tekst - 3 centra idei

SPIS TREŚCI:
Część tekstowa
I.
Wstęp
II. Lokalizacja i morfologia terenu badań
III. Przebieg badań
3.1. Prace geodezyjne
3.2. Prace wiertnicze
3.3. Prace kameralne
IV. Charakterystyka warunków gruntowo-wodnych
4.1. Budowa geologiczna
4.2. Warunki hydrogeologiczne
V. Warunki geotechniczne
VI. Wnioski
Część graficzna
Rysunek nr 1
Mapa dokumentacyjna
skala 1:500
Rysunek nr 2.1 – 2.3
Przekroje geotechniczne
skala 1:200/100
i objaśnienia
Rysunek nr 3
Profile geotechniczne
skala 1:100
1
I. WSTĘP
Niniejszą dokumentację geotechniczną opracowano w Pracowni Geologiczno-Inżynierskiej
Piotr Janiszewski Sp. j. w Łodzi, na zlecenie ARCHIDEA Sp. P. w Łodzi, ul. Więckowskiego 43/45.
Celem opracowania jest udokumentowanie warunków gruntowo-wodnych występujących w
rejonie projektowanej rozbudowy Klasztoru Dominikanek przy ul. Stronczyńskiego 5 w Piotrkowie
Trybunalskim, w zakresie niezbędnym do wykonania projektu budowlanego inwestycji.
Dokumentację geotechniczną wykonano zgodnie z rozporządzeniem Nr 839 Min. Spraw
Wewnętrznych i Administracji z dnia 24.09.1998r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków
posadawiania obiektów budowlanych (Dz. U. Nr 126 z dnia 8.10.1998r.).
Przy opracowywaniu niniejszej dokumentacji posłużono się mapami, literaturą geologiczną,
polskimi normami i branżowymi przepisami prawnymi, a także wynikami prac i badań polowych.
II. LOKALIZACJA I MORFOLOGIA TERENU BADAŃ
Interesujący nas teren badań, przeznaczony pod planowaną rozbudowę, znajduje się w
centrum Piotrkowa Trybunalskiego, przy ulicy Stronczyńskiego 5, woj. łódzkie. W chwili obecnej
teren ten stanowi część zespołu Klasztoru Dominikanek i otoczony jest obszarami ze zwartą
zabudową śródmiejską o infrastrukturze mieszkaniowo-usługowej.
Pod względem morfologicznym, teren badań leży w obrębie Równiny Piotrkowskiej,
stanowiącej w tym przypadku fragment zdenudowanej procesami peryglacjalnymi wysoczyzny
morenowej stadiału Warty zlodowacenia środkowopolskiego z epoki plejstocenu. Na obszar ten
nałożyły się w okresie współczesnym procesy związane z działalnością człowieka.
Powierzchnia terenu badań jest płaska, o deniwelacjach nie przekraczających 1 m i
rzędnych niwelacyjnych wahających się w granicach od ok. 203,5 m do ok. 204,5 m n.p.m.
Teren badań jest ubogi w sieć wód powierzchniowych. Jedynie w odległości ok. 300 m na
północny-wschód opływa go rzeka Strawa, lewy dopływ rzeki Luciąży.
III. PRZEBIEG BADAŃ
3.1. Prace geodezyjne
Otwory badawcze wyznaczono w terenie na podstawie mapy sytuacyjno- wysokościowej w
skali 1 : 500 uzyskanej od Zleceniodawcy, metodą domiarów prostokątnych, dowiązując je do
punktów stałych w terenie. Orientacyjne rzędne niwelacyjne tych otworów określono na podstawie
w/w mapy.
3.2. Prace wiertnicze
W ramach prac polowych, przeprowadzonych w dniu 28.04.2009r., wykonano 6 otworów
badawczych do głębokości 8,0 m p.p.t. każdy, łącznie 48,0 mb. Wiercenia wykonano przy pomocy
samojezdnej wiertnicy mechanicznej WH-5, pod nadzorem mgr Piotra Janiszewskiego.
