warunki geologiczno-inżynierskie

WARUNKI GEOLOGICZNO-INŻYNIERSKIE
Grunty badanego obszaru zaliczono do rodzimych gruntow organicznych oraz
mineralnych niespoistych i spoistych. Pominięto w klasyfikacji nasypy
niekontrolowane stanowiące zrożnicowane oraz słabonośne podłoże. Zalegające w
podłożu budowlanym grunty ujęto w jednostki geotechniczne. Wydzielono pięć serii
geotechnicznych ze względu na genezę, stratygrafię i litologię, tj. seria I – piaski
deluwialne; seria II – gliny glacjalne normalnie skonsolidowane; seria III –
fluwioglacjalne piaski drobne; seria IV – iły poznańskie; seria V – węgle brunatne.
Parametry geotechniczne gruntow ustalono na podstawie wynikow badań terenowych i
laboratoryjnych. W oznaczeniach gruntow zastosowano podwojną klasyfikację tj.
obowiązującą zgodnie z PN-EN ISO 14688-1/2 oraz starą zgodnie z PN-86/B-02480.
Wspołczynniki materiałowe dla parametrow geotechnicznych zgodnie z Eurokod-7.
Uogolnioną wartość parametrow geotechnicznych dla wydzielonych warstw podano w
załączniku 3.
Jednostki geotechniczne

Seria geotechniczna I,
Seria ta jest pochodzenia deluwialnego. Budują ją piaski średnie z dodatkiem
rozproszonej substancji organicznej w stanie luźnym o wartości wyprowadzonej stopnia
zagęszczenia ID= 15% (ID= 0,15). Grunty te występują jedynie lokalnie, powyżej
planowanego poziomu posadowienia. Charakteryzują się obniżoną nośnością i
podwyższoną ściśliwością.

Seria geotechniczna II,
Jest pochodzenia glacjalnego, zbudowana z gruntow rodzimych, mineralnych,
spoistych. Reprezentowana jest przez piaski z iłem oraz iły z piaskiem (gliny
piaszczyste oraz gliny piaszczyste zwięzłe według starej nomenklatury) o konsystencji
połzwartej do zwartej o wartości charakterystycznej stopnia plastyczności IL= -0,06
(IC= 1,06). Grunty te charakteryzują się bardzo wysoką wytrzymałością na ścinanie i
niską ściśliwością.

Seria geotechniczna III,
Do serii tej zaliczono fluwioglacjalne piaski drobne w stanie bardzo zagęszczonym, o
wartości charakterystycznej stopnia zagęszczenia ID = 92% (ID = 0,92). Są to grunty
umiarkowanie przepuszczalne o wspołczynniku filtracji rzędu kUSBSC=3,4*10-5m/s.
Grunty tej serii występują w głębszej partii podłoża. Charakteryzują się wysoką
nośnością i niską odkształcalnością.

Seria geotechniczna IV,
Jest pochodzenia limniczno-morskiego, zbudowana z neogeńskich (mioplioceńskich)
iłow formacji poznańskiej. Strop tych gruntow jest silnie urozmaicony morfologicznie.
Iły poznańskie to grunty ekspansywne, zdolne do znacznych zmian objętości w wyniku
zmian wilgotności. Ich ciśnienie pęcznienia, w zależności od składu i wilgotności
początkowej można szacować na pc=50-200kPa. W obrębie iłow neogeńskich mogą
występować powierzchnie zlustrzeń stanowiące potencjalne powierzchnie poślizgu
będące rezultatem procesow glacitektonicznych. Nie są one widoczne w klasycznych
wierceniach i większości sondowań. Na podstawie analizy sondowań CPTU oraz
litologii w obrębie serii IV wydzielono dwie warstwy geotechniczne:

Warstwa IVa – zaliczono do niej iły o konsystencji plastycznej o wartości
charakterystycznej stopnia plastyczności IL = 0,26 (IC = 0,74). W gruntach tych
stwierdzono znacząco obniżone opory penetracji CPTU na poziomie qn=0,49MPa.
Oszacowane moduły ściśliwości w oparciu o CPTU wynoszą Mo
CPTU=5MPa, zaś
wytrzymałość na ścinanie w warunkach bez drenażu Su=30kPa. Charakteryzuje się
obniżoną nośnością i podwyższoną ściśliwością, wynikającą z powierzchniowego
spęcznienia. Grunty tej warstwy wykazywac moga spełzywanie powierzchniowe.

Warstwa IVb – zaliczono do niej iły oraz lokalnie iły przewarstwione piaskiem z iłem o
konsystencji twardoplastycznej o wartości charakterystycznej stopnia plastyczności
IL = 0,09 (IC = 0,91). Ciśnienie pęcznienia szacuje się na pc=100-150kPa. Ich moduły
ściśliwości w oparciu o CPTU wynoszą MoCPTU=11MPa. Parametry rezydualne w
powierzchniach poślizgu iłow według doświadczeń z innych projektow szacuje się na 9 stopni
oraz c‘=0-3kPa.

Seria geotechniczna V,
Zaliczono do niej mioceńskie węgle brunatne wykształcone głownie jako lignit o niskiej
gęstości ρ=0,81-1,88g/cm3. Grunty te rozpoznano wszystkimi otworami badawczyi jako
przewarstwienia i soczewy w obrebie osadow ilastych. Są to grunty silnie
prekonsolidowane. Przeciętny opor stożka w węglach wynosi qn=3,09MPa. Co pozwala
oszacować stosunkowo wysokie wartości modułu ściśliwości MCPTU=12MPa oraz
wytrzymałość na ścinanie bez drenażu Su=97kPa.
Szczegołową charakterystykę gruntow budujących podłoże projektowanego obiektu,
przedstawiono w Załączniku nr 3, a budowę geologiczną i warunki wodno-gruntowe
zawarto w Załączniku 4 - Przekroje geologiczno-inżynierskie.

