Klasyfikacja gruntów PN
Transkrypt
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