Zgodnie z PN-B-04452:2002, w tracie wykonywania wierceń grunty były badane
makroskopowo. Poziom zwierciadła wody gruntowej mierzono przyrządem akustycznym
dokładnością ± 5 cm.
2
z
Otwory badawcze zlikwidowano wydobytym urobkiem z zachowaniem profili geologicznych
poszczególnych wierceń. Prowadzenie badań nie pogorszyło stanu środowiska.
3.3. Prace kameralne
Wyniki wierceń, badań terenowych, obserwacji i pomiarów stały się podstawą do
kameralnego opracowania przedstawionej dokumentacji.
W ramach prac kameralnych wykonano:
−
mapę dokumentacyjną, na której zaznaczono miejsca wykonanych otworów badawczych i linie
przekrojów geotechnicznych,
−
przekroje geotechniczne, na których przedstawiono przestrzenny układ gruntów, podział na
warstwy geotechniczne, stany gruntów i poziom wody gruntowej,
−
objaśnienia do przekrojów geotechnicznych,
−
profile geotechniczne otworów badawczych,
−
część tekstową, którą opracowano w oparciu o wyniki wykonanych prac i badań, materiały
archiwalne, dane z literatury oraz aktualne wytyczne i rozporządzenia.
IV. CHARATERYSTYKA WARUNKÓW GRUNTOWO-WODNYCH
4.1. Budowa geologiczna
Pod względem
geologicznym,
rozpatrywany
teren badań leży
w obrębie niecki
miechowskiej, której podłoże skalne w tym przypadku stanowią margle, wapienie i opoki kredy
górnej. Bezpośrednio ponad tymi utworami zalegają fragmentarycznie iły i piaski neogenu.
Utwory czwartorzędu na rozpatrywanym terenie badań osiągają miąższość ok. 80 – 100 m i
wykształcone są w postaci szeregu nawzajem przewarstwiających się ze sobą serii piaszczystych
osadów interstadialnych i kompleksów glin zwałowych reprezentujących kolejne zlodowacenia.
W wyniku przeprowadzonych wierceń do głębokości 8,0 m p.p.t. zbadano jedynie stropową
część utworów czwartorzędowych, stanowiących podłoże gruntowe dla potrzeb planowanej
rozbudowy. Podłoże to reprezentują przede wszystkim osady wodnolodowcowe (Qpfg) oraz gliny
zwałowe (Qpg), a także podrzędnie utwory akumulacji zastoiskowej (Qpl) z okresu stadiału Warty
zlodowacenia środkowopolskiego z epoki plejstocenu.
Osady
wodnolodowcowe
na
rozpatrywanym
terenie
badań
tworzą
ciągły
cykl
sedymentacyjny, którego strop zalega poniżej poziomu glin zwałowych, na głębokości 3,8 – 4,4 m
p.p.t., zaś miąższość nie jest znana, gdyż spągu tego cyklu sedymentacyjnego osadów w
rozpoznanej strefie podłoża gruntowego nie osiągnięto. Pod względem litologicznym, osady te
reprezentowane są tu głównie przez piaski drobne bliskie piaskom średnim, miejscami z domieszką
bądź wkładkami gliny piaszczystej. Lokalnie (otwory nr nr 1 i 6), w niewielkich obniżeniach stropu
glin zwałowych, bezpośrednio pod warstwą gruntów antropogenicznych, natrafiono na soczewki
osadów wodnolodowcowych, których stwierdzona miąższość wynosi 0,3 m. Osady te wykształcone
są tu w postaci serii piasków średnich bliskich piaskom gliniastym.
3
Gliny zwałowe w rozpoznanej strefie podłoża gruntowego rozpatrywanego terenu badań
tworzą ciągły poziom ponad zasadniczym cyklem sedymentacyjnym osadów wodnolodowcowych,
którego miąższość wynosi 1,4 – 3,1 m, zaś strop zalega na zmiennej głębokości, od 0,7 do 3,0 m
p.p.t. Pod względem litologicznym, utwory te reprezentowane są tu przez gliny piaszczyste, z
mniejszą bądź większą domieszką głazików.
