W Polsce dość powszechnie pokutuje błędna praktyka, że do potrzeb budowlanych należy wykonać badania geologiczne, które zgodnie z Prawem geologicznym wykonuje geolog. Bezpodstawnie są one utożsamiane z badaniami geotechnicznymi − co stanowi dziś wyjątek w skali światowej.
W Polsce dość powszechnie pokutuje błędna praktyka, że do potrzeb budowlanych należy wykonać badania geologiczne, które zgodnie z Prawem geologicznym wykonuje geolog. Bezpodstawnie są one utożsamiane z badaniami geotechnicznymi − co stanowi dziś wyjątek w skali światowej.
Miejsce geologii w budownictwie
W odległych latach naśladując „niedoścignione” wzorce ze Wschodu badania geotechniczne przekazano na zasadzie monopolu powołanym w tym celu przedsiębiorstwom geologicznym, a wielu geologów jeszcze dziś bezkrytycznie wierzy w swoje kompetencje budowlane. Przedstawienie tych nieprawidłowości wymaga przybliżenia związanych z tym pojęć:
geologia − dziedzina nauki zajmująca się historią i budową ziemi, a szczególnie jej zewnętrznych stref [4];
geologia inżynierska – dział geologii zajmujący się wpływem działalności technicznej człowieka na przypowierzchniową część skorupy ziemskiej oraz wpływem budowy geologicznej i procesów geologicznych na tę działalność [4];
dokumentacja geologiczno-inżynierska to dokumentacja geologiczna [12] zawierająca rozpoznanie budowy geologicznej podłoża gruntowego oraz prognozę zjawisk i procesów geologicznych i związanych z tym badań gruntów i wód. Zjawiska i procesy geologiczne to np. uskoki tektoniczne, trzęsienia ziemi, makroosuwiska, tąpnięcia czy procesy krasowe.
W żadnym z tych pojęć nie zawiera się zatem działalność mająca na celu określanie jakże skomplikowanych parametrów technicznych gruntów do potrzeb budowlanych, badanych specjalistycznym sprzętem geotechnicznym, co przede wszystkim wymaga bardzo dobrej znajomości mechaniki gruntów. Zajmującą się tym dyscypliną, będącą obecnie specjalizacją uprawnień konstrukcyjno-budowlanych, jest geotechnika − interdyscyplinarna dziedzina nauki i techniki dotycząca badań podłoża gruntowego do celów projektowania, wykonywania i kontroli: budowli ziemnych i podziemnych, fundamentowania konstrukcji budowlanych, dróg linii kolejowych, lotnisk itp. [5], a powiązana z tym inżynieria geotechniczna zajmuje się projektowaniem i realizacją konstrukcji geotechnicznych.
Natomiast dokumentacja geotechniczna to dokumentacja techniczna zawierająca szczegółowe wyniki badań geotechnicznych gruntu, określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych, analizy i obliczenia oraz ustalenie geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych we wszystkich kategoriach geotechnicznych. Zagadnienia te są tak bardzo obszerne i istotne, że poświecono im 2 tomy jednej z 10 ogólnoeuropejskich norm Eurokod 7 – „Projektowanie geotechniczne” [3, 6].
Rolą dokumentacji geologiczno-inżynierskiej, wykonywanej dodatkowo w koniecznych przypadkach, jest uzupełnienie dokumentacji geotechnicznej, jeśli wystąpi potrzeba określania zjawisk i zagrożeń podanych w definicji.{mospagebreak}
Problem kwalifikacji
Wykonywanie badań właściwości gruntów do potrzeb budowlanych wymaga posiadania odpowiedniego wykształcenia i uprawnień.
