spis treści a. opinia geotechniczna 1. charakterystyka

SPIS TREŚCI
A. OPINIA GEOTECHNICZNA
1. CHARAKTERYSTYKA
PROJEKTOWANEGO
OBIEKTU
WRAZ
Z OKREŚLENIEM KATEGORII GEOTECHNICZNEJ
B. DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUTNOWEGO
1. INFORMACJE OGÓLNE
2. WSTĘP
3. CHARAKTERYSTYKA REJONU BADAŃ
3.1 Położenie i rzeźba terenu, budowa geologiczna, warunki hydrogeologiczne.
3.2 Aktualny stan działki
4. WARUNKI GRUNTOWE-WODNE
5. PODSUMOWANIE I WNIOSKI
6. LITERATURA
C. PROJEKT GEOTECHNICZNY
SPIS TABEL:
Tab.1. Zestawienie wartości uogólnionych parametrów dla piasku drobnego
Tab.2. Zestawienie wartości uogólnionych parametrów dla piasku średniego i pospółki
Tab.3. Zestawienie wartości uogólnionych parametrów dla piasku gliniastego
SPIS ZAŁĄCZNIKÓW:
Zał. 1.
Mapa zagospodarowania terenu z lokalizacją otworów badawczych.
Zał. 2 - 8.
Karty dokumentacyjne otworów badawczych
Zał. 9 - 11.
Przekroje geotechniczne
Zał. 12 – 13. Wyniki badań sondą dynamiczną
Zał. 14.
Objaśnienia do przekrojów i kart dokumentacyjnych otworów
Zał.15.
Geofizyczne badania komory podziemnego zbiornika
1
A. OPINIA GEOTECHNICZNA
Projektowana inwestycja to budowa podpiwniczonego budynku domu Artysty
Seniora III przy domu pomocy społecznej im. L. A. Helclów w Krakowie, na działce
nr: 116/12 ob. 116. Przedmiotowy budynek będzie miał kształt podkowy o ramionach
szerokości 9,0 m i długości 52 m i 40 m oraz łączącej je głównej części budynku o
wymiarach 49x16m.
W wyniku rozpoznania podłoża gruntowego stwierdzono proste warunki
gruntowe. Zgodnie z § 5 ust. 4 rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i
Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. „kategorię geotechniczną obiektów
budowlanych lub ich części określi projektant obiektów budowlanych na podstawie
badań geotechnicznych gruntu, których zakres uzgadnia z wykonawcą
specjalistycznych robót geotechnicznych”. Ze względu na charakter zabudowy
budynek proponuje się zakwalifikować do II-ej kategorii geotechnicznej obiektu.
B. DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO
1. INFORMACJE OGÓLNE
1.1 Rodzaj opracowania
Dokumentacja geotechniczna badań podłoża
1.2 Cel prac
Rozpoznanie warunków gruntowych w podłożu projektowanego budynku domu
Artysty Seniora III i określenie właściwych danych, dotyczących:
- wykonawstwa robót ziemnych,
- zabezpieczenia przed woda podziemną,
- propozycji posadowienia obiektu
1.3 Zakres prac
Wiercenia 7 otworów badawczych, do głębokości 5,0 m, łącznie 35,0 mb,
1.4 Inwestor
Dom Pomocy Społecznej im. L. A. Helclów
Ul. Helclów 2, 31-148 Kraków
2
2. WSTĘP
Celem wykonanych prac geotechnicznych było rozpoznanie warunków
gruntowo-wodnych
w
podłożu
projektowanej
budowy
budynku
domu Artysty Seniora III. Rozpoznanie podłoża gruntowego umożliwi szczegółowe
rozwiązania projektowe.
Otwory badawcze wykonano za pomocą automatycznej wiertni hydraulicznej,
stosując świder ślimakowy o średnicy 12,5 cm. Wykonano 7 otworów penetracyjnych,
do głębokości 5,0 m, o sumarycznym metrażu 35,0 mb. Ponadto wykonano również
dwa sondowania za pomocą sondy dynamicznej DPL do głębokości 5,0 m
(zał.12,13). Usytuowanie otworów pokazano na mapie dokumentacyjnej (zał.1.), a ich
profile w kartach dokumentacyjnych (zał. 2,3,4,5, 6,7,8).
