Nowa klasyfikacja gruntów jest ciągle na etapie wdrażania, sygnalizowane są błędy i wątpliwości odnośnie do jej stosowania.
Nowa klasyfikacja gruntów wg wymienionych niżej norm obowiązuje w Polsce od 2006 r.
– PN-EN ISO 14688-1:2006 Badania geotechniczne – Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów – Część 1: Oznaczanie i opis, wraz z kolejnymi wprowadzonymi poprawkami: PN-EN ISO 14688-1:2006/Ap1:2012 i PN-EN ISO 14688-1/A1:2014-02 (w języku angielskim) [6];
– PN-EN ISO 14688-2:2006 Badania geotechniczne – Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów – Część 2: Zasady klasyfikowania (zawiera nieaktualny załącznik krajowy), wraz z poprawkami: PN-EN ISO 14688- 2/Ap1:2010 (nieaktualna), PN-EN ISO 14688-2/Ap2:2012 (zawiera aktualny Załącznik krajowy) oraz PN-EN ISO 14688-2/A1:2014-02 (w języku angielskim) [7].
Nowa klasyfikacja gruntów jest związana z Eurokodem 7 [9] i [10]. Eurokod 7 został wprowadzony jako geotechniczna norma obowiązująca w Polsce rozporządzeniem Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz.U. z 2012 r. Nr 81, poz. 463) [8].
Podstawą poprzedniej klasyfikacji gruntów były następujące normy:
– PN-B-02480:1986 [11],
– PN-B-04481:1988 [12],
– PN-B-02481:1998 [13].
Analizy krytyczne oraz porównania klasyfikacji zawarto w artykułach [1], [2], [3], [4], [5].
Tab. 1 Zakresy średnic frakcji według nowej i starej normy
Różnice w nowej i starej klasyfikacji gruntów
Można wymienić następujące podstawowe różnice między procedurami postępowania według obu systemów norm w celu klasyfikacji gruntów:
– W nowych klasyfikacji i opisach gruntów wg [6] stosuje się inne badania makroskopowe niż wg PN-B-04481:1988.
– Wprowadzono nowe oznaczenia frakcji, które nazwano gruntami podstawowymi, oraz wprowadzono nowy system konstruowania nazw gruntów.
– Wprowadzono nowe granice frakcji: 630; 200; 63; 20; 6,3; 2; 0,63; 0,2; 0,063; 0,02; 0,0063; 0,002 mm,
– Wprowadzono nowy trójkąt ISO dla wszystkich grup gruntów (bardzo gruboziarnistych, gruboziarnistych i drobnoziarnistych).
– Wprowadzono podział na grunty: nieplastyczne (bardzo gruboziarniste i gruboziarniste) i plastyczne (drobnoziarniste, spoiste).
– Rozszerzono charakterystykę gruntów o opisy: frakcji drugorzędnych, wymiaru ziaren, kształtu ziaren, struktury, barwy, gęstości, domieszek oraz genezy gruntu.
Tab. 2 Grupy gruntów ze względu na uziarnienie według starej i nowej klasyfikacji
Aktualny załącznik krajowy
W 2012 r. wycofano w całości pierwszy załącznik krajowy (zamieszczony w PN-EN ISO 14688-2:2006) (wycofano „nowy polski” trójkąt, polskie nazwy gruntów) i wprowadzono drugi, obecnie obowiązujący załącznik krajowy, zamieszczony w PN-EN ISO 14688-2:2006/Ap2:2012.
W nowym załączniku krajowym uzupełniono zasady klasyfikowania gruntów w sposób następujący:
– Zamieszczono przykładowe formularze do opisu analizy makroskopowej gruntów gruboziarnistych i bardzo gruboziarnistych oraz gruntów drobnoziarnistych i organicznych.
– Zamieszczono zasady makroskopowej oceny wilgotności gruntów.
– Podano zasady tworzenia polskich nazw gruntów (na podstawie ciągu
symboli literowych, oznaczających zawartości poszczególnych frakcji w gruncie).
– Podano wybrane symbole genezy gruntów.
– Pokazano przykład klasyfikacji gruntów na podstawie uziarnienia (trójkąt ISO z nomogramem).
– Wprowadzono wykres plastyczności według Casagrande'a.
– Zmieniono terminologię dotyczącą charakterystyk uziarnienia.
– Zweryfikowano określenia konsystencji gruntów.
– Uporządkowano tabele dotyczące zasad klasyfikowania gruntów.
Tab. 3 Porównanie klasyfikacji gruntów organicznych wg starej i nowej klasyfikacji
Zasady nowej klasyfikacji gruntów
Rodzaj gruntu można określić na podstawie:
– badań makroskopowych oraz
– badania składu granulometrycznego (wg nowej specyfikacji technicznej PKN-CEN ISO/TS 17892- -4:2009).
Istotną nowością jest sposób tworzenia nazw gruntów:
– według PN-B-02480:1986 ustalano nazwy słowne i oznaczano skrótami literowymi, np.: piasek pylasty – Pn, glina piaszczysta zwięzła – Gpz;
– według PN-EN ISO 14688-2:2006 + PN-EN ISO 14688-2:2006/Ap2:2012 – nazwy gruntów stanowią kombinacje symboli literowych, np. fsaCSafgr, msasiCl (polskie nazwy gruntów, czytane począwszy od frakcji głównej, pisanej wielkimi literami: piasek gruby z piaskiem drobnym przewarstwiony żwirem drobnym, ił z pyłem i piaskiem średnim).