Inżynier geotechnik oprócz bardzo dobrej znajomości mechaniki gruntów musi wykazywać wiedzę z takich dyscyplin, jak: matematyka, fizyka, chemia, geologia, oraz posiadać dobrą znajomość mechaniki budowli z wytrzymałością materiałów, hydrauliki, konstrukcji budowlanych i całego szeregu nowoczesnych technik i technologii geotechnicznych związanych z fundamentowaniem, budownictwem ziemnym i budownictwem podziemnym. Dyscypliny te oprócz 4 pierwszych nie wchodzą w programy studiów geologicznych, a zatem geolog w żadnym przypadku nie może zastąpić geotechnika. Inżynierów geotechniki zrzesza prawie półtysięczne stowarzyszenie Polski Komitet Geotechniki, będący krajowym odpowiednikiem światowej organizacji tych specjalistów.
Prawo budowlane w art. 12 określa, że samodzielną funkcją w budownictwie jest działalność związana z koniecznością fachowej oceny zjawisk technicznych. Komentarz do tego zapisu wyjaśnia, że funkcją tą jest także okazjonalne wykonywanie działalności związanej z koniecznością fachowej oceny tych zjawisk [1].
A zatem każda samodzielna działalność techniczna, w tym wykonywanie technicznych badań podłoża bez wymaganych uprawnień budowlanych, jest naruszeniem prawa. Jeśli każdy (jednorodny technologicznie) materiał budowlany musi uzyskać aprobatę wydaną w uprawnionej do tego instytucji, to badania właściwości gruntów wymagają równie wysokiego profesjonalizmu. Stąd też, jeśli każdy uczestnik procesu budowlanego musi ukończyć odpowiednie politechniczne studia i uzyskać uprawnienia budowlane, to absolwent geologii nie otrzymał nawet zarysu takiego przygotowania.
Podłoże gruntowe
Podłoże gruntowe jest częścią półprzestrzeni znajdującą się w zasięgu oddziaływania budowli, która wraz z fundamentem stanowi jej integralną całość, a w której rządzą prawa mechaniki, wytrzymałości materiałów
i hydrauliki. Określane w badaniach właściwości fizyczne i mechaniczne gruntów mają zatem bezpośredni wpływ zarówno na stateczność obiektu, jak i jego osiadania czy warunki realizacji. Zasięg tej strefy w każdym przypadku może być inny, co bardziej szczegółowo określają m.in. ustalenia normy fundamentowej [5], ale generalnie dla obiektów naziemnych głębokość ta jest nie mniejsza niż 5 m i na ogół nie przekracza 30 m.
Dlatego grunty tej strefy stanowią materiał budowlany, który musi być badany w podobny sposób jak inne materiały. Jednak w odróżnieniu od materiałów wytworzonych przez człowieka są one wytworem przyrody, przez co mają szczególnie złożone i skomplikowane właściwości, jakich nie da się ująć w tabelach, wykresach czy aprobatach. Było to powodem kształtowania, a potem powstania mechaniki gruntów będącej gałęzią mechaniki technicznej, której początki datowane są od ok. 230 lat. W ten sposób wraz z rozwojem inżynierii i budownictwa powstała nowa specjalność inżynierii nazwana początkowo geotechnologią, następnie geotechniką, a od wczesnych lat 70. inżynierią geotechniczną, w której mechanika gruntów i skał jest nauką podstawową i z której wywodzi się nowa specjalność zawodowa inżyniera geotechnika. {mospagebreak}
Badania podłoża gruntowego i skutki błędów
Norma gruntowa wydziela ponad 25 rodzajów gruntów. Ich techniczne właściwości mogą się zmieniać wraz ze zmianą: wilgotności, obciążeń, drgań, temperatur, czynnika czasu. Zależą one także od historii obciążenia i złożoności wynikających z współwystępowania tych uwarunkowań, które w każdym z gruntów mogą być inne.
Niestety, jak się ocenia, ok. 80% obiektów w Polsce posadawia się na podstawie dokumentacji wykonywanych przez osoby o uprawnieniach geologicznych VI lub VII kategorii. Polegają one na prostych wierceniach i sondowaniach dynamicznych (rys. 1), w czasie których najczęściej prowadzone są wizualne lub makroskopowe oceny rodzajów i stanów gruntów. Te orientacyjne dane stają się następnie podstawą do odczytywania obliczeniowych parametrów geotechnicznych z kilku uproszczonych i nie pozbawionych błędów wykresów i tabel normy [5].
