Specyfikacje dla badań
podłoża gruntowego

Nawet najlepiej zaprojektowany obiekt budowlany może nie przetrwać jeśli podłoże gruntowe, na którym jest posadowiony, zostało źle rozpoznane. Powyższe wydaje się truizmem, ale bardzo często w polskiej praktyce projektowej jakość rozpoznania podłoża jest niska i co gorsza ta niska jakość jest akceptowana przez Inwestorów, Generalnych Wykonawców i Projektantów.

Mając na uwadze, że posiadamy wiedzę i doświadczenie z zakresu geologii inżynierskiej chętnie służymy pomocą w planowaniu badań podłoża. Mając na uwadze, że blisko współpracujemy z dobrymi firmami geologicznymi w całej Polsce chętnie pomożemy także znaleźć wykonawcę badań oraz doradcę w dziedzinie badań podłoża gruntowego.

Doświadczony projektant geotechnik i doświadczony geolog powinni być podstawowymi filarami zespołu każdej inwestycji (obok Inwestora, Projektanta (Archiktekta i Konstruktora) i Wykonawcy. Wielokrotnie spotykamy się dokumentacjami w których geolodzy wykonują mnóstwo nikomu niepotrzebnych badań np. parędziesiąt płytkich odwiertów na potrzeby budowy ciężkiego obiektu budownictwa przemysłowego. Plan badań podłoża musi być dopasowany do obiektu budowlanego który ma być na podstawie wyników tych badań zaprojektowany i wykonany. Inną strefę oddziaływania ma dom jednorodzinny, a inną 20-pięrowy budynek mieszkalny. Inne  Plan badań podłoża gruntowego to „żywy organizm” który trzeba dobrać, a następnie korygować/zmieniać w zależności od napotkanych warunków i jest to rola projektanta geotechnika.

Geologia inżynierska to dziedzina wiedzy traktująca o wpływie działalności technicznej człowieka na przypowierzchniową część skorupy ziemskiej, wpływie budowy geologicznej i procesów geologicznych na tę działalność.  Geologia inżynierska jest pokrewna z innymi naukami dotyczącymi współpracy między obiektami inżynierskimi, a podłożem gruntowym: geotechniką, gruntoznawstwem, mechaniką skał i gruntów oraz fundamentowaniem.

Geologia inżynierska jest dziedziną geologii zajmującą się badaniem i analizą właściwości geologicznych gruntów i skał, które mają wpływ na projektowanie i budowę obiektów inżynierskich, takich jak budynki, mosty, tunele , zbiorniki, kanały, lotniska i elektrownie itp. Celem geologii inżynierskiej jest identyfikacja potencjalnych zagrożeń geologicznych.

• Dobieramy plany badań podłoża gruntowego dopasowane do projektowanej konstrukcji i lokalnych doświadczeń. Skrojony na miarę plan badań polowych i laboratoryjnych to oszczędność i rezygnacja z badań oraz interpretacji które nie są wykorzystywane w projektowaniu geotechnicznym. Blisko współpracujemy z doświadczonymi geologami i firmami geologicznymi wykorzystującymi nowoczesne metody badań podłoża gruntowego. Plany badań są dobierane indywidualne z uwzględnieniem etapowania rozpoznania podłoża.Zakres badań dopasowywany jest do rangi obiektu (stopień złożoności warunków gruntowych, kategoria geotechniczna). Obiekty odpowiedzialności publicznej np. autostrady, drogi ekspresowe, obiekty mostowe, budynki wysokościowe itd. wymagają znacznie bardziej dokładnego rozpoznania podłoża niż obiekty proste np. budynki mieszkalne jednorodzinne.

Geotechnika to dział inżynierii lądowej, zajmujący się właściwościami gruntu na potrzeby projektowania i wykonawstwa budowli ziemnych, podziemnych, fundamentów, dróg itp. Gruntoznawstwo to badanie i opisywanie właściwości gruntów i skał jako materiału budowlanego, a więc gruntoznawstwo jest działem geotechniki.

Grunt to zbiór minerałów lub składników organicznych, który to zbiór można rozdzielić przez rozcieranie w wodzie za pomocą dłoni. Skała zaś to naturalnie występujący zbiór ziaren połączonych ze sobą tak, że nie jest możliwe ich rozdzielenia za pomocą rozcierania w wodzie przy użyciu dłoni.

Należy zakładać, że znaczna liczba obiektów jest źle projektowana (z reguły idzie za tym wzrost kosztów inwestycji) przez oszczędności na badaniach podłoża. Najpopularniejsze w Polsce wiercenia świdrem spiralnym powinny służyć przede wszystkim do rozpoznaniu układu warstw. Aktualna norma Eurokod 7 jako obligatoryjne dla obiektów II i III kategorii geotechnicznej oraz I kategorii geotechnicznej w złożonych warunkach gurntowych wskazuje uzupełnienie rozpoznania odwiertami co najmniej badaniami in-sity czyli sondowaniami np. CPTU, DMT, SCPTU, SDMT itp.