Mapę dokumentacyjną sporządzono w oparciu o dostarczony przez
Zleceniodawcę podkład sytuacyjno-wysokościowy w skali 1: 500 (zał. 1.).
W czasie opracowywania niniejszego projektu skorzystano z następujących
opracowań:
1. Jerzy Kondracki: Geografia Regionalna Polski, PWN Warszawa 2002
2. J. Sokołowski: Geologia regionalna i złożowa Polski, Wyd. Geol.1990
3. Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski, arkusz Kraków, skala 1:50 000
4. E. Stupnicka: Geologia regionalna Polski, Wyd. UW 2007
3.CHARAKTERYSTYKA REJONU BADAŃ
3.1 Położenie i rzeźba terenu, budowa geologiczna, warunki hydrogeologiczne.
Działka, będąca przedmiotem opracowania położona jest w centralnej części
Krakowa w dzielnicy V Łobzów przy ulicy Helclów. Badany obszar zlokalizowany jest
na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej. Ukształtowanie terenu cechuje układ
łagodnie pofałdowanych garbów, rzeźba terenu jest słabo urozmaicona, występują
niewielkie wzniesienia. Wyżyna Krakowsko - Częstochowska jest fragmentem
monokliny śląsko - krakowskiej, rozciągającej się na przedpolu Karpat. Głębokie
podłoże zbudowane jest głównie z wapieni górno jurajskich. Na zboczach i w dnach
dolin rzecznych odsłaniają się skały wieku kredowego. Tektoniczne obniżenia
3
wypełniają osady rzeczne, reprezentowane przez piaski, żwiry. Obszar okrywa
niemal ciągła kilkunastometrowa powłoka lessowa (pył, glina pylasta) podścielona
przez glinę zwałową zlodowacenia krakowskiego. Obszar badań położony jest w
obrębie formacji morfologicznej stożka Prądnika.
Teren badań należy do zlewni rzeki Prądnik - lewobrzeżnego dopływu Wisły.
3.2 Aktualny stan działki
Przedmiotowa działka jest płaska i stanowi pole rekreacyjne przylegające od
strony wschodniej do kompleksu Domu Pomocy Społecznej im. L. A. Helclów.
Zachodnią granicę obszaru badań wyznacza ceglany mur, za którym rozciąga się
teren należący do Politechniki Krakowskiej. Północną granicę działki wyznacza
ogrodzenie, za którym przebiega droga asfaltowa - aleja Juliusza Słowackiego. Od
strony południowej teren badań graniczy z ul. Helclów.
W pobliżu projektowanego budynku, mniej więcej w połowie jego północnej
ściany zlokalizowany jest nieczynny podziemny zbiornik, prawdopodobnie w
przeszłości pełniący funkcję szamba. Do wnętrza zbiornika prowadzi betonowa
studzienka kanalizacyjna, nieznacznie wyniesiona powyżej powierzchni terenu. Dno
zbiornika w dużej części jest przysypane gruzem. Jego przybliżone wymiary zostały
określone
w
wyniku
przeprowadzonych
pomiarów
geofizycznych
metodą
elektrooporową, stanowiących załącznik nr: 15 do niniejszego opracowania.
4. WARUNKI GRUNTOWO – WODNE
Warunki gruntowe zostały ocenione w oparciu o rezultaty przeprowadzonych
prac terenowych, tj. wierceń, sondowań i badań makroskopowych próbek gruntów.
