05.29.pdf

CZĘŚĆ PIERWSZA

1. Rodzaje i geneza gruntów budowlanych

CO TO JEST GRUNT?

Grunt – ośrodek rozdrobniony zbudowany z ziarn i cząstek tworzących ośrodek

porowaty. Między ziarnami i cząstkami działają siły znacznie mniejsze od

wytrzymałości wewnętrznej ziarn i cząstek. Pory mogą być puste lub wypełnione

wodą (częściowo lub całkowicie). Mamy więc ośrodek trójfazowy:

stały – tzw. szkielet gruntowy – oddzielne ziarna i cząstki, tworzące porowaty

układ,

ciekły – wody wypełniającej pory:

- całkowicie – w strefie poniżej poziomu wód gruntowych (w tzw. strefie

saturacji)

- częściowo – woda zawieszona lub wilgotność występująca powyżej poziomu

wód gruntowych (w tzw. strefie aeracji),

gazowy – powietrze wypełniające pory w strefie aeracji.

Grunt budowlany – tworzywo zewnętrznych warstw skorupy ziemskiej znajdujące

się w zasięgu wpływu obciążeń wznoszonych obiektów budowlanych, stanowiące ich

element lub służące do wykonywania z niego budowli ziemnych.

RODZAJE GRUNTÓW – na podstawie normy PN-86-B-02480

Najogólniej grunty budowlane ze względu na pochodzenie dzieli się na grunty:

a) naturalne — grunty, których szkielet (faza stała) powstał w wyniku procesów

geologicznych,

b) antropogeniczne — grunty nasypowe utworzone z produktów gospodarczej lub

przemysłowej działalności człowieka (odpady komunalne, pyły dymnicowe, odpady

poflotacyjne itp.) w wysypiskach, zwałowiskach, budowlach ziemnych itp.

Grunty naturalne z kolei dzieli się na:

a) g runty rodzime - grunty powstałe w miejscu zalegania w wyniku procesów

geologicznych (wietrzenie, sedymentacja w środowisku wodnym itp.).

b) g runty nasypowe - mogą być zarówno gruntami naturalnymi, jak i antropogenicznymi

powstałymi w wyniku działalności człowieka, np. w wysypiskach, zwałowiskach,

zbiornikach osadowych, budowlach ziemnych itp.

Grunty rodzime ze względu na zawartość części organicznych (I om ) dzieli się na:

a) grunty mineralne (I om < 2%),

b) grunty organiczne (I om > 2%),

Grunty mineralne ze względu na odkształcalność podłoża dzielimy na:

a) grunty skaliste - grunty rodzime, lite lub spękane o nieprzesuniętych blokach

(najmniejszy wymiar bloku > 10 cm), których próbki nie wykazują

zmian objętości ani nie rozpadają się (rozmakają) pod działaniem

wody destylowanej i mają wytrzymałość na ciskanie R c > 0,2 MPa.

b) grunty nieskaliste - grunty rodzime lub antropogeniczne nie spełniające warunków

dotyczących gruntów skalistych.

GENEZA GRUNTÓW

POCHODZENIA MIEJSCOWEGO

NANIESIONE

1. skały lite

1. deluwialne (zwietrzelinowe)

2. skały lite miękkie

2. aluwialne (rzeczne)

3. glacjalne (lodowcowe)

4. fluwioglacjalne (rz.-lod.)

5. eoliczne (wiatrowe)

6. morskie (osady denne)

7. zastoiskowe (organiczne)

8. gleba

3. grunty nielite:

- spoiste

- niespoiste

2. Badania geotechniczne lądowego i morskiego podłoża gruntowego.

Metody laboratoryjne i polowe .

4. Rodzaje i ruch wody w gruncie, wpływ na parametry geotechniczne

Woda w gruncie może występować w następujących stanach skupienia: gazowym, ciekłym

i stałym. Rodzaje wody w gruncie klasyfikuje się na podstawie jej stanu skupienia,

ruchliwości i wzajemnego oddziaływania . Na podstawie tych kryteriów wyróżnia się

następujące rodzaje wody w podłożu gruntowym:

jako para wodna,

związana, jako higroskopijna i błonkowata (silnie i słabo związana),

kapilarna (włoskowata),

wolna,

krystalizacyjna i chemicznie związana,

jako lód.

Woda znajdująca się w gruncie wpływa w znacznym stopniu na jego zachowanie się pod

obciążeniem oraz powoduje zmianę właściwości fizycznych i mechanicznych gruntów.

Woda związana w postaci wody higroskopijnej i błonkowatej utrzymuje się na

powierzchni cząstek gruntu dzięki działaniu sił przyciągania międzycząsteczkowego i

elektrycznego. Im większa jest łączna powierzchnia cząstek gruntu (powierzchnia właściwa ),

tym większa ilość wody zawartej w porach, w postaci pary lub ciekłej wody, może

przechodzić w postać wody związanej na powierzchni cząstek.

Woda higroskopijna – tworząca powłokę bezpośrednio przylegającą do ziarna – jest z nim

silnie związana, nie ulega sile przyciągania ziemskiego i nie przekazuje ciśnienia

hydrostatycznego, ma większą gęstość od wody wolnej (1,2-2,4 g/cm3 ), co nadaje jej cechy

ciała stałego.

