA ..................................................................................................................................................9
ROBOTY ZIEMNE ...............................................................................................................................................................9
WARUNKI FUNDAMENTOWE ...........................................................................................................................................10
WNIOSKI ..............................................................................................................................................................................11
Spis załączników
Załącznik nr 1
Załącznik nr 2
Załączniki nr 3.1 – 3.6
Załącznik nr 3.7
Załączniki nr 4.1-4.29
Załącznik nr 5
Załącznik nr 6
Załącznik nr 7
Załącznik nr 8
Mapa lokalizacyjna w skali 1:20000
Wycinek szczegółowej mapy geologicznej Polski w skali 1:50 000 M34-63 OŚWIĘCIM
Mapy dokumentacyjne w skali 1:2000 z zaznaczoną lokalizacją otworów wiertniczych
Mapa dokumentacyjna w skali 1:2000 z zaznaczoną lokalizacją wszystkich otworów
wiertniczych (tylko w wersji elektronicznej)
Profile geotechniczne wykonanych otworów geotechnicznych
Objaśnienia symboli i znaków użytych w kartach otworów geotechnicznych
Tabela uogólnionych charakterystycznych parametrów geotechnicznych
Mapa rejonizacji warunków geologicznych (na podkładzie mapy lokalizacyjnej
w skali 1:20000).
Fragment polskiej normy PN-B-06050 „Geotechnika. Roboty ziemne. Wymagania ogólne”
dotyczący urabialności gruntów o których mowa w niniejszej dokumentacji
1 WSTĘP
1.1 Informacje ogólne
Wykonawca prac:
Przedsiębiorstwo Wiertniczo – Geologiczne Tychy Sp. z o.o.
43-100 Tychy, ul. Fabryczna 11
Zleceniodawca:
PROJEKTOWANIE
mgr inż. Marek Galiński
ul. Bolesława Śmiałego 16D/28
60-682 Poznań
Miejsce wykonywanych prac:
Bieruń – Ściernie, woj. śląskie
2
1.2 Cel badań i rozwiązanie zadania geologicznego
Prace wiertnicze oraz wszelkie obserwacje i badania geologiczne przeprowadzono w celu określenia warunków
gruntowo - wodnych w podłożu terenu przeznaczonego pod projektowaną budowę kanalizacji sanitarnej w
miejscowości Bieruń, dzielnica Ściernie.
Niniejszą dokumentację geotechniczną wykonano w celu określenia warunków geotechnicznych (geologicznych
+ hydrogeologicznych) panujących w podłożu projektowanej inwestycji.
Na warunki geotechniczne określone w niniejszym opracowaniu składają się przede wszystkim: budowa
geologiczna i sytuacja hydrogeologiczna; układ warstw geotechnicznych; rodzaje i właściwości geotechniczne
gruntów oraz ich stan.
W ramach dokumentacji na profilach litologicznych oraz przekrojach geotechnicznych pokazano
przypuszczalny układ i następstwo litologiczne warstw gruntowych oraz wydzielono szereg warstw
geotechnicznych, którym przypisano uogólnione wartości parametrów fizyko-mechanicznych (geotechnicznych).
1.2.1 Materiały źródłowe i archiwalne
-
wizja lokalna,
informacje uzyskane od Zleceniodawcy
mapa sytuacyjna
profile 29 odwiertów wiertniczych, w tym:
- pod sieć kanalizacyjną odwierty o numerach: 1 ÷ 18
- pod pompownie ścieków odwierty o numerach: P1 ÷ P11
Materiałami archiwalnymi pomocnymi w wykonaniu dokumentacji były dostępne mapy geologiczne oraz literatura
fachowa:
Wszelkie badania geologiczne, dokumentacyjne i prace terenowe wykonane zostały zgodnie z normami:
- PN–B–02479
-
oraz normami:
PN–B–02481
- PN–86/B–86/02480
- PN – 88/B – 04481
- PN – 81/B – 03020
- PN-74/B-04452
- PN-2002/B-04452
„Geotechnika. Dokumentowanie geotechniczne – Zasady ogólne” –
Polski Komitet Normalizacyjny, sierpień 1998 r.) – norma podstawowa
Geotechnika. Terminologia podstawowa, symbole literowe i jednostki miar”–
Polski Komitet Normalizacyjny, styczeń 1998 r.)
„Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów” –
badania makroskopowe gruntów.
„Grunty budowlane. Badania próbek gruntu” – badania laboratoryjne gruntów
„Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli” –
badania właściwości fizyczno – mechanicznych gruntów (parametry geotechniczne).
„Badania polowe”
Geotechnika. „Badania polowe”
2 PRZEBIEG PRAC BADAWCZYCH
2.1 Pomiary geodezyjne
Lokalizację otworów wiertniczych wytyczono w oparciu o mapy sytuacyjno – wysokościowe (dokumentacyjne)
w skali 1:1000 (zał. nr 3.1 – 3. …) dostarczone przez Zleceniodawcę oraz aktualną sytuację w terenie.
Wszystkie punkty badawcze zostały wytyczone metodą domiarów prostokątnych w nawiązaniu do sytuacji
wykazanej na mapie dokumentacyjnej i sytuacji w terenie.
Rzędne odwiertów odczytano z w/w map sytuacyjno – wysokościowych w skali 1:1000.
2.2 Prace terenowe
Roboty wiertnicze i wszelkie badania terenowe i obserwacje hydrogeologiczne zostały wykonane przez brygadę
PWG Tychy, w czerwcu 2011 r. pod nadzorem uprawnionego geologa.