Ocena warunków gruntowych
Warunki w podłożu projektowanego budynku mieszkalnego jednorodzinnego określić można jako warunki
gruntowe skomplikowane ze względu na:
o stwierdzono obecność niekorzystnych zjawisk geologicznych – procesow
ekspansywnych (w stropowej partii podłoża), wymienionych w §4 pkt. 2 ust. 3
Rozporządzenia Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z
dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunkow
posadawiania obiektow budowlanych (Dz.U. z 2012 r., poz. 463).
o stwierdzono czynne zjawiska geologiczne (powierzchniowe spełzywanie)
wymienione w §4 pkt. 2 ust. 3 Rozporządzenia Ministra Transportu,
Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie
ustalania geotechnicznych warunkow posadawiania obiektow budowlanych
(Dz.U. z 2012 r., poz. 463). Obszar projektowanej Inwestycji występuje w
rejonie brzeżnej części niecki osuwiska. Osuwisko to w ostatnich latach nie wykazywało aktywności,
jednak szata roślinna wskazuje na występujące w przeszłości tym rejonie ruchy
osuwiskowe,
o występowanie wody gruntowej powyżej planowanego poziomu posadowienia,
o nasypy niekontrolowane stanowiące zrożnicowane podłoże, w podłożu
projektowanego budynku posiadają nieznaczne miąższości,
o obecność ekspansywnych gruntow ilastych wykazujących powierzchniowe
spęcznienie.
Podczas prowadzenia Inwestycji, a także w okresie jej rozbiorki możemy mieć
do czynienia z następującymi czynnikami wpływającymi na zmianę warunkow
geologiczno-inżynierskich:
o odprężenie podłoża w wykopach,
o rozmoczenie, uplastycznienie a zarazem pogorszenie parametrow
geotechnicznych gruntow spoistych,
o konsolidacja gruntow pod wpływem obciążenia,
o spęcznienie lub skurcz ekspansywnych iłow, w przypadku spęcznienia nastąpi
znaczne obniżenie parametrow wytrzymałościowo-odkształceniowych,
potencjalne możliwości uaktywnienia powierzchni zlustrzeń w kompleksie
iłow w rezultacie zmian stanu naprężeń, migracji wod lub drgań. W
powierzchniach zlustrzeń iły wykazują zdecydowanie niższą wytrzymałość na
ścinanie (redukcja głownie spojności, w mniejszym stopniu kąta tarcia),
o w skrajnych przypadkach, przy niewłaściwym prowadzeniu robot
budowlanych doprowadzenie do uaktywnienia procesow osuwiskowych.
W ramach dokumentacji geologiczno-inżynierskiej przeprowadzono obliczenia
stateczności globalnej zbocza w stanie istniejącym.
Do obliczeń użyto metodę Bishopa, wykorzystując parametry efektywne obliczeniowe gruntow, w celu oszacowania globalnego wspołczynnika stateczności (pierwsze przybliżenie). Wysokość skarpy około 20,0m, nachylenie 9,5o.
Obliczenia przeprowadzono dla przekroju obliczeniowego A-A (załącznik 1.1).
Obliczenia prowadzono z zastosowaniem wartości obliczeniowych parametrow
geotechnicznych (zgodnie z EC-7) stosując dodatkową redukcję spojności glin:
γm =Xr
Gdzie γm według tabeli M2(1,25 do c’ i tgprzyjmując dla oporu granicznego
wspołczynnika γR,e=1,0 kryterium wartości stosowań Ed/Rd≤1,00 wowczas Fmin>1,00.
Jednocześnie przeprowadzono obliczenia przyjmując wartości rezydualne gornych iłow
(cu=1kPa, u=9o) i węgli (u=20,5o , cu=1kPa).
Uzyskane wspołczynniki stateczności dla zbocza w parametrach efektywnych Fmin=1,99
dla globalnego osuwiska (pełna stateczność). Stosując do obliczeń parametry efektywne
wspołczynnik stateczności drastycznie spada do F=1,04 co wskazuje na stan rownowagi
chwiejnej w strefie powierzchniowej, potwierdzając ryzyko spełzywania.
Projektowany budynek posadowiony bezpośrednio znajduje się bezpośrednio w zasięgu
oddziaływania zbocza. Wskazuje się na konieczność zastosowania rozwiązań
technicznych mających na celu ograniczenia rozwoju procesow osuwiskowych.
W rejonie projektowanej inwestycji nie występują obszary objęte działalnością
gorniczą, w związku z czym nie dokonano ich oceny w myśl §21 pkt. 1 ust. 14 (RMŚ).

Posadowienie obiektu
Z uwagi na zagrożenie zarowno procesem spełzywania oraz pęcznienia-skurczu w
powierzchniowej warstwie podłoża rekomenduje się zastosowanie pośredniego w
formie wierconych mikropali wprowadzanych do warstwy połzwartych glin zwałowych
serii II. Budynek zaprojektować jako obiekt o sztywnej konstrukcji.
Konstrukcję nośną powinna stanowić żelbetowa płyta fundamentowa połączona
szczelnie z betonowymi ścianami obwodowymi w obrębie iłow serii IV.
Jako materiał do wypełnień należy stosować beton niekonstrukcyjny (na iłach).
Należy rozważyć realizację drenażu odprowadzającego wody spływające po stropie
iłow od strony wysoczyzny i skierowanie ich ze ściany zachodniej projektowanego
budynku w doł zbocza.
O sposobie posadowienia obiektow zdecyduje jego projektant.