Klasyfikacja gruntów PN

1/7
Podział gruntów budowlanych
Diagram nr 1. Podział gruntów budowlanych według PN-86/B-02480
Grunty budowlane
Grunty
antropogeniczne
Grunty naturalne
pochodzenie (udział człowieka)
Nasypowe
uziarnienie
3
uziarnienie
Żwir Ż
Żwir gliniasty Żg
Pospółka Po
Pospółka gliniasta Pog
Nasyp niebudowlany NN
6
stan gruntu
7
dodatkowy
Ip > 1%
5
Piasek gruby Pr
Piasek średni Ps
Piasek drobny Pd
Piasek pylasty Pπ
π
spoistość
Spoiste
wilgotność
zagęszczenie
Nasyp budowlany
NB
Grunt próchniczny H
Namuł Nm
Gytia Gy
Torf T
Niespoiste ns
4
Organiczne
części
Węgiel brunatny WB
Węgiel kamienny WK
Ip <= 1%
uziarnienie
Gruboziarniste
części organiczne
i pochodzenie
spoistość
charakter geologiczny
Nieskaliste
stopień karbonizacji
substancji roślinnej
Drobnoziarniste
Kamieniste
K
Zwietrzelina KW
Zwietrzelina gliniasta KWg
Rumosz KR
Rumosz gliniasty KRg
Otoczaki KO
przydatność dla
budownictwa
Skaliste
(procentowy udział frakcji)
2
wpływ wody
spękanie
wytrzymałość
1
podłoża
odkształcenie
podłoża
odkształcenie
Nieskaliste
Skaliste
Mineralne
Organiczne
Mineralne
organiczne
części
organiczne
Rodzime
uziarnienie,
powierzchnia właściwa
i uziarnienie
mało spoisty ms
średnio spoisty ss
zwięzło spoisty zs
bardzo spoisty bs
Piasek gliniasty Pg
Pył piaszczysty πp
Pył π
Glina piaszczysta Gp
Glina G
Glina pylasta Gπ
π
Glina piaszczysta zwięzła Gpz
Glina zwięzła Gz
Glina pylasta zwięzła Gπ
πz
Ił piaszczysty Ip
Ił I
Ił pylasty Iπ
π
Podział dodatkowy 1 – 7 przedstawiono na diagramie nr 2
Materiały dydaktyczne na zajęcia z przedmiotu Mechanika Gruntów i Fundamentowanie.
Zakład Geotechniki i Geologii Inżynierskiej, IIL Politechniki Poznańskiej.
Opracował: mgr inż. Adam Duda
Nawodniony
nw
Wilgotny w
zagęszczenie
wilgotność
Wpływ wody
Wodoprzepuszczalność
Bardzo
spękane Bs
Średnio
spękane Ss
Mało spękane
Ms
Lite Li
Miękkie SM
Twarde ST
2
Grunty
przeciętnie
aktywne NP
6
dodatkowy
Mało wilgotny
mw
Suchy su
bardzo zagęszczony bzg
Zagęszczony
zg
Średnio zagęszczony szg
uziarnienie
4
Grunty
przeciętnie
aktywne NP
Grunty aktywne
NA
stan gruntu
uziarnienie
spoistość
Luźny ln
1
Płynny pł
Miękkoplastyczny mpl
Plastyczny
pl
Twardoplastyczny tpl
Półzwarty
pzw
Zwarty
zw
wpływ wody
spękanie
wytrzymałość
Podział gruntów budowlanych
2/7
Diagram nr 2 - uzupełniający. Podział gruntów budowlanych według
PN-86/B-02480
Skaliste
3
Niespoiste
5
Spoiste
7
Diagram uzupełniający do diagramu nr 1
Podział szczegółowy przedstawiono w dalszej części opracowania.
Materiały dydaktyczne na zajęcia z przedmiotu Mechanika Gruntów i Fundamentowanie.
Zakład Geotechniki i Geologii Inżynierskiej, IIL Politechniki Poznańskiej.
Opracował: mgr inż. Adam Duda
Podział gruntów budowlanych
3/7
Definicje
Grunt budowlany – część skorupy ziemskiej mogąca współdziałać
z obiektem budowlanym, stanowiąca jego element lub służąca jako tworzywo do
wykonywania z niego budowli ziemnych.
Grunt naturalny – grunt, którego szkielet powstał w wyniku procesów
geologicznych.