2.2.1 Roboty wiertnicze
Dla rozwiązania postawionego zadania geologicznego wykonano 29 odwiertów geotechnicznych o
zróżnicowanej głębokości od 2 m do maksymalnie 5 m. Razem odwiercono 100,50 mb otworów.
Większość z otworów zaprojektowanych pod sieci kanalizacyjne miało mieć 3m głębokości, a pod wszystkie
3
odwierty pod pompownie miały mieć 5m głębokości.
Niestety warunki gruntowe w wielu przypadkach nie pozwoliły na wykonanie otworów do planowanej
głębokości i musiały zostać spłycone, zwykle do ok. 2m.
Zmniejszenie głębokości odwiertów związana była w tym przypadku z płytkim występowaniem stropu
gruntów skalistych (grupa IV – spękane, pokruszone na bloki, odłamy i okruchy skalne, bardzo trudno zwiercalne i
urabialne skały wapienne, głównie wapienie). Wystąpienie płytko w podłożu skał wymusiła więc spłyceni bardzo
wielu otworów wiertniczych, a zwłaszcza tych położonych na północ od ulicy Warszawskiej przecinającej
dokumentowany teren mniej więcej na dwie części położone na południe i północ od niej.
W tym miejscu nadmienić należy, że już na etapie projektowania odwiertów jeszcze przed ich wykonaniem
dokładnie poinformowano projektanta o prawdopodobnym płytkim występowaniu skał wapiennych na
przedmiotowym obszarze i był on świadomy, że wykonanie kanalizacji na tym terenie będzie się często wiązać
najprawdopodobniej z koniecznością zastosowania większych zabiegów związanych z urabianiem twardszych skał.
O płytkim występowaniu skał świadczy również mapa geologiczna zakryta w skali 1:50000 (zał. nr 2) na której
widać dokładnie wychodnie wapiennych skał triasowych bezpośrednio na powierzchnię terenu, zwłaszcza po
północnej stronie ulicy Warszawskiej (mapę tę przekazano projektantowi jeszcze przed podpisaniem umowy).
Bezpośrednio po każdym wydobyciu świdra z otworu określano rodzaj nawierconego gruntu oraz jego stan i
wilgotność. Po każdej zmianie warstwy geotechnicznej wykonywano pełne badania makroskopowe wg norm PN74/B-04452 i PN-2002/B-04452. Pomiary głębokości występowania warstw oraz poziomów wody gruntowej
dowiązywano do powierzchni terenu. Pomiary i obserwacje poziomów wody gruntowej przeprowadzono również
zgodnie z w/w normami.
Dokładne umiejscowienie otworów przedstawiono na mapach dokumentacyjnych w skali 1:2000 na
załącznikach nr 3.1 - 3.7
Wyniki badań makroskopowych i obserwacji hydrogeologicznych przedstawiono w kartach otworów
wiertniczych oraz na przekrojach geotechnicznych.
3 CHARAKTERYSTYKA PROJEKTOWANEJ INWESTYCJI
Przedmiotem inwestycji w ramach której wykonano niniejsze prace geotechniczne jest opracowanie
kompleksowej dokumentacji projektowo-kosztorysowej i budowlano - wykonawczej kanalizacji sanitarnej dla
dzielnicy Ściernie w Bieruniu Starym.
4 LOKALIZACJA, MORFOLOGIA I HYDROGRAFIA TERENU BADAŃ
Przedmiotowy obszar leży w obrębie miasta Bieruniu, w dzielnicy Ściernie na południowy wschód od linii
kolejowej Katowice - Oświęcim, w rejonie ulic: Warszawskiej, Turystycznej, Piaskowcowej, Bazaltowej,
Marglowej, Wapiennej, Dolomitowej, Kamiennej, Skalnej, Pszennej, Zarzyny oraz Bogusławskiego.
Według podziału J. Kondrackiego przedmiotowy teren pod względem fizyczno - geograficznym położony jest w
podprowincji Wyżyny Śląsko-Krakowskiej na granicy makroregionów Wyżyny Śląskiej i Kotliny Oświęcimskiej,
granicę między nimi stanowi w przybliżeniu rzeka Gostynia, dopływ Wisły.
Bieruń leży na północ od Gostyni a więc jeszcze w obrębie Wyżyny Śląskiej w mezoregionie Pagóry
Jaworznickie. Obszar ten budują wyniesienia zrębowe okolic Bierunia, Lędzin, Paprocan. Rzeźba powierzchni
terenu jest tu dość zróżnicowana. Odosobnione wzgórza lub pasma wzgórz oddzielone są od siebie rozległymi,
niekiedy podmokłymi dolinami. Do najwyższych wzniesień należą wzgórza: koło Imielinia (308,1m n.p.m.), Lędzin
(304,9m n.p.m.) oraz Bierunia Starego (256,9m n.p.m.).
Sieć hydrograficzna w tym rejonie jest dobrze rozwinięta. Występuje tu dość gęsta sieć cieków stałych i
okresowych, niektóre o charakterze rowów melioracyjnych. Wiele cieków okresowych ma przebieg nieciągły,
kończy się lub zaczyna w nieznacznych zaklęśnięciach terenu lub suchych obniżeniach dolinnych.
5 BUDOWA GEOLOGICZNA I WARUNKI WODNE
5.1 Budowa geologiczna
Omawiany obszar posiada tektonikę nieciągłą, uskokową. Pocięty jest uskokami na szereg zrębów i
rozdzielających je rowów.
W budowie geologicznej omawianego obszaru biorą udział utwory karbońskie, triasowe, trzeciorzędowe i
4
czwartorzędowe.