W ten sposób projektant otrzymuje z tzw. badań jedynie kilka uproszczonych parametrów (kąt tarcia wewnętrznego фu, spójność – cu, moduły ściśliwości – M0, M, i gęstości – ƍ ), które najczęściej niewiele mają wspólnego z rzeczywistością. Są one następnie przyjmowane do skomplikowanych różnorodnych obliczeń projektowych stateczności czy odkształcalności podłoża, co decydująco wpływa na wymiary budowli.
Autorowi znane są dziesiątki błędnych powstałych w ten sposób dokumentacji. Opisuje je także literatura [2].
Na przykład ostatnio na podstawie błędnej dokumentacji geologiczno-inżynierskiej zaprojektowano i wybudowano we Wrocławiu 4-kondygnacyjny obiekt posadowiony na źle rozpoznanym podłożu, w tym na warstwie luźnych nawodnionych piasków, które dopiero na etapie robót fundamentowych zagęszczano metodą wibroflotacji. Niewłaściwe określenie parametrów podłoża i brak odpowiedniego dozoru geotechnicznego spowodowały kosztowne następstwa, m.in. 7-centymetrowe osiadania sąsiadujących części przyległych 40-letnich budynków, gdzie rozwarcia dylatacji ścian dochodziły do 6 cm.
{mospagebreak}
Potrzeby zmian uregulowań prawnych
Artykuł 34 pkt 4 Prawa budowlanego zbyt ogólnie określa, że „w zależności od potrzeb projekt budowlany powinien zawierać wyniki badań geologiczno-inżynierskich oraz geotechniczne warunki posadowienia”, które to warunki określa rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 1998 r. [8]. Podane są w nim m.in. kategorie geotechniczne gruntów i wymagane w tym celu rodzaje badań geotechnicznych, ale nie określa ono jednoznacznie, kto jest uprawniony do wykonywania tych czynności.
W ramach tego w złożonych uwarunkowaniach wykonuje się dodatkowo badania geologiczno-inżynierskie jako rozpoznanie głębszego podłoża.
Potrzeba jednoznacznego uregulowania tego zagadnienia jest niezwykle istotna. Poprzedni zapis Prawa geologicznego z 2001 r. [11] wyłączał prace dotyczące ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych z zakresu robót geologicznych – „będących wykonywaniem w ramach prac geologicznych wszelkich czynności poniżej powierzchni ziemi”. Natomiast obecna nowela tego prawa z 2006 r. [12] włączyła tą ściśle techniczną działalność w zakres robót geologicznych. Oznacza to, że w konsekwencji art. 31 tej ustawy roboty geologiczne, w tym geotechniczne warunki posadowienia, mogą ustalać jedynie te osoby, które zgodnie z § 8 i 9 rozporządzenia Ministra Środowiska [10] ukończyły studia na kierunkach geologicznych i posiadają tytuł zawodowy magistra geologii lub magistra inżyniera geologii i górnictwa. Z kolei art. 121 określa, że wykonywanie wierceń bez tych kwalifikacji jest karane grzywną. Uniemożliwia to geotechnikom wykonywanie badań terenowych przewidzianych w rozporządzeniu [8] do Prawa budowlanego.
Powstało zatem kuriozum prawne, gdyż ściśle techniczne uprawnienia w zakresie budownictwa nadawane są w Ministerstwie Środowiska przez komisje geologiczne nieprzygotowanym do tych zadań geologom. Jest to całkowicie sprzeczne z Prawem budowlanym, normą Eurokod 7 oraz z rozporządzeniem o samodzielnych funkcjach technicznych w budownictwie, które nadaje uprawnienia konstrukcyjno-budowlane o specjalizacji geotechnika.