Pod powierzchnią terenu przedmiotowej działki poniżej 1,0 – 1,8 m warstwy gleby i
nasypu
zalega
warstwa
niespoistych
gruntów
piaszczystych,
miejscami
przewarstwiona spoistymi utworami gliniastymi. Warstwa nasypu zbudowana jest z
humusu, piasku drobnego oraz gliny ze znaczną domieszką fragmentów gruzu,
cegieł oraz kamieni. W otworach nr: 1, 2, 4, 5 i 6 bezpośrednio pod warstwą nasypu
niebudowlanego zlokalizowano warstwę piasku drobnego miejscami z domieszką
fragmentów skalnych – krzemieni. Utwory piasku drobnego występują w stanie
średniozagęszczonym
i
zagęszczonym,
zakwalifikowano
je
do
I
warstwy
4
geotechnicznej. Warstwa piasku drobnego zalega do spodu otworów nr: 1,2 i 4,
minimum do głębokości 5,0 m ppt. W otworach nr: 5 i 6 pod warstwą piasku
drobnego na głębokości około 4,0 m ppt. zlokalizowano utwory o większej granulacji
– piasek średni z otoczakami oraz pospółkę, które zakwalifikowano do II warstwy
geotechnicznej. W otworach nr: 3 i 7 warstwa piasku drobnego została rozdzielona
utworami spoistymi – piaskiem gliniastym oraz piaskiem zaglinionym występującymi
w stanie twardoplastycznym. Utwory spoiste występują do głębokości około 3,0 – 3,5
m ppt i zostały zakwalifikowane do III warstwy geotechnicznej.
Zwierciadło wody gruntowej nie zostało zlokalizowane w żadnym z otworów
badawczych. Otwory badawcze były wykonywane po okresie stosunkowo suchej
zimy,
nie
zlokalizowano
żadnych
wysączeń
wody
do
wnętrza
otworów.
Przeprowadzone równolegle badania geofizyczne metodą elektrooporową ujawniły
niewielką ilość wody zawieszonej w obrębie wierzchniej warstwy nasypu oraz pod
podziemnym zbiornikiem, sąsiadującym z projektowanym budynkiem.
5. WNIOSKI I ZALECENIA
Podłoże przedmiotowej działki pod powierzchnią terenu zbudowane jest z
piasku drobnego w stanie średniozagęszczonym i zagęszczonym (zał.1.), miejscami
przewarstwionego twardoplastycznymi utworami spoistymi (zał.2.). Warstwa piasku
drobnego spoczywa na utworach o grubszej granulacji – piasek średni z otoczakami
oraz pospółka w stanie średniozagęszczonym (zał.3.), ujawnionych w otworach nr: 5
i 6 na głębokości około 4,0 m ppt. Warstwy gruntu w podłożu są jednorodne pod
względem genetycznym i litologicznym, ułożone równolegle do powierzchni terenu.
Stanowią one nośne podłoże gruntowe umożliwiające bezpośrednie posadowienie
fundamentów. W badanym podłożu stwierdzono proste warunki gruntowe.
Zgodnie z § 5 ust. 4 rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i
Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. „kategorię geotechniczną obiektów
budowlanych lub ich części określi projektant obiektów budowlanych na podstawie
badań
geotechnicznych
gruntu,
których
zakres
uzgadnia
z
wykonawcą
specjalistycznych robót geotechnicznych”. Projektowany budynek proponuje się
zakwalifikować do II kategorii geotechnicznej.
Fundamenty projektowanego budynku zaleca się posadowić poniżej warstwy
nasypu w obrębie warstwy zagęszczonego lub średniozagęszczonego piasku
5
drobnego. Prace wykopowe zaleca się przeprowadzić w suchym okresie. Należy
także wziąć pod uwagę możliwość wystąpienia w podłożu wody zawieszonej i jej
wypływu do wykopów i przygotować się na konieczność jej odpompowania.
Na etapie projektowania budynku należy wziąć pod uwagę znaczną
przepuszczalność gruntów w podłożu i możliwość podniesienia się poziomu wód
gruntowych.
Fundamenty
budynku
muszą
zostać
zabezpieczone
izolacją
przeciwwilgociową – poziomą i pionową. Proponuje się również wykonanie drenażu
opaskowego w około budynku.
