Geologia inżynierska

Dział geologii, który zajmuje się badaniem środowiska gruntowo-wodnego na potrzeby projektowania i wykonawstwa obiektów budowlanych. Swoim zakresem obejmuje wiercenia geologiczne, sondowania dynamiczne i statyczne, badania laboratoryjne gruntów i wody.

Geotechnika

Geotechnika jest dziedziną zajmującą się badaniami ośrodka gruntowego dla celów projektowania i wykonania fundamentów wszelkich budowli ziemnych i podziemnych, a także nawierzchni drogowych i kolejowych. W skład geotechniki jako nauki wchodzą między innymi: geologia inżynierska, hydrogeologia, gruntoznawstwo, mechanika gruntów i fundamentowanie.

Do zadań geotechniki należą m.in.:

  • określenie budowy geologicznej podłoża gruntowego,
  • określenie nośności i stateczności podłoża gruntowego,
  • ustalenie i weryfikacja wzajemnego oddziaływania obiektu budowlanego i podłoża gruntowego w różnych fazach budowy i eksploatacji,
  • ocena stateczności skarp, wykopów i nasypów oraz ich zabezpieczeniem,
  • ocena oddziaływania wód gruntowych na budowlę,
  • ocena przydatności gruntów na cele budowlane,
  • zabezpieczenie obiektów budowlanych przed napływem wód gruntowych,
  • ocena stopnia zanieczyszczenia podłoża gruntowego,
  • wybór metody remediacji gruntów.

W skład geotechnicznych warunków posadowienia wchodzą następujące dokumenty:

  • Opinia geotechniczna – jest dokumentem opracowywanym dla wszystkich obiektów budowalnych. Głównym celem opinii geotechnicznej jest ustalenie przydatności gruntów na potrzeby budownictwa oraz określenie kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego. Opinie geotechniczną opracowuje się na podstawie dostępnych materiałów archiwalnych, a także wierceń i sondowań. Zlecenie opinii geotechnicznej pozwala na optymalizację projektu fundamentów dla Twojej inwestycji, a co za tym idzie minimalizację kosztów związanych z jej posadowieniem
  • Dokumentacja badań podłoża gruntowego – stanowi uzupełnienie opinii geotechnicznej dla obiektów zaliczanych do II i III kategorii geotechnicznej. Dokument ten zawiera opis metodyki polowych i laboratoryjnych badań gruntów, ich wyniki i interpretację. W opracowaniu określa się rodzaj, właściwości oraz cechy wytrzymałościowe gruntów podłoża.
  • Projekt geotechniczny – jest jedną ze składowych dokumentacji geotechnicznej. Podobnie jak dokumentację badań podłoża gruntowego opracowanie to jest wymagane dla obiektów zaliczanych do II i III kategorii geotechnicznej. Opracowanie to powinno zawierać między innymi: prognozę zmian właściwości podłoża gruntowego w czasie, określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych i częściowych parametrów bezpieczeństwa, określenie odziaływań od gruntu, obliczenia nośności i osiadania podłoża gruntowego, określenie szkodliwości oddziaływania wód gruntowych na obiekt budowlany i inne.
  • Dokumentacja geologiczno-inżynierska opracowywana jest dla obiektów budowalnych zaliczonych do III kategorii geotechnicznej oraz w przypadku złożonych warunków gruntowych dla II kategorii. Dokument ten oprócz informacji zawartych w opinii geotechnicznej i dokumentacji badań podłoża gruntowego powinien zawierać prognozę wpływu inwestycji na środowisko oraz opis procesów geodynamicznych. Dokumentacja geologiczno-inżynierska jest poprzedzona projektem robót geologicznych i wymaga zatwierdzenia przez właściwy organ administracji geologicznej.

Hydrogeologia

Jest to nauka o wodach podziemnych, będąca jedną z gałęzi geologii. Środowiskiem, w którym występuje woda podziemna, są utwory skaliste i nieskaliste, różnego wieku i pochodzenia. Utwory te charakteryzują się zróżnicowanym składem mineralnym, strukturą, teksturą czy tektoniką. Pod względem praktycznym hydrogeologia zajmuje się poszukiwaniem i rozpoznawaniem zasobów wód podziemnych między innymi: w celu budowy ujęć (studni). Dokładne ustalenie głębokości występowania wód gruntowych i ich charakteru ma bardzo duże znaczenie praktyczne dla budownictwa, gdyż umożliwia określenie ich wpływu na zachowanie się podłoża gruntowego pod budowlą.

Lekka płyta dynamiczna LPD

Badanie lekką płyta dynamiczną stanowi alternatywę bądź uzupełnienie badania płytą statyczną VSS. Badanie podłoża lekkim ugięciomierzem dynamicznym polega na wywołaniu udarowego obciążenia gruntu poprzez opuszczenie ruchomego obciążnika wzdłuż prowadnicy na stalową płytę, leżącą na powierzchni gruntu. Wewnątrz płyty znajduje się czujnik przemieszczeń, który mierzy maksymalne przemieszczenia w środku płyty, wywołane spadającym ciężarem. Na podstawie pionowej amplitudy osiadania płyty dynamicznej oblicza się tzw. dynamiczny moduł odkształcenia, który można przeliczyć na wskaźnik zagęszczenia gruntu (Is). Lekką płytą dynamiczną można kontrolować zagęszczenie podłoża do głębokości 0,4 m. Urządzenie to stosuje się przy kontroli zagęszczenia nasypów pod posadzki, fundamenty, drogi itp.