Grunt antropogeniczny – grunt nasypowy utworzony z produktów
gospodarczej lub przemysłowej działalności człowieka (odpady komunalne, pyły
dymnicowe, odpady poflotacyjne itp.) w wysypiskach, zwałowiskach, budowlach
ziemnych itp..
Grunt budowlany ze względu na pochodzenie (udział człowieka):
a) grunt rodzimy – grunt powstały w miejscu zalegania w wyniku procesów
geologicznych (wietrzenie, sedymentacja w środowisku wodnym itp.). Grunty
rodzime są zawsze gruntami naturalnymi.
b) grunt nasypowy – grunt naturalny lub antropogeniczny powstały w wyniku
działalności człowieka, np. na wysypiskach, zwałowiskach, zbiornikach
osadowych, budowlach ziemnych itp.
Grunt budowlany ze względu na odkształcenie podłoża (wytrzymałość):
a) grunt skalisty – grunt rodzimy, lity lub spękany o nieprzesuniętych blokach
(najmniejszy wymiar bloku > 10 cm), którego próbki nie wykazują zmian
objętości ani nie rozpadają się (rozmakają) pod działaniem wody destylowanej
i mają wytrzymałość na ściskanie RC > 0,2 MPa,
b) grunt nieskalisty – grunt rodzimy lub antropogeniczny nie spełniający
warunków w podpunkcie a).
Grunt budowlany ze względu na zawartość materii organicznej:
a) grunt mineralny – grunt, w którym zawartość części organicznych Iom jest
równa lub mniejsza niż 2%,
b) grunt organiczny - grunt, w którym zawartość części organicznych Iom jest
większa niż 2%.
Materiały dydaktyczne na zajęcia z przedmiotu Mechanika Gruntów i Fundamentowanie.
Zakład Geotechniki i Geologii Inżynierskiej, IIL Politechniki Poznańskiej.
Opracował: mgr inż. Adam Duda
4/7
Podział gruntów budowlanych
Podział gruntów mineralnych skalistych wg PN-86/B-02480
Kryterium
podziału
Wytrzymałość
Spękanie
Wymagania
dodatkowe
Nazwa gruntu
Symbol
Skalisty twardy
Skalisty miękki
ST
SM
Skała lita
Li
Skała mało
spękana
Skała średnio
spękana
Skała bardzo
spękana
Opis
Wytrzymałość na ściskanie Rc > 5 MPa
Wytrzymałość na ściskanie Rc ≤ 5 MPa
Brak widocznych spękań (szczeliny o szerokości nie większej
niż 0,1 mm)
Szczeliny występują nie gęściej niż co 1 m i mają szerokość nie
większą niż 1 mm
Ms
Szczeliny występują gęściej niż co jeden metr i mają szerokość
nie większą niż 1 mm, lub szczeliny występują nie gęściej niż 1
m, lecz mają szerokość większą niż 1 mm
Szczeliny występują gęściej niż co jeden metr i mają szerokość
większą niż 1 mm
Ss
Bs
W zależności od potrzeb:
- wodoprzepuszczalność
- wpływ wody i jej przepływu na właściwości gruntów skalistych
Podział gruntów mineralnych nieskalistych bazuje na procentowym udziale
poszczególnych frakcji uziarnienia gruntu (frakcji gruntowych) w całej masie gruntu.
Frakcje uziarnienia gruntów mineralnych nieskalistych wg PN-86/B-02480
Nazwa frakcji
Symbol procentowej
zawartości frakcji w masie
szkieletu gruntowego
Kamienista
Żwirowa
Piaskowa
Pyłowa
Iłowa
fk
fż
fp
fπ
fi
Zakres średnic
zastępczych d, mm
Składnik elementarny
frakcji
d > 40
40 ≥ d > 2
2 ≥ d > 0,05
0,05 ≥ d > 0,002
0,002 ≥ d
kamienie
ziarna żwirowe
ziarna piaskowe
cząstki gruntowe
cząstki gruntowe
Przy klasyfikacji gruntów mineralnych nieskalistych drobnoziarnistych
spoistych stosuje się „zredukowane” zawartości trzech najmniejszych frakcji.