Osady zastoiskowe na rozpatrywanym terenie badań występują w rejonie zachodnim
(otwory nr nr 3 i 5), w formie płatów na stropie glin zwałowych, bezpośrednio pod warstwą gruntów
antropogenicznych. Stwierdzona miąższość tych osadów jest niewielka, rzędu kilkudziesięciu
centymetrów. Pod względem litologicznym, osady te wykształcone są tu w postaci mało spoistych
pyłów.
Utwory przypowierzchniowe (holoceńskie) reprezentowane są przez warstwę gruntów
antropogenicznych, przyjmujących postać piaszczysto-kamienistych nasypów niebudowlanych, z
domieszką gliny i okruchy cegły oraz lokalnie odłamkami szkła. Miąższość tych gruntów jest dość
zróżnicowana i wynosi 0,3 – 2,7 m, przy czym zwiększa się ona wyraźnie w kierunku północnym.
4.2. Warunki hydrogeologiczne
W trakcie wykonywania prac wiertniczych, tj. w dniu 28.04.2009r., na rozpatrywanym terenie
badań stwierdzono występowanie wody gruntowej w postaci sączeń, w obrębie warstwy gruntów
antropogenicznych. Sączenia te zaobserwowano w strefie głębokości 0,4 – 2,4 m p.p.t. Należy
zaznaczyć, iż w okresie przedłużającej się suszy uchwycone sączenia wody gruntowej mogą
zanikać całkowicie, natomiast w czasie intensywnych opadów atmosferycznych i roztopów
wiosennych – część z nich przyjmie postać zwierciadła swobodnego, nawet o dość intensywnym
wypływie, jako wody zaskórne, wsparte o strop półprzepuszczalnych glin zwałowych.
Dokładny obraz budowy geologicznej i warunków wodnych przedstawiono na załącznikach
graficznych.
V. WARUNKI GEOTECHNICZNE
Występujące w podłożu grunty zaliczono do trzech warstw geotechnicznych. W obrębie
poszczególnych warstw wyróżniono grunty o zbliżonych cechach fizyko-mechanicznych. Z podziału
na warstwy wyłączono grunty antropogeniczne.
W obrębie utworów akumulacji wodnolodowcowej (Qpfg) wyróżniono:
warstwa geotechniczna I - obejmuje piaski drobne i piaski drobne bliskie piaskom średnim,
występujące w stanie średnio zagęszczonym. Wartość charakterystyczną stopnia zagęszczenia
przyjęto w wysokości ID/n/ = 0,6.
Do warstwy tej włączono także przypowierzchniowe serie piasków średnich bliskich piaskom
gliniastym, występujące w stanie średnio zagęszczonym, z uwagi na ich lokalne występowanie i
niewielkie miąższości.
4
Współczynnik wodoprzepuszczalności wg Z. Wiłuna1 wynosi:
dla piasku średniego
k = 10 -1 - 10 -2 cm / sek.
dla piasku drobnego
k = 10 -2 - 10 -3 cm / sek.
W obrębie utworów akumulacji zastoiskowej (Qpl) wyróżniono:
warstwa geotechniczna II - obejmuje pyły, występujące w stanie twardoplastycznym na
pograniczu plastycznego. Wartość charakterystyczną stopnia plastyczności przyjęto w wysokości IL/n/
= 0,25.
Grunty tej warstwy należą do grupy C, wg PN - 81/B - 03020.
W obrębie utworów akumulacji lodowcowej (Qpg) wyróżniono:
warstwa
geotechniczna
III
-
obejmuje
gliny
piaszczyste,
występujące
w
stanie
twardoplastycznym. Wartość charakterystyczną stopnia plastyczności przyjęto w wysokości IL/n/ =
0,2.