Osady karbońskie odsłaniają się w niewielu miejscach i leżą na nich miejscami osady piaskowca pstrego i
wapienia muszlowego. Skały te w okolicach właśnie Bierunia, także Lędzin i Paprocan budują pagóry zrębowe,
wznoszące się ponad poziom zasypania czwartorzędowego.
W rejonie Bierunia – Ścierni utwory karbońskie podścielają bezpośrednio osady triasowe, które przykryte są już
tylko mniej lub bardziej grubą warstwą utworów czwartorzędowych – w omawianym miejscu BRAK jest pokrywy
osadów mioceńskich tj. trzeciorzędowych.
Zalegające na powierzchni utwory czwartorzędowe zaliczają się tutaj głównie do utworów wodnolodowcowych
i lodowcowych (nierozdzielone) oraz rzecznych. Wszystkie grunty czwartorzędowe określono symbolem
geologicznej konsolidacji „C-inne grunty spoiste nieskonsolidowane” i nie rozdzielano ich na wodnolodowcowe,
rzeczne czy zwałowe z uwagi na zbyt rozległy teren badań, znaczne odległości pomiędzy odwiertami (rezygnacja
projektanta z przekrojów geologicznych) oraz znaczna zmienność i ich niejednorodność.
KARBON
W omawianym rejonie osady karbońskie reprezentowane są przez warstwy łaziskie, reprezentowane przez
górno karbońskie (westfal) piaskowce, zlepieńce i łupki z węglem.
Na omawianym obszarze w żadnym z wykonanych otworów nie nawiercono skał karbońskich.
TRIAS
Osady triasowe na przedmiotowym obszarze stanowią najbardziej wysuniętą część triasu śląsko –
krakowskiego. Odsłaniają się one spod utworów czwartorzędowych budując wzgórza w okolicach właśnie Bierunia
Starego oraz m.in. w rejonie prowadzonych prac w Ścierniach.
Wykształcone są w postaci w wapieni płytowych i margli warstw gogolińskich wapienia muszlowego i wapieni
jamistych pstrego piaskowca.
Na omawianym terenie zostały one nawiercone w wielu miejscach (zwłaszcza po stronie północnej
ul. Warszawskiej) w postaci zwietrzelin gliniastych i kamienistych (grupa III) w stropie i leżących pod nimi utworów
skalistych wykształconych w postaci zwietrzałych, spękanych i silnie pokruszonych – twardych skał węglanowych
(grupa IV), głównie wapieni, margli … itp.
TRZECIORZĘD
Na omawianym obszarze osadów trzeciorzędowych nie nawiercono.
CZWARTORZĘD:
Czwartorzęd na omawianym obszarze reprezentowany jest przez nierozdzielone utwory wodnolodowcowe
(głównie piaski różnoziarniste); lodowcowe tzn. morenowe oraz utwory typowo rzeczne takie jak torfy i namuły.
Podsumowując, można stwierdzić, że zbadanym aktualnie terenie otworami wiertniczymi nr 1 - 29 wykonanymi
max. do gł. 5mppt. w podłożu stwierdzono:
• czwartorzędowe grunty wodnolodowcowe, lodowcowe i rzeczne (grupa „II”)
• triasowe grunty zwietrzelinowe (grupa III) oraz utwory skaliste (grupa IV)
W niektórych miejscach, w strefie przypowierzchniowej badanego obszaru stwierdzono obecność
antropogenicznych nasypów niekontrolowanych (grupa „I”).
Budowę geologiczną omawianego terenu przedstawiono w załącznikach nr 2 i 4 do niniejszego opracowania
(mapa geologiczna oraz profile odwiertów).
5.2 Mapa rejonizacji warunków geologicznych
Na potrzeby niniejszej dokumentacji wykonano również uproszczoną mapę rejonizacji warunków gruntowych
tzn. mapę na której w uproszczony znacznie sposób zaznaczono miejsca występowania głównych ogniw
litologicznych nawierconych na tym obszarze – zał. nr 7.
Mapę wykonano na podkładzie mapy sytuacyjnej w skali 1:10000. Mapa pokazuje występowanie tylko gruntów
rodzimych, a nie antropogenicznych nasypów, które właściwie występowały wszędzie przy powierzchni terenu.
Ponadto mapa wskazuje tylko występowanie poszczególnych gruntów ale do głębokości wykonanych wierceń,
tzn. np. że jeśli w danym miejscu np. w otworze nr P1 wykonano odwiert do głębokości 5mppt. i nie nawiercono w
nim np. utworów triasowych to wcale nie znaczy, że nie ma ich głębiej, na głębokości poniżej 5mppt. … itd.
Mapa w tym przypadku odpowiada właściwie idealnie mapie zakrytej w skali 1;50000 (zał. nr 2) na której w
sposób bardzo dokładny oznaczono również wychodnie utworów triasowych na powierzchnie terenu – w obu tych
5
przypadkach mapy są bardzo podobne. Ponadto zgadzają się również idealnie na obu mapach miejsca wystąpienia w
podłożu typowych utworów rzecznych jakimi są namuły i torfy.