Zawartość frakcji fp, fπ, fi redukuje się o zawartość frakcji fk i fż:
- frakcja piaskowa zredukowana
f 'p =
100 f p
100 − ( f k + f ż )
- frakcja pyłowa zredukowana
f 'π =
100 f π
100 − ( f k + f ż )
f 'i =
100 f i
100 − ( f k + f ż )
- frakcja iłowa zredukowana
Materiały dydaktyczne na zajęcia z przedmiotu Mechanika Gruntów i Fundamentowanie.
Zakład Geotechniki i Geologii Inżynierskiej, IIL Politechniki Poznańskiej.
Opracował: mgr inż. Adam Duda
5/7
Podział gruntów budowlanych
Dla określenia zawartości poszczególnych frakcji w gruncie należy wykonać
analizę granulometryczną. Przy czym zawartość frakcji iłowej i pyłowej oznacza się
metodą areometryczną, natomiast zawartość pozostałych frakcji metodą sitową. Na
podstawie analizy granulometrycznej możemy wykonać wykres uziarnienia gruntu,
tzw. krzywą uziarnienia.
Krzywa uziarnienia gruntu
F r a k c j e
Piaskowa
Żwirowa
Kam.
100%
90
fż
90
fk
Iłowa
PN-86/B-02480
80
70
70
60
60
fp
80
50
50
n
40
40
30
30
dn
20
fπ
20
10
10
30
40
50
60
80
100
mm
15
20
3
4
5
6
8
10
1,5
2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,8
1
0,15
0,2
0,03
0,04
0,05
0,06
0,08
0,1
0,02
0,003
0,004
0,005
0,006
0,008
0,01
0,0015
0,002
0
0,001
fi
Zawartość ziarn (cząstek) o średnicy mniejszej niż d
100%
Pyłowa
0
Średnica zastępcza ziarna (cząstki) - d, mm
krzywa uziarnienia powstaje na podstawie analizy granulometrycznej
analiza areometryczna
0,06 mm*
analiza sitowa
* 0,074 mm [2]
40
25
2
1
areometr
0,5
0,25
zestaw sit
10
0,1
cylinder z zawiesiną
gruntową
0,063
n-procentowa średnica ziaren dn – średnica zastępcza, poniżej której w gruncie
zawarty jest n % masy
Jak widać na powyższym wykresie, przedstawiony grunt zawiera w sobie wszystkie frakcje
(oczywiście nie zawsze tak jest). Procentową zawartość poszczególnych frakcji „zwymiarowano”.
Łatwo można odczytać, że frakcji iłowej jest ok. 6%, pyłowej 26%, piaskowej 50%, żwirowej 15%
i kamienistej 3%. Korzystając ze szczegółowego podziału gruntów mineralnych nieskalistych (patrz
tabela poniżej), można stwierdzić, że przedstawiony grunt to Pospółka gliniasta Pog.
Materiały dydaktyczne na zajęcia z przedmiotu Mechanika Gruntów i Fundamentowanie.
Zakład Geotechniki i Geologii Inżynierskiej, IIL Politechniki Poznańskiej.
Opracował: mgr inż. Adam Duda
6/7
Podział gruntów budowlanych
Podział gruntów mineralnych nieskalistych wg PN-86/B-02480
Rumosz gliniasty
KRG
Spoisty Ip > 1%
Niespoisty (sypki) Ip ≤ 1%
Gruboziarnisty
KR
KO
Ż
Żwir gliniasty
Żg
Pospółka
Po
Pospółka gliniasta
Pog
Piasek gruby
fi' ≤ 2%
fk > 50%
(d50 > 40 mm)
KWg
Żwir
Uziarnienie / Dodatkowa charakterystyka
KW
Zwietrzelina
Zwietrzelina
gliniasta
Rumosz
Otoczaki
Drobnoziarnisty
Symbol
fk ≤ 50% oraz fk + fż > 10%
(d50 ≤40mm oraz d90 >2mm)
Nazwa gruntu
Pr
Piasek średni
Ps
Piasek drobny
Pd
Piasek pylasty
Pπ
Piasek gliniasty
Pył piaszczysty
Pył
Glina piaszczysta
Glina
Glina pylasta
Glina piaszczysta
zwięzła
Glina zwięzła
Glina pylasta