W pobliżu projektowanego budynku, mniej więcej w połowie jego północnej
ściany zlokalizowany jest nieużywany podziemny zbiornik, prawdopodobnie w
przeszłości pełniący funkcję szamba. Zbiornik ten należy zlikwidować przed
przystąpieniem do prac wykopowych związanych z wznoszeniem planowanego
budynku. Strop zbiornik należy usunąć a następnie jego wnętrze musi zostać
wypełnione
warstwami
formowanym
warstwami
kontrolowanego
i
każdorazowo
nasypu
np.:
piaskiem
zagęszczanych
aż
zasypowym,
do
osiągnięcia
zakładanego współczynnika Is, nie mniejszego niż 0,95.
Tabela.1.Orientacyjne wartości parametrów gruntowych dla I warstw
geotechnicznych (piasek drobny) wg. normy PN/81 03020:
Stan gruntu
Średnio zagęszczony
zagęszczony
Stopień
zagęszczenia ID
0,35 – 0,60
0,60 – 0,65
Gęstość właściwa
ρs [g/cm3]
2,65
2,65
Gęstość objętościowa
ρ [g/cm3]
1,75
1,85
Kąt tarcia
wewn. φ˚
29– 31
31 - 32
Tabela.2. Orientacyjne wartości uogólnione parametrów gruntowych dla II warstwy
geotechnicznej (piasek średniego oraz pospółka) wg. normy PN/81 03020:
Stan gruntu
Średnio zagęszczony
Stopień
zagęszczenia ID
0,35 – 0,60
Gęstość właściwa
ρs [g/cm3]
2,65
Gęstość objętościowa
ρ [g/cm3]
1,95
Kąt tarcia
wewn. φ˚
35– 36
Tabela.3. Orientacyjne wartości uogólnione parametrów gruntowych dla III warstw
geotechnicznych (piasek gliniasty i piasek zagliniony) wg. normy PN/81 03020:
Stopień
plastyczności IL
0,00 – 0,25
(twardoplastyczny)
Gęstość
właściwa
ρs [g/cm3]
Gęstość
objętościowa
ρ [g/cm3]
Kąt tarcia
wewnętrz.
φ˚
Kohezja
cu [kPa]
2,67
2,20
14 - 18
15 - 30
Edometryczny moduł
ściśliwości [MPa]
Pierwotny Wtórny
M0
M
26
43
6
6. LITERATURA
a.
b.
c.
Zarys Geotechniki wyd. 5 Z. Wiłun WKiŁ Warszawa 2001
Eurokod 7 norma PN EN 1997 Projektowanie geotechniczne Cz. 2
Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego
Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki
Morskiej z dnia 25.04.2012. „W sprawie ustalenia geotechnicznych
warunków posadowienia obiektów budowlanych”.
C. PROJEKT GEOTECHNICZNY.
1. Prognoza zmian właściwości podłoża gruntowego w czasie.
Podłoże gruntowe zbudowane jest z gruntów o dużej zawartości frakcji piaskowej.
Tego typu grunty nie wykazują tendencji do zmian parametrów z upływem czasu. Nie
przewiduje się zatem zmian właściwości przedmiotowego podłoża gruntowego w
czasie.
2. Określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych.
Wartości obliczeniowe parametrów geotechnicznych Xd należy wyznaczyć w oparciu
o obowiązującą normę PN-EN 1997 Projektowanie geotechniczne cz. 1 Zasady
ogólne, dzieląc wartość charakterystyczną parametru przez odpowiedni współczynnik
częściowy.
Xd = Xk/ γM
Wartość współczynnika przyjmuje się w zależności od przyjętego podejścia
obliczeniowego. W podejściu obliczeniowym 2 , zalecanym przez Komitet Techniczny
ds. Geotechniki PKN stosuje się współczynniki częściowe z zestawu M1, o wartości
γM =1 dla wszystkich parametrów gruntowych.
( Zał. A normy PN-EN 1997, tab. A.4)
3. Określenie częściowych współczynników bezpieczeństwa do obliczeń
geotechnicznych.