UWAGA:
Na mapie zaznaczono jedynie orientacyjnie miejsca wystąpień danych utworów! Nie są to kontury ostateczne i
jedynie rzeczywiste. Odwierty wykonywano tylko w miejscach wskazanych przez projektanta i nie starano się
okonturowywać miejsc występowania w podłożu danego typu gruntów np. torfów czy namułów…
Na mapie pokazano m.in.:
o rejony występowania gruntów triasowych: zwietrzelin oraz skał wapiennych *obszar oznaczony na
żółto). Jak widać z analizy mapy obszar występowania utworów triasowych do zaplanowanej przez
projektanta głębokości lub też płycej – ograniczony jest praktycznie do północnej strony badanego
terenu, tzn. że utwory triasowe występują zazwyczaj po stronie północnej ulicy Warszawskiej, w
mniejszym stopniu również po jej stronie południowej (np. otwór nr 14). W rejonie występowania
zwietrzelin triasowych, a zwłaszcza skał wykonanie ciągów kanalizacyjnych i pompowni będzie
bardzo, bardzo utrudnione głównie ze względu na ich twardość i zazwyczaj wysoką kategorię
urabialności (grunty bardzo trudno urabialne…). W rejonach tych na pewno wykonawstwo robót
ziemnych będzie bardziej kosztowne niż po stronie południowej ulicy Warszawskiej gdzie z kolei
dominują grunty miększe i sprawiające mniejsze kłopoty sprzętowi ciężkiemu. Zwłaszcza płytka
obecność skał (grupa IV) będzie w wielu przypadkach zwiększać zarówno czas jak i koszt robót. Na
mapie pokazano kolorem lekko różowym miejsca gdzie utworów triasowych nie udało się nawiercić do
planowanej przez projektanta głębokości, ale gdzie one na pewno się raczej znajdują tylko trochę
głębiej, poniżej dna odwiertu. W omawianym przypadku obecność płytkiego występowania utworów
triasowych i skał byłą znana mieszkańcom już od dawna na co wskazują bardzo znaczące nazwy ulic w
tym rejonie (nazwy „typowo skaliste”: ul. Bazaltowa, Piaskowcowa, Marglowa, Skalna, Dolomitowa,
Wapienna,… itd.). Obszar oznaczający występowanie w podłożu utworów triasowych nie wyklucza
również występowania nad nimi gruntów czwartorzędowych – mianowicie w większości otworów
wiertniczych w strefie przypowierzchniowej, pod nasypami występują grunty czwartorzędowe, głównie
piaszczyste.
o rejony występowania gruntów rzecznych takich jak namuły i torfy (owal zielony z fioletowym
wypełnieniem). Teren ten położony jest w południowej części badanego terenu w rejonie ulicy Zarzyna.
Grunty takie nawiercono między innymi w otworach nr 12, 17, 18, P8, P7… lecz nie wyklucza się ich
również w innych ale na większej głębokości. Najprawdopodobniej w przeszłości geologicznej w
miejscu tym występowała jakiś staw, jezioro albo inny zbiornik wodny w którym osadzać się mogły
grunty organiczne.
o rejony występowania gruntów ilastych (obszar oznaczony na niebiesko). Iły pylaste nawiercono jedynie
w dwóch otworach nr 15 i 16 w części wschodniej, po południowej stronie ul. Warszawskiej.
5.3 Warunki wodne
W oparciu o przeprowadzone w czerwcu 2011 r. badania geologiczne do maksymalnej głębokości 5mppt. w
badanym podłożu geologicznym w części z wykonanych otworów wiertniczych nawiercono występujące w podłożu
czwartorzędowe wody gruntowe (otwory nr 1, 11, 12, P1, P2, P3, P4, P8…).
Wyniki wszelkich obserwacji hydrogeologicznych przeprowadzonych w terenie podczas wierceń zamieszczono
na kartach otworów wiertniczych.
Generalnie można stwierdzić, że w podłożu badanego terenu do głębokości rozpoznanej wierceniami występuje
miejscami czwartorzędowy poziom wodonośny związany przede wszystkim z utworami piaszczystymi:
wodnolodowcowymi i rzecznymi. Jak widać najwięcej wody zaobserwowano w miejscach lokalizacji pompowni
ścieków, które zazwyczaj lokalizowane były przez projektanta w miejscach najniżej położonych, często w pobliżu
rowów i cieków powierzchniowych.
Wody gruntowe na tym obszarze pochodzą najprawdopodobniej z bezpośredniej infiltracji wód opadowych z
powierzchni terenu. Ilość wody w podłożu uzależniona jest od intensywności i czasokresu opadów atmosferycznych,
znacznie rośnie po obfitych deszczach i wiosennych roztopach, a zmniejsza się po okresach suszy.
Strefa wahań zwierciadła wody może wahać się w dość szerokich granicach i wynosić - ok. ± 1-2 m lub więcej.
Bardzo ważny jest fakt, że wiercenia były prowadzone w okresie po suchych – położone bardzo blisko stąd
miasto Bieruń w latach ubiegłych zostało dotknięte zostało bardzo poważną klęską powodzi – poziom wód w tym
mieście i okolicach bardzo wysoko się podniósł. Z wiadomości uzyskanych od okolicznych mieszkańców wiadomo,
że również dzielnica Bierunia Ściernie bardzo ucierpiała w wielu miejscach, zwłaszcza tych najniżej położonych. W
związku z tym na omawianym terenie wahania lustra wód mogą być bardzo wysokie, aż do podtopień i pojawienia
się wody na powierzchni terenu.
6
6 Warunki geotechniczne
Terenowe wyniki badań pozwoliły na wydzielenie w podłożu „IV” grup utworów, które następnie podzielono
na poszczególne warstwy geotechniczne (kryterium ich wydzielania stanowiła odrębność genetyczna, litologiczna
oraz odmienność stanu i konsystencji gruntu oraz parametrów geotechnicznych).