Opracowywanie badań podłoża gruntowego jedynie na podstawie wierceń i stosowania schematu: analiza makroskopowa à tablice normowe PN-B-3020 (norma wycofana do płytkiego posadowienia).

Sondowanie CPTU to jedna z najszerzej stosowanych metod mierzenia parametrów podłoża gruntowego na potrzeby projektowania geotechnicznego. Sondowanie CPTU polega na stałym wciskaniu w grunt specjalnego stożka elektrycznego przy praktyczniej ciągłej rejestracji jego parametrów. Stożek jest wciskany w podłoże ze stałą prędkością na poziomie około 2 centymetrów na sekundę. W trakcie badania mierzone są różne rodzaje oporu – opór penetracji podstawy stożka, opór tarcia na tulei ciernej oraz ciśnienie porowe.

Sondowanie statyczne jest bardzo dokładne i umożliwia wyprowadzenie wielu parametrów podłoża gruntowego. Interpretacja wyników sondowań CPTU powinna być przeprowadzona przez doświadczonego geologa lub geotechnika.

Badania dylatometryczne obok sondowań CPTU należą do najdokładniejszych i mających najszersze zastosowanie badań polowych. Z sondowań DMT można otrzymać właściwości wytrzymałościowe i odkształceniowe badanego podłoża. Badanie DMT jest bardzo przydatne przy badaniach gruntów słabonośnych np. gruntów organicznych lub plastycznych i miękkoplastycznych gruntów mineralnych (pyły, iły).

Badania DMT wykonuje się tzw. dylatometrem. Ma on formę płaskiej, stalowej łopatki, która posiada elastyczną, kołową membranę. Membrana ta jest umieszczona na powierzchni dylatometru, który połączony jest z jednostką kontrolno-pomiarową za pomocą przewodu pneumatycznego. Przewód ten z kolei służy do przekazywania ciśnienia gazu na membranę. Aby przeprowadzić badanie dylatometryczne, należy wcisnąć łopatkę w grunt na zadaną głębokość (zwykle co 20 cm).

Próbka o nienaruszonej strukturze (w skrócie NNS) to taka próbka gruntu której struktura (wilgotność, uziarnienie itp.) nie została zmieniona w trakcie pobierania jest z podłoża. Aby uzyskać próbki NNS pobiera się rdzeń. Na próbkach NNS wykonuje się badania laboratoryjne z których można otrzymać m.in. parametry wytrzymałościowe i odkształceniowe, ciężar, porowatość, granice konsystencji, współczynniki filtracji, zawartość części organicznych, ciśnienie pęcznienia itp. Wyżej wymienione parametry są niezbędne do zaawansowanego projektowania geotechnicznego np. za pomocą modeli numerycznych z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES – ang. FEM FiniteElements Method). Próbki NNS są pobierane za pomocą odwiertów rdzeniowych w orurowaniu lub za pomocą próbników

Firma 2D Projekt nie wykonuje badań podłoża gruntowego, ale chętnie polecimy sprawdzone i solidne firmy wykonujące takie badania na terenie całego kraju.

Najczęściej wykorzystuje się następujące typy badań podłoża gruntowego:

• wiercenia badawcze z pobraniem próbek gruntu
• wykopu kontrolne oraz odkrywki,
• sondowania statyczne CPTU,
• badania dylatometryczne DMT,
• sondowania dynamiczne DPL, DPM, DPH
• badania laboratoryjne w zakresie właściwości fizycznych i mechanicznych
• badanie agresji wody gruntowej względem betonu
• próbne obciążenia podłoża
• badania sejsmiczne np. SDMT, SPDMT, SCPTU

Wyżej wymienione badania mierzą prędkość propagacji fali sejsmicznego w konfiguracji Down-Hole za pomocą sejsmicznej końcówki.

W badania sejsmicznych wykonywanych przy okazji sondowań statycznych CPTU (SCPTU) układ pomiarowy uzupełniony jest o pojedynczy geofon zamontowany zaraz nad piezostożkiem co umożliwia odbiór sygnału nadawanego z powierzchni terenu. W stosowanej metodzie źródłem sygnału jest stalowa belka umieszczona na powierzchni terenu.

Badania SDMT lub SPDMT w zakresie pomiarów sejsmicznych przebiegają podobnie jak w SCPTU jednak w tym badaniu pomiar propagacji następuje jednocześnie w dwóch geofonach.

Wyniki badań sejsmicznych umożliwiają wstępne oszacowanie parametrów odkształceniowych w zakresie małych odkształceń tj. parametrów potrzebnych do aplikacji popularego modelu HardeningSoil small w obliczeniach numerycznych MES (Metoda Elementów Skończonych, ang FEM).