Według 2 podejścia obliczeniowego (norma PN-EN 1997 Projektowanie
geotechniczne cz. 1 Zasady ogólne) współczynniki częściowe do oddziaływań ϒG
przyjmuje się z zestawu A1. ( Zał. A normy PN-EN 1997, tab. A.3)
Dla oddziaływań stałych niekorzystnych ϒG=1,35; dla oddziaływań stałych
korzystnych ϒG=1,0.
Dla oddziaływań zmiennych niekorzystnych ϒG=1,5; dla oddziaływań zmiennych
korzystnych ϒG=0.
7
Wartości obliczeniowe oddziaływań oblicza się mnożąc wartość reprezentatywną
przez odpowiedni współczynnik częściowy.
Współczynniki częściowe do oporu (nośności) gruntu ϒR, według zalecanego 2
podejścia obliczeniowego, przyjmuje się z zestawu R2. ( Zał. A normy PN-EN 1997,
tab. A.5)
Dla nośności podłoża ϒR=1,4; dla oporu gruntu na przesunięcie (poślizg) ϒR=1,1.
Obliczeniowe wartości oporów gruntu oblicza się dzieląc wartość charakterystyczną
oporu przez odpowiedni współczynnik częściowy.
4. Określenie oddziaływań od gruntu.
W opisywanym przypadku przewiduje się następujące oddziaływania od gruntu:
ciężar gruntu, ciężar wody, naprężenia geostatyczne. ( PN-EN 1997 p. 2.4.2)
5. Przyjęcie modelu obliczeniowego
geotechniczne zał. nr: 9, 10 i 11.
podłoża
gruntowego
–
przekroje
6. Obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego.
Obliczenia stanu granicznego nośności i użytkowalności liczy konstruktor obiektu.
Nośność podłoża należy policzyć dla warunków z odpływem wg. zał D.4 PN – EN
1997, osiadania wg. Zał F PN – EN 1997.
W opracowaniu obliczono nośność jednostkową przy następujących założeniach:
Jako warstwę nośną proponuje się przyjąć piasek drobny.
Parametry gruntu piasek– ID=0,5) :
kąt tarcia φ = 30°,; ciężar objętościowy γ=17,5 kN/m3
poziom posadowienia Dmin= 2,0 m ;
szerokość fundamentów : stopa 190 cm, ława 60 cm
Wartość obliczeniowa nośności jednostkowej wg obowiązującej aktualnie normy PNEN 1997 – 1 ( Eurokod 7) R/A’ = 857 kPa – dla stopy i R/A’ = 542 kPa – dla ławy o
szerokości 60 cm (minimalnej z projektowanych).
7. Ustalenie danych niezbędnych do zaprojektowania fundamentu.
Proponowane dane geotechniczne do obliczeń ( w oparciu o literaturę i
doświadczenie, na podstawie normy PN-81/03020 ) dla gruntu w poziomie
posadowienia – piasku drobnego w stanie średnio zagęszczonym.
8
Stan gruntu
Stopień
zagęszczenia
ID
Gęstość
właściwa
ρs[g/cm3]
Gęstość
objętościowa
ρ [g/cm3]
Kąt tarcia
wewnętrz.
φ˚
średnio zag.
0,5
2,65
1,75
30
Edometryczny moduł
ściśliwości [MPa]
Pierwotny M0 Wtórny M
60
75
8. Wykonawstwo robót ziemnych.
Roboty ziemne należy wykonywać zgodnie z norma PN-B-06050.
9. Oddziaływanie wód gruntowych na obiekt.
Nie stwierdzono obecności wody gruntowej w rejonie projektowanego poziomu
posadowienia budynków, jednak z uwagi na występujące w podłożu warstwy
piaszczyste, które mogą prowadzić wodę, zaleca się wykonanie odpowiedniej
izolacji fundamentów.
10. Monitoring projektowanego obiektu.
Nie przewiduje się konieczności prowadzenia obserwacji po wykonaniu obiektu.
Ostateczną decyzję podejmie konstruktor.
9