Wartości parametrów geotechnicznych (tabela - zał. nr 5) określono korelacyjną METODĄ „B” tzn. jako cechę
wiodącą przyjmowano konsystencję gruntów spoistych (stopień plastyczności - IL) oraz zagęszczenie gruntów
niespoistych (stopień zagęszczenia - ID) i na ich podstawie ustalano dopiero wartości pozostałych parametrów
fizyko – mechanicznych dla każdej z poszczególnych warstw geotechnicznych.
Polska norma PN-81/B-03020 „Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli” stanowi podstawę do
przedstawienia charakterystyki gruntów z określeniem ich parametrów fizyko – mechanicznych (geotechnicznych).
Na dokumentowanym terenie wydzielono IV grupy utworów:
I
II III IV
antropogeniczne nasypy niekontrolowane (niebudowlane)
czwartorzędowe (holoceńskie i plejstoceńskie), rodzime grunty wodnolodowcowe, lodowcowe i rzeczne
trasowe, rodzime grunty zwietrzelinowe (zwietrzeliny gliniaste i kamienisto - gliniaste)
trasowe, rodzime utwory skaliste (zwietrzałe i spękane wapienie)
Zaleganie poszczególnych warstw geotechnicznych ilustrują karty otworów geotechnicznych (zał. nr 2.1 - 2.29).
Zestawienie wszystkich wydzielonych warstw i ich wartości uogólnionych charakterystycznych parametrów
geotechnicznych (x(n)) podano w tabeli (zał. nr 6).
Podane w załączniku nr 6 parametry geotechniczne gruntów takie jak: gęstość objętościowa [ρ], wilgotność
naturalna [Wn], kąt tarcia wewnętrznego [φ], spójność [Cu], moduł ściśliwości pierwotnej [Mo] i wtórnej [M], moduł
odkształcenia ogólnego [E0] i wtórnego [E] - określono metodami korelacyjnymi „B” i „C” - wartości normowe dla
poszczególnych typów gruntów przyjęte na podstawie polskiej normy PN-81/B-03020 po wcześniejszym ustaleniu
parametrów wiodących IL lub ID.
OPIS WARSTW GEOTECHNICZNYCH:
GRUPA I:
Grupę tę stanowią zróżnicowane pod względem litologii niebudowlane nasypy antropogeniczne będące
mieszaniną różnego rodzaju gruntów rodzimych (piasek, piasek gliniasty, glina, glina piaszczysta, pył, glina pylasta,
ił pylasty…. itd.) z domieszkami i materiałami pochodzenia przemysłowego (gruz ceglany, kamienny, betonowy,
żużel, okruchy skał wapiennych, drewno, humus… itd.).
Zaliczono do nich również miejscami występujące nasypy budowlane (drogowe – asfalt + podbudowa), których nie
wydzielano w osobna warstwę.
Pod względem konsystencji czy zagęszczenia nasypy były przeważnie, średniozagęszczone i twardoplastyczne.
Lokalnie zagęszczenie ich było mniejsze (luźne) bądź wyższe (zagęszczone) albo miały konsystencję miękką
(plastyczne … itp.).
Nasypy generalnie ze względu na swój rodzaj, pochodzenie i skład (bardzo niejednorodna mieszanina różnego
rodzaju gruntów rodzimych i przemysłowych…) proponuje się tutaj zaliczyć do gruntów nienośnych, ściśliwych,
nieprzewidywalnych i nie nadających się do posadawiania na nich obiektów budowlanych (zwłaszcza posadowienia
bezpośredniego obiektów kubaturowych). Proponuje się dążyć do ich usunięcia spod projektowanych obiektów
(zwłaszcza obiektów pompowni ścieków). Pozostawienie ich poniżej fundamentów oraz ciągów kanalizacyjnych
leży wyłącznie w gestii projektanta i wykonawcy.
Pod względem urabialności nasypy zaliczają się zazwyczaj do gruntów „III” lub „IV” kategorii urabialności tj. do
gruntów łatwo- bądź średnio urabialnych – zał. nr 8).
GRUPA II:
Grupę tę budują rodzime, czwartorzędowe: holoceńskie i plejstoceńskie utwory wodnolodowcowe, lodowcowe i
rzeczne (nierozdzielone) wykształcone w postaci serii gruntów piaszczystych, gliniastych i organicznych.
W ramach grupy wydzielono 6 warstw geotechnicznych, w tym m.in.:
• warstwy piasków różnoziarnistych (warstwy IIa” i „IIb”) o średnim zagęszczeniu (ID=0,50),
• warstwy gliniaste (gliny, gliny piaszczyste, piaski gliniaste, gliny pylaste zwięzłe, pyły, gliny pylaste… itp.)
o konsystencji twardoplastycznej (warstwa „IIc”: IL=0,15) i plastycznej (warstwa „IId”: IL=0,30),
• warstwy ilaste (iły pylaste – warstwa „IIe”) o konsystencji twardoplastycznej (IL=0,15),
• warstwy organiczne (warstwa „IIf” - torfy i namuły)
7
Grunty spoiste warstw IIc, IId i IIf zgodnie z punktem 1.4.6. normy PN – 81/B – 03020 oznaczono symbolem
geologicznej konsolidacji „C” - (inne grunty spoiste nieskonsolidowane). Grunty ilaste warstwy IIe oznaczono
natomiast symbolem geologicznej konsolidacji „D” - (iły, niezależnie od genezy).
