Trudne warunki gruntowe często wymagają indywidualnego podejścia, uznanie zyskują zatem metody półempiryczne na podstawie badań in situ i metody numeryczne.
Wiele czynników ma wpływ na lokalizację obiektu budowlanego. Biorąc pod uwagę funkcję planowanego obiektu, o jego lokalizacji najczęściej decyduje dostępność lub odległość od strategicznych miejsc. Pomimo że warunki gruntowo-wodne mają istotny wpływ na koszty i konstrukcję obiektu, to zazwyczaj nie są czynnikiem decydującym o budowie. W związku z tym inwestycje realizowane się w zróżnicowanych warunkach gruntowo-wodnych, często niekorzystnych do tradycyjnego posadowienia.
Trudne warunki dla posadowienia
Rozporządzenie [1] będące podstawowym aktem prawnym z zakresu geotechniki wyróżnia trzy poziomy warunków gruntowo-wodnych: proste, złożone i skomplikowane. Za warunki trudne należy uznać te zdefiniowane jako złożone i skomplikowane. Są to miejsca, gdzie występują grunty mineralne słabonośne (np. miękko-plastyczne spoiste lub bardzo luźne piaski) lub organiczne (torfy, namuły), zwierciadło wody gruntowej jest powyżej posadowienia lub istnieją niekorzystne zjawiska geologiczne typu sufozja, osuwiska, osiadanie zapadowe, zjawiska krasowe.
Układ warstw, skład gruntu i jego właściwości, a przede wszystkim parametry odkształceniowe i wytrzymałościowe są wynikiem działalności natury i warunkuje je przeszłość geologiczna. Obecność warstw słabonośnych w dużej mierze połączona jest z topografią i morfologią terenu. Korzystniejsze do posadowienia warunki występują zazwyczaj na wzniesieniach, natomiast niekorzystne – w obniżeniach terenu i dolinach rzek. Na zboczach, wraz z obniżaniem terenu, z reguły zwiększa się ilość materiału deluwialnego i koluwialnego, który spływa i zsuwa się przez lata z wyższych partii terenu. Najgorsze warunki występują w dolinach rzek, gdzie kumulują się niekorzystne czynniki. Na rys. 1 przedstawiono przykładowy przekrój z doliny Bystrzycy w Lublinie. Trudności w tym przypadku powodują: nasypy niekontrolowane, obecność gruntów organicznych, strop gruntów nośnych na zmiennym poziomie i wysoki poziom wód gruntowych. Problemy w realizacji fundamentów i części podziemnej obiektu wynikają nie tylko z budowy geologicznej. Czynnikami utrudniającymi prace są także m.in.: realizacja głębokich wykopów (często bez możliwości rozkopu), posadowienie w bezpośrednim sąsiedztwie istniejących obiektów (fot. 1), nadbudowa lub przebudowa istniejących obiektów ze zwiększeniem obciążeń na fundamenty, odkrycia archeologiczne. W zasadzie regułą jest, że gdy na danym terenie występują czynniki niekorzystne, to jest ich kilka i problemy się kumulują.
Fot. 1. Realizacja wykopu i prace fundamentowe w zwartej zabudowie, w granicy działki
Zobacz też:
Przemarzanie gruntu a projektowanie fundamentów
Wzmacnianie podłoża metodą ubijania, wymiana dynamiczna
Częstym i powszechnym problemem jest poziom wód gruntowych. Przy wysokim poziomie wód gruntowych należy go obniżyć na czas realizacji robót, a także zapewnić odpowiednio szczelną konstrukcję i izolację. Przy wykopie otwartym, bez zabezpieczenia, stosuje się pompowanie stałe (fot. 2). Wykorzystując przesłony przeciwfiltracyjne typu ścianki szczelne, szczelinowe lub palisady palowe, przy odpowiednim zagłębieniu w warstwie nieprzepuszczalnej, możliwe jest całkowite odcięcie dopływu (fot. 3).
Fot. 2. Fundamentowanie w trudnych warunkach. Realizacja wykopu z rozkopem, bez zabezpieczenia i obniżaniem zwierciadła wody gruntowej za pomocą igłofiltrów. Po ustaniu pompowania woda ponownie napływa do wykopu
Fot. 3. Fundamentowanie. Realizacja wykopu w zabezpieczeniu ścianki szczelnej z igłofiltrami
Polecamy też:
Ciepła płyta fundamentowa – sposoby zabezpieczenia przed wysadzinami mrozowymi
Projektowanie ciepłej płyty fundamentowej – wybrane problemy
Budowa na terenach o złożonej i skomplikowanej budowie geologicznej niesie ze sobą trudności na każdym z etapów inwestycyjnych, począwszy od koncepcji i projektowania, przez wykonawstwo aż do eksploatacji obiektu. Najważniejsze zdaniem autora zagadnienia, z jakimi należy się zmierzyć, zestawiono w tabeli. Wielu komplikacji podczas wykonawstwa i eksploatacji można uniknąć, odpowiednio projektując i planując inwestycję.
Tab. Zagadnienia do rozwiązania przy trudnych warunkach gruntowych
W dalszej części artykułu:
Metody fundamentowania
Podejście projektowe
Fundamentowanie w trudnych warunkach. PRZYKŁADY
 |
dr inż. Krzysztof Nepelski Politechnika Lubelska |
Bibliografia
- Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych.
- K. Gwizdała, Fundamenty palowe, t. 1, Technologie i obliczenia, PWN, Warszawa 2011.
- https://www.theconstructionindex.co.uk/news/view/record-breaking-piles-pass-load-tests.
- B. Kłosiński, Zasady i problemy projektowania mikropali według Eurokodu 7, „Geoinżynieria” nr 3/2014.
- M. Tarnawski, Zastosowanie presjometru w badaniach gruntu, PWN, 2007.