Również drugie nowe rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie szczegółowych wymagań, jakim powinny odpowiadać dokumentacje geologiczno-inżynierskie ogłoszone w 2005 r. [9], nie ogranicza się do badań geologiczno-inżynierskich, które powinny sprowadzać się do oceny zagrożeń wynikających z procesów geologicznych, ale przypisuje geologom wykonywanie czynności ściśle technicznych, obejmujących badania i ustalenia przynależne dokumentacjom geotechnicznym, w tym m.in.:
określanie właściwości mechanicznych gruntów,
określanie założeń technicznych i konstrukcyjno-budowlanych obiektu,
ocenę stanu istniejących obiektów budowlanych,
opracowywanie wskazań dotyczących sposobu racjonalnego posadowienia obiektu,
opracowywanie wskazań dotyczących posadowienia obiektów na terenach morskich,
opracowywanie zaleceń do prowadzenia monitoringu wszystkich obiektów budowlanych, w tym nasypów, wykopów, kanałów, mostów itp.,
określanie przydatności gruntów z wykopów do budowy zapór ziemnych, obwałowań czy nasypów konstrukcyjnych.
{mospagebreak}
Podsumowanie
Pilnego uregulowania wymaga ustalenie kwalifikacji osób uprawnionych do ustalania geotechnicznych warunków posadowienia zgodnie z mającą obowiązywać od 2010 r. normą Eurokod 7. Powinno to jednoznacznie określić nowelizowane Prawo budowlane. Grunt, podobnie jak inne materiały budowlane, powinien być badany przez osoby posiadające wymagane kwalifikacje techniczne.
Ustalanie geotechnicznych warunków posadowienia powinno być całkowicie wyłączone z jurysdykcji Prawa geologicznego, a ściśle techniczne uprawnienia w zakresie budownictwa nie mogą być nadawane w Ministerstwie Środowiska przez komisje geologiczne nieprzygotowanym do tych zadań absolwentom geologii.
Dokumentacje geologiczno-inżynierskie nie mogą przejmować funkcji dokumentacji geotechnicznych, lecz zgodnie z ich zadaniem powinny ograniczać się do prog-nozy zjawisk i procesów geologicznych mających związek z projektowanym obiektem.
dr hab. inż. Krzysztof Parylak
prof. nadzw.
Zakład Geotechniki i Wód Podziemnych
Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu
Literatura
[1] B. Bodziony, P. Gniadzi: Prawo budowlane z komentarzem, Warszawa – Jaktorów 2003.
[2] B. Broś: Miejsce geologii w inżynierii i budownictwie. „Inżynieria i Budownictwo” nr 6 /1996.
[3] A. Bolt, B. Buca: Charakterystyka ENV 1997-3 oraz problemy jej wprowadzenia w Polsce. Konferencja naukowo-techniczna „Harmonizacja polskich norm geotechnicznych z systemem norm europejskich”, Pułtusk 1998.
[4] W. Mizerski, H. Sylwestrzak: Słownik geologiczny. PWN, Warszawa 2002.
[5] Norma PN-81/B 03020. Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli.
[6] Oficjalne stanowisko Polskiego Komitetu Geotechniki
w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadowienia. http://www.geotechnika.org.pl
[7] S. Pisarczyk: Geoinżynieria. Metody modyfikacji podłoża gruntowego. Oficyna Wydawnicza Politechniki
Warszawskiej 2005.
[8] Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych
i Administracji w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych (Dz.U.
Nr 126, poz. 839), 1998 r.
[9] Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie szczegółowych wymagań, jakim powinny odpowiadać dokumentacje hydrogeologiczne i geologiczno-inżynierskie (Dz.U. Nr 201, poz. 1673), 2005 r.
[10] Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie kategorii prac geologicznych, kwalifikacji do wykonywania i kierowania tymi pracami oraz sposobu postępowania w sprawach stwierdzania kwalifikacji (Dz.U. Nr 124, poz. 865), 2006 r.
[11] Zmiana ustawy – Prawo geologiczne i górnicze
(Dz.U. Nr 110, poz. 1190), 2001 r.
[12] Zmiana ustawy – Prawo geologiczne i ustawy o odpadach (Dz.U. Nr 90, poz. 758), 2005 r.
ZAMÓW PRENUMERATĘ
Artykuł zamieszczony
w „Inżynierze budownictwa”,
marzec 2007.