Grunty warstw IIa, IIb, IIc, IIe zalicza się do klasy gruntów nośnych, mało- bądź średniościśliwych, zazwyczaj
przydatnych do celów projektowanej inwestycji. Grunty plastyczne warstwy IId są już słabsze, średnionośne i
średniościśliwe, natomiast grunty organiczne warstwy IIf nie nadają się do celów budowlanych, zwłaszcza jako
podłoże pod projektowane obiekty, należy dążyć do ich usunięcia bądź wymiany na grunty nośne i nieściśliwe.
Pod względem urabialności grunty czwartorzędowe zaliczają się zazwyczaj do „IV” kategorii urabialności (grunty
średnio urabialne – zał. nr 8). W rejonie występowania iłów pylastych warstwy „IIe” ze względu na ich twardość i
zawartość części ilastych zaliczono je do „V” kategorii urabialności (grunty trudno urabialne – zał nr 8). Grunty
organiczne natomiast (torfy + namuły) warstwy „IIf” zaliczono do niższej, „III” kategorii urabialności (grunty łatwo
urabialne).
GRUPA III:
W skład grupy wchodzą rodzime, triasowe, utwory zwietrzelinowe i skaliste.
Zbudowane są w większości z wietrzelin gliniastych (Wg: warstwa IIIb o konsystencji twardoplastycznej: IL=0,15)
oraz zwietrzelin gliniasto – kamienistych (KWg: warstwa IIIc o konsystencji zwartej: IL≤0,00).
Podrzędnie występują również zwietrzeliny o charakterze piaszczystym (Wp) i zagęszczeniu średnim
(warstwa IIIa: ID=0,50), podrzędnie luźnym (warstwa IIIa`: ID=0,20).
Wszystkie grunty spoiste tej grupy (warstwy IIIb i IIIc) zgodnie z punktem 1.4.6. normy PN – 81/B – 03020
oznaczono symbolem geologicznej konsolidacji „C” - (inne grunty spoiste nieskonsolidowane).
Pod względem nośności i przydatności do celów budowlanych i posadawiania wszelkich obiektów inżynierskich
utwory triasowe grupy „III” zalicza się najlepszych na całym dokumentowanym terenie: do gruntów nośnych oraz
mało- bądź średniościśliwych (z wyjątkiem nienośnych, luźnych wietrzelin piaszczystych warstwy „IIIa`)..
Pod względem urabialności zalicza się je niestety do wysokich kategorii urabialności co uzależnione jest przede
wszystkim od ilości i wielkości zawartych w gruntach okruchów, kawałków i odłamków skalnych, głównie wapieni,
margli, dolomitów… itd. Im wyższa ta zawartość i im ziarna i kawałki są większe tym urabialność i ich twardość
większa (zał. nr 8):
- wietrzeliny piaszczyste (Wp) warstwy „IIIa” oraz wietrzeliny gliniaste (Wg) warstwy „IIIb” zalicza się do „IV” i
„V” kategorii urabialności (grunty średnio- i trudno urabialne)
- zwietrzeliny gliniasto – kamieniste (KWg) warstwy „IIIc” zaliczono do utworów zwartych, twardych i
małościśliwych. Zaliczają się one do „V” i „VI” kategorii urabialności tj. do gruntów trudno urabialnych oraz już
do skał łatwo urabialnych i porównywalnych z nimi rodzajów gruntów. Jest to najtwardsze i najtrudniejsze do
urabiania mechanicznego ogniwo litologiczne triasowych utworów zwietrzelinowych na tym terenie i swoja
twardością ustępuje jedynie gruntom skalistym i skałom grupy „IV”.
GRUPA IV:
W skład grupy zaliczono występujące w podłożu triasowe utwory skaliste wykształcone głównie w postaci wapieni,
podrzędnie margli i dolomitów. W części stropowej gdzie wykonywano wiercenia były to utwory jeszcze bardzo
silnie spękane, zwietrzałe i pokruszone na rozmaitych wielkości okruchy,, kawałki, odłamy i bloki skalne, bardzo
jednak twarde i trudno zwieralne i urabialne. Wraz z głębokością stopień zwietrzenia i spękania będzie malał i skała
będzie coraz bardziej lita i twarda. Węglanowe skały triasowe zaliczono tutaj do skał twardych (ST) o wytrzymałości
na pionowe ściskanie jednoosiowe Rc>5MPa.
Pod względem przydatności jako podłoże budowlane utwory skaliste tej grupy zalicza się oczywiście do najlepszych
na całym dokumentowanym terenie: do nośnych i małościśliwych.
Pod względem urabialności zalicza się je niestety jednak do najwyższych kategorii urabialności w tym rejonie co
uzależnione jest przede wszystkim wielkością bloków skalnych oraz stopniem ich zwietrzenia i spękania. Generalnie
skały grupy „IV” zaliczają się do „VI” i „VII” kategorii urabialności tj. do skał łatwo urabialnych i porównywalnych
z nimi rodzajów gruntów oraz do skał trudno urabialnych (zał. nr 8).
Urabianie skał tej grupy podczas wykonywania wykopów pod kanalizacje i pompownie ścieków będzie bardzo
8
trudne i kosztowniejsze niż w pozostałych przypadkach. Na pewno potrzebny będzie ciężki sprzęt mechaniczny
potrafiący urabiać grunty skaliste.
Prawdopodobne rozprzestrzenienie wydzielonych warstw geotechnicznych z dostateczną wiarygodnością ilustrują
wykonane karty otworów wiertniczych (zał. nr 4).
Ponieważ przeprowadzone badania (otwory geotechniczne) miały charakter punktowy przedstawiony na profilach
otworów układ warstw jest jedynie interpretacją warunków gruntowych sporządzoną przez geologa, należy więc
liczyć się z tym, że rzeczywiste rozprzestrzenienie warstw może odbiegać od przedstawionych w kartach.