Do warstwy tej włączono także gliny piaszczyste, występujące w stanie twardoplastycznym
na pograniczu plastycznego, o IL/n/ = 0,25, z uwagi na ich lokalne występowanie (otwór nr 3).
Grunty warstwy III należą do grupy B, wg PN - 81/B - 03020.
Charakterystyczne wartości normowe parametrów geotechnicznych ustalono metodą B, wg
w/w normy i podano w poniższej tabeli.
Tabela 1.
Warst
wa
geotec
hniczn
a
Charakterystyczne wartości normowe parametrów geotechnicznych ustalone metodą B, wg PN - 81/B - 03020
Rodzaj gruntu
Stan gruntu
Sto
pie
ń
zag
ęsz
cze
nia
Sto
pie
ń
pla
sty
czn
ośc
i
(n)
D
(n)
I
IL
Gru
pa
Wil
got
noś
ć
nat
ural
na
Gęs
toś
ć
obj
ęto
ści
ow
a
Kąt
tarc
ia
we
wn
ętrz
neg
o
Spó
jno
ść
Edomet
ryczny
moduł
ściśliw
ości
pierwot
nej
wn
ρ(n)
φu(n)
cu(n)
Mo(n)
[kPa]
[kPa]
[%] [t/m3] [o]
Współ
czynni
k
materi
ałowy
γm
I
Piasek drobny,
piasek średni
średnio zagęszczony
0,6
---
---
16
1,75
31
---
75 000
1±0,1
II
Pył
twardoplastyczny/
plastyczny
---
0,25
C
24
2,00
14
15
26 000
1±0,1
III
Glina piaszczysta
twardoplastyczny
---
0,2
B
12
2,20
18
32
37 000
1±0,1
naw* - grunt nawodniony
1
Zenon Wiłun, Zarys geotechniki, Warszawa 1982, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności
5
Wartości obliczeniowe x(r) poszczególnych parametrów geotechnicznych należy obliczać wg
wzoru:
x(r) = x(n) ⋅ γm
gdzie:
x(n) – wartość charakterystyczna parametru geotechnicznego
γm
– współczynnik materiałowy
Zgodnie z punktem 3.2 powyższej normy, wartość współczynnika materiałowego dla
poszczególnych parametrów geotechnicznych gruntów mineralnych należy przyjmować w wysokości
γm = 1±0,1.
VI. WNIOSKI
1. Zalegające w podłożu grunty są gruntami nośnymi. Nienośny jest jedynie konglomerat gruntów
antropogenicznych, który zaleca się usunąć z podłoża dla potrzeb planowanej rozbudowy.
Wszelkie przegłębienia poniżej projektowanego poziomu posadowienia należy uzupełnić
materiałem nośnym, zagęszczanym warstwami do przyjętych zgodnie z normami wartości
wskaźnika zagęszczenia gruntu, odpowiadających obciążeniom projektowanych obiektów.
2. Zgodnie z PN-81/B-03020, podłoże gruntowe podzielono na zespoły stratygraficzno-facjalne, a
w ich obrębie wyróżniono warstwy geotechniczne. Dla każdej wydzielonej warstwy ustalono
charakterystyczne wartości normowe parametrów geotechnicznych, które winny stać się
podstawą do obliczeń statycznych przy projektowaniu (tabela nr 1).
3. W świetle rozporządzenia Nr 839 Min. Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 24.09.1998r.
w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz. U. Nr
126 z dnia 8.10.1998r.), na badanym terenie występują proste warunki gruntowo-wodne.
4. Szczególną uwagę należało będzie zwrócić na grunty warstwy II (pyły), które w stanie
naturalnym są gruntami nośnymi, natomiast w przypadku naruszenia ich struktury wewnętrznej,
znacznie osłabić można właściwości fizyko-mechaniczne tych gruntów, aż do wywołania w
efekcie stanu płynnego. Ze względu na ich niewielką miąższość i lokalne występowanie,
zalecanym byłoby grunty te wybrać w całości, łącznie z gruntami antropogenicznymi.