W obu systemach norm stosuje się sposób krokowego dochodzenia do określenia rodzajów gruntów (schematy blokowe, odpowiednio: rysunek PN-86/B-02480-2 oraz rysunek 1 w PN-EN ISO 14688-1/Ap1:2012). Grunt jest materiałem nieciągłym, składającym się z oddzielnych ziaren i cząstek. Grunty naturalne stanowią mieszaninę ziaren i cząstek różnych średnicach (w różnych proporcjach ilościowych). Ziarna cząstki występujące w gruntach podzielono na frakcje. Frakcja gruntu jest to zbiór ziaren i cząstek o średnicach dx (w mm), zawartych w określonych zakresach. Zakresy średnic i symbole frakcji gruntów wg obu systemów norm zamieszczono w tab. 1, a podział gruntów na grupy ze względu na uziarnienie pokazano w tab. 2.
Tab. 4 Badania makroskopowe gruntów drobnoziarnistych (spoistych) wg PN-EN ISO 14688-1:2006
Według nowej normy metodą makroskopową określa się rodzaje i nazwy gruntów w sposób następujący:
– gruntów organicznych – organoleptycznie (tab. 3),
– gruntów wulkanicznych – w sposób wizualny,
– gruntów niespoistych – w sposób wizualny,
– gruntów spoistych (pył lub ił) – na podstawie wyników prób (tab. 4):
– wytrzymałości w stanie suchym,
– dylatancji (próba wstrząsania gruntu wilgotnego),
– plastyczności,
– zawartości piasku, pyłu i iłu. Zgodnie z nową normą konsystencje gruntów spoistych oznacza się na podstawie badań makroskopowych (tab. 5).
Tab. 5 Badania makroskopowe konsystencji gruntów spoistych wg PN-EN ISO 14688-1:2006/Ap2:2012
Wnioski
– Nowa klasyfikacja gruntów jest ciągle na etapie wdrażania, sygnalizowane są błędy i wątpliwości odnośnie do jej stosowania.
– W razie powstania wątpliwości przy rozpoznawaniu nazw na podstawie składu granulometrycznego gruntów, mieszczących się w strefach granicznych między rodzajami gruntów na trójkącie ISO, należy zachować ostrożność i zastosować kompleksową ocenę, biorąc pod uwagę także wyniki makroskopowego badania plastyczności [3].
– Wydaje się, że nie ma metody, która by umożliwiła przy korzystaniu z materiałów archiwalnych przejście ze starych polskich nazw gruntów na nazwy nowe bez znajomości krzywej uziarnienia.
– Należy koniecznie uwzględniać wszystkie poprawki do norm (w kolejności ich wydania), sprawdzając ich aktualność na stronie internetowej Polskiego Komitetu Normalizacyjnego.
Artykuł ukazał się w nr. 2/2017 „Biuletynu Informacyjnego” Podlaskiej OIIB i Podlaskiej OIA.
dr hab. inż. Maria Jolanta Sulewska
Politechnika Białostocka
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
Źródła
- A. Gołębiewska, A. Wudzka, Nowa klasyfikacja gruntów według normy PN-EN ISO, „GDMT geoinżynieria drogi mosty tunele” nr 4/2006.
- S. Garwacka-Piórkowska, Określenie rodzajów gruntów według PN-EN ISO 14688-1, 2:2006 na podstawie składu granulometrycznego, „Inżynieria i Budownictwo” nr 10/2010.
- A. Gołębiewska, Uwagi krytyczne do klasyfikacji gruntów według normy PN- EN ISO 14688:2006, Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, nr 446, 2011.
- A. Gołębiewska, Polska klasyfikacja według PN-B-02480:1986 zgodna z wymaganiami PN-EN ISO 14688, Acta Scientiarum Polonorum Architectura, nr 11 (3), 2012.
- M. Tarnawski, U. Sykuła, M. Ura, Problemy z nazewnictwem gruntów spoistych według normy PN-EN ISO 14688, Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, nr 446, 2011.
- PN-EN ISO 14688-1:2006 Badania geotechniczne – Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów – Część 1: Oznaczanie i opis + PN-EN ISO 14688-1:2006/Ap1:2012, PN-EN ISO 14688-1/A1:2014-02 (E).
- PN-EN ISO 14688-2:2006 Badania geotechniczne – Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów – Część 2: Zasady klasyfikowania + PN-EN ISO 14688-2/Ap1:2010, PN-EN ISO 14688-2/Ap2:2012, PN-EN ISO 14688-2/A1:2014-02 (E).
- Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz.U. z 2012 r. Nr 81, poz. 463).
- PN-EN 1997-1 Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne – Część 1: Zasady ogólne.
- PN-EN 1997-2 Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne – Część 2: Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego.
- PN-B-02480:1986 Grunty budowlane – Określenia, symbole, podział i opis gruntów.
- PN-B-04481:1988 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
- PN-B-02481:1998 Geotechnika. Określenia, symbole, podział i opis gruntów.