Zalecane do obliczeń stateczności wartości charakterystyczne parametrów geotechnicznych zestawiono w tabeli w
załączniku nr 6, przy czym należy pamiętać, że dla osiągnięcia wartości obliczeniowych parametrów
geotechnicznych należy je pomniejszyć o współczynnik materiałowy γ (m).
7 OCENA WARUNKÓW GEOTECHNICZNYCH REALIZACJI
PROJEKTOWANEJ INWESTYCJI
W obrębie projektowanej inwestycji polegającej na budowie kanalizacji sanitarnej i kilku przepompowni ścieków w
Bieruniu - Ścierniach wykonano 29 otworów wiertniczych.
Na podstawie zebranych informacji sporządzona została niniejsza dokumentacja geotechniczna po przeanalizowaniu
której, w świetle założeń inwestycyjnych (budowa kanalizacji), proponuje się uznać warunki geologicznoinżynierskie omawianego terenu za proste (§5 art.3 pkt. 1 – Rozporządzenia MSWiA z dnia 24 września w sprawie
ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych Dz.U. nr 120 poz.839).
Generalnie można mówić, iż w świetle dokonanego rozpoznania i w kontekście przekazanych przez projektanta
zamierzeń inwestycyjnych (ciągi kanalizacyjne), zbadany obszar, pomimo miejscami mało korzystnych warunków
gruntowych i wodnych proponuje się uznać za średnio korzystny dla realizacji projektowanej inwestycji.
Warunki gruntowo - wodne rzutować będą w sposób zasadniczy głównie na wykonawstwo wykopów pod ciągi
kanalizacyjne i pompownie ścieków tj. roboty ziemne związane z kopaniem wykopów; warunki zabezpieczenia
wykopów i zapewnienia im odpowiedniej stateczności oraz ewentualne lokalne odwodnienie terenu.
Związane z tym wnioski scharakteryzowano poniżej.
7.1 Odwodnienie podłoża
Z analizy warunków hydrogeologicznych wynika, że jak już wspominano wcześniej, podczas budowy i realizacji
projektowanych ciągów kanalizacyjnych i pompowni - zajść może w wielu miejscach konieczność zastosowania
zabiegów odwodnieniowych w celu ułatwienia lub umożliwienia robót ziemnych. Problemy związane z
odwodnieniem terenu pojawią się zawsze tam gdzie zajdzie potrzeba wykonywania wykopów poniżej lustra wód
podziemnych, a także podczas opadów deszczu i zbierania się wody w dnach wykopów (wody należy zawsze usuwać
z dna wykopów, zwłaszcza gdy zalegają w nich grunty spoiste, aby nie przyczynić się do ich uszkodzenia i
uplastycznienia, co z kolei zrodzi konieczność ich wymiany i zwiększenie kosztów…).
Najkorzystniej byłoby oczywiście ciągi kanalizacyjne układać powyżej lustra wód podziemnych zarówno z uwagi na
wykonawstwo robót ziemnych jak i zdecydowanie niższe koszty. Należy odpowiednio zaprojektować prawidłowy
system odwodnienia wykopów liniowych pod ciągi i pompownie tam gdzie to będzie potrzebne, co uzależnione
będzie przede wszystkim od wielkości napływu wody do wykopów, można tu zastosować np. metodę odwodnienia
powierzchniowego (pompa w rząpiu); metodę studni depresyjnych (przydatne zwłaszcza dla obiektów pompowni o
zwartym obrysie fundamentów…); agregaty igłofiltrowe (przydatne zwłaszcza dla odwodnień wykopów liniowych);
ścianki szczelne (Larseny); drewniane obudowy wykopów lub też jakąkolwiek inną metodę pozwalającą skutecznie
odwodnić rejon prac ziemnych.
Podkreśla się, iż w przypadku zdecydowania się na zabiegi odwodnieniowe, należy pamiętać o tym, aby
zaprojektować taki system odwodnienia, który nie będzie powodował wypłukiwania gruntu spod sąsiednich,
istniejących obiektów i tym samym nie przyczynić się do ich nieoczekiwanych osiadań i uszkodzeń.
7.2 Roboty ziemne
W trakcie wykonywania robót ziemnych należy przewidzieć wszelkie konieczne środki zabezpieczające rodzime
podłoże gruntowe w wykopach przed rozmoczeniem, wysuszeniem i przemarznięciem:
9
• Nie wolno pozwalać na gromadzenie się wody w wykopach, zwłaszcza jeśli w dnie występują grunty
spoiste; w tym celu należy odpompowywać wodę (również w czasie przerw w robotach) i zwiększać
nasilenie pompowania w okresie deszczów. Chronić wnętrze wykopu przed opadami wszelkimi dostępnymi
sposobami np. rozłożenie grubej folii itp.
• Ewentualnie powstałe po usunięciu gruntów nienośnych „ubytki” gruntów proponuje się wypełnić np.
zagęszczoną warstwą gruntu niespoistego np. piaszczysto – żwirowego lub piaszczystego. Podobnie należy
postępować w przypadku wykonania zbyt głębokiego wykopu tj. w przypadku „przebrania wykopu”.
• Pojawiające się miejscami w wykopach grunty słabonośne (nasypy, grunty organiczne, plastyczne…) lub
nośne ale uszkodzone w trakcie wykonywania wykopów – proponuje się albo usunąć, albo wymienić
całkowicie lub częściowo na grunt nośny, najlepiej z materiału niespoistego, dobrze zagęszczalnego i dobrze
przepuszczalnego. Decyzję o usuwaniu lub wymianie gruntów pozostawia się wyłącznie w gestii projektanta.