zwięzła
Ił piaszczysty
Ił
Ił pylasty
Pg
πp
π
Gp
G
Gπ
Grunt występuje w miejscu wietrzenia
skały
w stanie nienaruszonym
fi' > 2%
fi' ≤ 2% Grunt
występuje poza miejscem
wietrzenia skały pierwotnej, lecz nie
procesom transportu i osadzefi' > 2% podlegał
niu w wodzie
Grunt osadzony w wodzie
-
fk + fż
> 50%
fi' ≤ 2%
fi' > 2%
50% ≥
fk + fż
> 10%
fi' ≤ 2%
fi' > 2%
Zawartość ziaren o średnicy większej niż 0,5
mm wynosi więcej niż 50%
fk + fż ≤ 10%
(d90 ≤ 2 mm)
Kamienisty
Rodzaj
gruntu
(d50 > 0,5 mm)
Zawartość ziaren o średnicy większej niż 0,5
mm wynosi nie więcej niż 50%, lecz
zawartość ziaren o średnicy większej niż 0,25
mm wynosi więcej niż 50%
(0,5 mm ≥ d50 > 0,25 mm)
Zawartość ziaren o średnicy mniejszej niż 0,25
mm wynosi więcej niż 50%
(d50 ≤ 0,25 mm)
fp’= 68÷90%, fπ’= 10÷30%,
fi’= 0÷2%
f p’ %
fπ’ %
f i’ %
spoistość
60 ÷ 98 0 ÷ 30
2 ÷ 10
mało
spoisty
30 ÷ 70 30 ÷ 70 0 ÷ 10
Ip=1÷10%
0 ÷ 30 60 ÷100 0 ÷ 10
50 ÷ 90 0 ÷ 30 10 ÷ 20
średnio
spoisty
30 ÷ 60 30 ÷ 60 10 ÷ 20
0 ÷ 30 30 ÷ 90 10 ÷ 20 Ip=10÷20%
Gpz
50 ÷ 80
0 ÷ 30
20 ÷ 30
Gz
20 ÷ 50
20 ÷ 50
20 ÷ 30
Gπz
0 ÷ 30
50 ÷ 80
20 ÷ 30
Ip
I
Iπ
50 ÷ 70
0 ÷ 50
0 ÷ 20
0 ÷ 20 30 ÷ 50
0 ÷ 50 30 ÷ 100
50 ÷ 70 30 ÷ 50
zwięzło
spoisty
Ip=20÷30%
bardzo
spoisty
Ip > 30%
Ip – wskaźnik plastyczności.
Materiały dydaktyczne na zajęcia z przedmiotu Mechanika Gruntów i Fundamentowanie.
Zakład Geotechniki i Geologii Inżynierskiej, IIL Politechniki Poznańskiej.
Opracował: mgr inż. Adam Duda
7/7
Podział gruntów budowlanych
Podział gruntów mineralnych nieskalistych drobnoziarnistych spoistych można
również przedstawić graficznie za pomocą tzw. trójkąta Fereta.
10
1
9
2
8
3
7
4
p
f'
f 'i
6
I
6
Ip
7
3
Gpz
8
Gz
Gπz
2
Gp
9
Gπ
G
1
Pg
10
1
P
4
Iπ
Pπ
2
πp
3
π
6
4
7
8
9
10
f 'π
Normy:
[1] PN-B-02481 01-1998: Geotechnika. Terminologia podstawowa, symbole literowe
i jednostki miar.
[2] PN-88/B-04481: Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
[3] PN-86/B-02480: Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów.
Uwaga:
Od czerwca 2006 roku w Polsce obowiązuje również nowa klasyfikacja gruntów zgodna
z normami europejskimi. Przez pewien okres przejściowy obowiązywać będą dwie klasyfikacje
równolegle. Podział według nowej normy nie będzie jeszcze egzekwowany na zajęciach.
Zainteresowane osoby odsyłam do:
PN-EN ISO 14688-1: Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikacja gruntów. Część 1:
Oznaczanie i opis. Czerwiec 2006,
PN-EN ISO 14688-2: Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikacja gruntów. Część 2: Zasady
klasyfikacji. Czerwiec 2006,
a także do artykułu:
A. Gołębiewska, A Wudzka: Nowa klasyfikacja gruntów według normy PN-EN ISO.
GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele s. 44- 55, 04/2006 (11), www.i-b.pl.
Materiały dydaktyczne na zajęcia z przedmiotu Mechanika Gruntów i Fundamentowanie.
Zakład Geotechniki i Geologii Inżynierskiej, IIL Politechniki Poznańskiej.
Opracował: mgr inż. Adam Duda