Płyta sztywna (statyczna) VSS

Badanie polega na pomiarze odkształceń pionowych (osiadań) badanej warstwy podłoża pod wpływem nacisku statycznego wywieranego za pomocą stalowej okrągłej płyty o średnicy D = 300 mm. Nacisk na płytę wywierany jest za pośrednictwem dźwignika hydraulicznego. Dźwignik oparty jest o przeciwwagę, której masa powinna być większa od wywieranej siły. Pomiar modułu odkształcenia podłoża gruntowego należy przeprowadzać, gdy temperatura badanej warstwy jest większa od 0° C.

W celu wykonania badania płytę należy ustawić na wyrównanej powierzchni badanej warstwy, dociskając rękoma przez kilkakrotny jej obrót. W razie potrzeby powierzchnię można wyrównać cienką warstwą drobnego suchego piasku. Statyw należy ustawić tak, aby jego punkty podparcia były w jak największej odległości od płyty, jak i od kół pojazdu stanowiącego przeciwwagę. Następnie należy zamontować dźwignik oraz przedłużacz rurowy z górną płytą. Czujniki zegarowe należy zamocować w uchwytach, opierając je na stelażu.

Badanie płytą VSS pozwala na:

  • pomiar osiadania gruntu pod wpływem obciążenia statycznego,
  • wyznaczanie pierwotnego modułu odkształcenia EV1,
  • wyznaczanie wtórnego modułu odkształcenia EV2,
  • obliczanie wskaźnika odkształcenia gruntu (Io),
  • wyznaczanie nośności podłoża gruntowego.

Sondowanie dynamiczne DPL, DPM, DPH, DPSH

Sondowanie dynamiczne polega na wbijaniu w podłoże gruntowe żerdzi zakończonych odpowiednią końcówką (stożek), za pomocą mota o znormalizowanej masie i wysokości opadania. Sondowania dynamiczne wykonuje się z powierzchni terenu, z dna wykopu bądź w otworach wiertniczych. Parametrem mierzonym podczas sondowania dynamicznego liczba uderzeń młota potrzebna do zagłębienia końcówki sondy o 10 cm bądź 20 cm.

Celem sondowań dynamicznych jest:

  • określenie stanu (stopień zagęszczenia (ID), wskaźnik zagęszczenia (IS)) gruntów niespoistych,
  • wydzielenie stref o obniżonej wytrzymałości,
  • określenie głębokości występowania podłoża nośnego,
  • kontrola wykonawstwa nasypów i zasypek gruntowych.

Sondowanie statyczne sondą wciskaną CPTU

(ang. cone penetration test undrained) Badanie polega na statycznym wciskaniu w podłoże stożkowej końcówki penetrometru. Końcówka ta wprowadzana jest w grunt za pomocą żerdzi pomiarowych. Wciskanie odbywa się ze stałą prędkością na poziomie około 2 cm/s. W trakcie sondowania statycznego monitoruje się na bieżąco następujące parametry: opór penetracji stożka (qc), opór tarcia na tulei ciernej (fs) oraz ciśnienie wody w porach gruntu (u2).

Interpretacja sondowań statycznych CPTU w połączeniu z wierceniami badawczymi pozwala na określenie:

  • budowy geologicznej podłoża (ocena rodzaju gruntu, granic litologicznych),
  • stanu gruntu,
  • współczynnika prekonsolidacji,
  • stopnia zagęszczenia gruntów niespoistych,
  • konsystencji gruntów spoistych,
  • parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych.

Sonda stożkowo-krzyżakowa SLVT

Badanie sondą SLVT, podobnie jak w przypadku sondy dynamicznej, polega na wbijaniu w podłoże gruntowe żerdzi zakończonych końcówką stożkowo-krzyżakową. Końcówka ta składa się z czterech prostokątnych ostrzy ustawionych pod kątem 90 o różnych wymiarach dostosowanych do wytrzymałości badanego gruntu. Po osiągnięciu zakładanej głębokości dokonuje się pomiaru momentu obrotowego potrzebnego do obrócenia końcówki i tym samym ścięcia gruntu. Pomierzony moment obrotowy jest w sposób analityczny przeliczany na jednostkowy opór ścinania – wytrzymałość na ścinanie bez odpływu (su). Badanie to wykorzystywane jest przede wszystkim do wyznaczania wytrzymałości na ścinanie bez odpływu słabych gruntów spoistych i organicznych. Badanie to występuje często w zakresie badań odbiorczych i kontrolnych prowadzonych w ramach nadzorów geotechnicznych na potrzeby odbiorów dna wykopów lub sprawdzenia jakości warstw wbudowanych materiałów nasypowych.

Wiercenia badawcze

Polegają na wykonaniu otworów badawczych w gruncie wraz z przeprowadzeniem badań gruntów i wód gruntowych oraz poborze próbek. Pace te stanowią podstawę do opracowania dokumentacji geotechnicznych (opinia geotechniczna, dokumentacja badań podłoża gruntowego) oraz geologicznych. Wiercenia badawcze wykonuje się w celu:

  • ustalenia rodzaju gruntów w poszczególnych warstwach podłoża,
  • określenia układu warstw wodonośnych i poziomów piezometrycznych,
  • przeprowadzenia badań makroskopowych gruntów oraz badań i obserwacji zwierciadła wody gruntowej,
  • zainstalowania piezometrów,
  • sondowania w dnie otworu.

GEO-EXPERTS Spółka Cywilna
ul. Wileńska 44a m. 71
94-011 Łódź (woj. łódzkie)

Close Menu