• Zaleca się wykonywać prace ziemne w okresach ciepłych i bezdeszczowych (wiosna, lato, jesień) z
pominięciem okresu zimowego (zwłaszcza w rejonach gdzie w dnach wykopów zalegać będą grunty spoiste,
najczęściej bardzo wrażliwe na zawilgocenie i zawodnienie, pogarszające w takich przypadkach swoje
parametry wytrzymałościowe i nośnościowe). W przypadku, gdyby wykopy trzeba było wykonywać lub
pozostawić jednak na zimę należy dno wykopu bezwzględnie chronić od przemarzania. Jeśli z jakichś
względów nie zastosuje się potrzebnej ochrony, po wznowieniu robót należy z dna wykopu koniecznie
usunąć przemarzniętą warstwę gruntu (zwłaszcza grunty spoiste są bardzo wrażliwe na przemarzanie –
bardzo wysadzinowe).
7.3 Warunki fundamentowe
Generalnie podłoże budowlane projektowanej inwestycji zbudowane z gruntów należących do następujących
klas nośności.
Do klasy słabych, nienośnych i ściśliwych należy zaliczyć grunty warstw geotechnicznych:
o I
(nasypy)
o IIf
(czwartorzędowe grunty organiczne: namuły i torfy)
o IIIa`
(triasowe zwietrzeliny piaszczyste, luźne)
Do klasy średnionośnych i średniościśliwych należy zaliczyć grunty warstwy geotechnicznej:
o IId
(czwartorzędowe grunty plastyczne)
Do klasy nośnych i średniościśliwych należy zaliczyć grunty warstw geotechnicznych:
o IIc, IIe
(czwartorzędowe grunty twardoplastyczne)
o IIIb
(triasowe wietrzeliny gliniaste, twardoplastyczne)
Do klasy nośnych i małoodkształcalnych należy zaliczyć grunty warstw geotechnicznych:
o IIa, IIb
(czwartorzędowe piaski różnoziarniste, średniozagęszczone)
o IIIa
(triasowe wietrzeliny piaszczyste, średniozagęszczone)
o IIIc
(triasowe zwietrzeliny gliniasto - kamieniste, zwarte)
o IV
(triasowe utwory skaliste: skały twarde)
10
8 WNIOSKI
1. Projektowana inwestycja polega na budowie kanalizacji sanitarnej oraz przepompowni ścieków w Bieruniu –
Ścierniach.
2. Wykonane w czerwcu 2011 r. badania geologiczne pozwoliły na rozpoznanie warunków gruntowo - wodnych w
rejonie projektowanej inwestycji do głębokości ok. 2,0 – 5,0 m p.p.t.
Łącznie odwiercono 100,5 mb otworów (29 odwiertów).
3. Warunki gruntowo-wodne podłoża proponuje się scharakteryzować jako proste (Rozporządzenie Ministra
Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 24 września 1998r. w sprawie ustalania geotechnicznych
warunków posadowienia obiektów budowlanych (Dz. U. nr 126 poz.839).
4. Podłoże rodzime do głębokości rozpoznania geologicznego budują: grunty czwartorzędowe, akumulacji
wodnolodowcowej, lodowcowej i rzecznej (grupa II) oraz grunty triasowe zwietrzelinowe (grupa III) i
skaliste (grupa IV). Większość dokumentowanego obszaru pokryta jest warstwą różnej miąższości nasypów
antropogenicznych (grupa I).
5. Propozycje rozwiązań dotyczące wykonawstwa robót ziemnych, fundamentowych i odwodnieniowych zostały określone w rozdziale nr 7.
6. Dla wykonania obliczeń stateczności i osiadań obiektów kubaturowych należy przyjmować wartości
charakterystyczne parametrów
materiałowy γm= 0,9.
geotechnicznych
gruntów
(zał.
nr
6),
stosując
współczynnik
7. W trakcie wykonywania wierceń w wielu z wykonanych odwiertów zaobserwowano występowanie wód
gruntowych o zwierciadle swobodnym lub napiętym. Przy zwiększonych opadach atmosferycznych można się
spodziewać wahań lustra wód podziemnych, strefa wahań zwierciadła wód może wynosić tutaj ok. ± 1,0÷1,5m.
8. O ostatecznym sposobie, rodzaju i głębokości układania ciągów kanalizacyjnych i pompowni ścieków;
usuwaniu bądź wymianie gruntów słabych; konieczności zastosowania zabiegów odwodnieniowych oraz ich
rodzaju i zakresie oraz o ewentualnym przeprowadzeniu dodatkowych wierceń i prac badawczych w
miejscach szczególnie problemowych - zadecyduje projektant.
11
Za³. nr 1
Teren prac geologicznych
Mapa lokalizacyjna
Skala: 1 : 20 000
SZCZEGÓ£OWA MAPA GEOLOGICZNA POLSKI
M 34 - 63 C OŒWIÊCIM
SKALA 1 : 50 000
Teren prac geologicznych
Za³. nr 2
OBJAŒNIENIA :
3
P4
P2
P5
2
P6
7
5
Za³. nr 3.1
MAPA DOKUMENTACYJNA
SKALA: 1 : 2000
Objaœnienia:
1
6
- lokalizacja i nr otworu badawczego
P4
P2
P11
P5
P6
7
10
5
6
Za³. nr 3.2
MAPA DOKUMENTACYJNA
SKALA: 1 : 2000
Objaœnienia:
1
- lokalizacja i nr otworu badawczego
8
9