5. Z uwagi na antropogeniczne pochodzenie nasypów, spąg ich zalegania przedstawiono jedynie
orientacyjnie. W obrębie tej warstwy występować mogą zarówno lokalne wypłycenia, jak i
przegłębienia. W trakcie prowadzenia prac ziemnych, dna wykopów należało będzie poddać
dokładnym oględzinom, w celu wykrycia przegłębień tych gruntów i ich całkowitego usunięcia z
podłoża.
6. W przypadku posadowienia projektowanych obiektów bezpośrednio w obrębie gruntów warstwy
III, z powodu ich niekorzystnych właściwości filtracyjnych, tj. półprzepuszczalnego charakteru
(orientacyjne wartości współczynnika filtracji k dla tych gruntów wahają się w granicach 10-7 – 108
m/s), wskazanym byłoby zarówno pod, jak i wokół fundamentów tych obiektów wykonać drenaż
6
opaskowy z gruntu sypkiego, z odprowadzeniem wód opadowych, np. do studzienek chłonnych
ze zrzutem ich w obręb gruntów warstwy I lub do istniejącego systemu kanalizacji.
7. Projektowanie posadowień bezpośrednich i związane z tym obliczenia statyczne należy
wykonać zgodnie z PN - 81/B - 03020 „Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie
budowli”. Przy wyznaczaniu wartości obliczeniowych parametrów geotechnicznych należy
przyjmować bardziej niekorzystną wartość współczynnika materiałowego γm, tj. zapewniającego
większe bezpieczeństwo budowli. Zgodnie z p. 3.3.4. powyższej normy, wartość współczynnika
korekcyjnego m, potrzebnego do wyznaczenia obliczeniowego oporu granicznego gruntu,
należy zmniejszyć mnożąc go przez 0,9, ponieważ wartość parametrów geotechnicznych
ustalono metodą B.
8. Potrzebne do obliczeń statycznych współczynniki nośności podaje się w poniższej tabelce.
Zgodnie z w/w normą, wyznaczono je dla poszczególnych warstw geotechnicznych, w
zależności od wartości obliczeniowych kątów tarcia Φu(r) wynoszących:
Φu(r) = Φu(n) ⋅ γm
gdzie:
Φu(n) –
wartość charakterystyczna kąta tarcia dla poszczególnej warstwy geotechnicznej
podana w tabeli nr 1
γm
Tabela 2.
–
współczynnik materiałowy wynoszący 0,9 dla gruntów mineralnych
Wartości współczynników nośności
Współczynniki nośności
Warstwa geotechniczna
Φu(r)
ND
NC
NB
I
14,72
25,80
5,47
28
II
3,11
9,54
0,35
12,5
III
4,34
11,63
0,72
16
9. Prace ziemne i ewentualnie odwodnieniowe należy prowadzić starannie, aby nie naruszyć
naturalnej struktury gruntów, co w efekcie obniżyłoby ich nośność. Wykopy należy chronić przed
zalaniem wodą i przemarzaniem. W przypadku pojawienia się jednak z nadległych sączeń wody
w wykopach, jej nadmiar należało będzie odprowadzić grawitacyjnie (powierzchniowo)
drenażem opaskowym do studzienek chłonnych usytuowanych w ich dnach ze zrzutem w obręb
gruntów warstwy I, zaś rozmoczone i rozluźnione partie gruntów z podłoża usunąć i zastąpić
podsypką piaszczysto-żwirową lub chudym betonem.
10. Głębokość przemarzania w tym rejonie wynosi 1,0 m, wg PN - 81/B - 03020.
11. W trakcie prowadzenia robót ziemnych i fundamentowych należy ściśle stosować się do
postanowień PN-B-06050 oraz pkt. 2.4 PN-81/B-03020 i z nimi związanych.
7