Woda błonkowata tworzy jakby druga otoczkę wodną na powierzchni ziarna i dlatego jest z

nim luźniej związana. W miarę oddalania się od powierzchni ziarna właściwości wody

błonkowatej coraz bardziej zbliżają się do właściwości zwykłej wody ciekłej.

Woda wypełniająca w gruncie pory, stanowi układ połączonych ze sobą kanalików o różnej

średnicy ( rurki włoskowate, kapilary ), podnosi się powyżej wody wolnej w gruncie. Jest to

woda kapilarna ( włoskowata ) . Podnoszenie się wody w kapilarach jest wywołane

działaniem dwu zjawisk: przyczepności (adhezji ) wody do ścianek kapilary i napięcia

powierzchniowego wody.

Woda w stanie stałym (lód) ma istotne znaczenie na przemieszczanie się wody w gruncie i na

właściwości gruntu (np. wysadziny i przełomy na drogach). Woda wolna swobodnie wypełnia

pory w gruncie, całkowicie podlega działaniu siły ciężkości i wywołuje ciśnienie hydrostatyczne

na grunt

Woda podziemna występuje zazwyczaj w utworach przepuszczalnych (żwiry i piaski)

podścielonych utworami nieprzepuszczalnymi ( np. gliny , iły ). Wody podziemne są zasilane

bezpośrednio z powierzchni terenu przez filtrujące wody opadowe lub wody powierzchniowe

ze zbiorników wodnych i rzek oraz przez kondensacje pary wodnej znajdującej się w porach

gruntów.

W przestrzennym rozmieszczeniu wód pod powierzchnią terenu rozróżnia się dwie strefy:

strefę aeracji i strefę saturacji. Granica między nimi jest zwierciadło wody podziemnej,

nazywane powszechnie zwierciadłem wody gruntowej.

Strefa aeracji , czyli napowietrzenia występuje, między powierzchnią terenu a zwierciadłem

wody podziemnej. W strefie aeracji pory gruntowe wypełnione są powietrzem a woda

występuje w różnych postaciach.

Strefa saturacji , czyli nasycenia woda, występuje poniżej zwierciadła wody gruntowej. W

strefie tej wolne przestrzenie między ziarnami mineralnymi, wodą higroskopijna i

błonkowata, wypełnia woda wolna.

Ruch wody w warunkach naturalnych jest spowodowany siłami grawitacji ziemskiej,

dążącymi do wyrównania różnic poziomów wody w kanalikach gruntu otworzonych przez

pory.

Przepływ wody w gruncie nazywamy filtracją , zależy od uziarnienia, struktury i porowatości

gruntu oraz temperatury i lepkości wody. Im drobniejsze uziarnienie gruntu tym większe są

opory ruchu wody.

Ze względu na skomplikowany układ porów (kanalików) w gruncie i ich średnicę, cząstki

przepływającej wody mają różne i zmieniające się prędkości. Prędkości te są jednak znikomo

małe w stosunku do przepływu wody, np. w przewodzie wodociągowym lub rzece.

Najczęściej przepływ wód gruntowych jest ruchem laminarnym. Określenie prędkości

poszczególnych cząstek wody poruszających się w gruncie jest praktycznie niemożliwe,

dlatego do obliczeń przyjęto umowną prędkość, zwaną prędkością filtracji . Jest to prędkość,

z jaką poruszałaby się woda w gruncie, gdyby ruch ten odbywał się całym przekrojem, a nie

tylko porami.

Przepływająca przez grunt woda wywiera na szkielet gruntowy ciśnienie, które przezwycięża

siłę tarcia wody o ziarna i cząstki gruntu. Ciśnienie to w odniesieniu do jednostki objętości

gruntu nosi nazwę ciśnienia spływowego (hydrodynamicznego) i jest skierowane zgodnie z

kierunkiem filtracji (stycznie do linii prądu).

Wzajemne oddziaływanie wody i szkieletu gruntowego zmienia się, gdy rozpoczyna się

filtracja. Woda filtrująca przez grunt, wskutek napotkanych oporów ruchu, działa na szkielet

gruntowy. Powoduje powstanie sił filtracyjnych skierowanych zgodnie z kierunkiem filtracji

(stycznie do linii prądu). Siły te, odniesione do jednostki objętości gruntu, nazywa się

ciśnieniem spływowym lub ciśnieniem filtracyjnym.

Ruch wody w gruncie może spowodować zmiany jego struktury, a w następstwie zmiany

właściwości fizycznych i mechanicznych. Do najczęściej spotykanych skutków filtracji

należy sufozja. Sufozją nazywane jest zjawisko polegające na unoszeniu przez filtrującą

wodę drobnych cząsteczek gruntu. Cząstki te mogą być przesunięte do innego miejsca

szkieletu gruntowego lub wyniesione poza obręb gruntu. Wskutek tego powiększają się w

gruncie pory, a zatem zwiększa się współczynnik filtracji; może również ulec zwiększeniu

prędkość filtracji, co z kolei może spowodować wynoszenie coraz większych cząstek gruntu.

W wyniku tego mogą powstać kawerny lub kanały w gruncie; zjawisko przybiera wtedy

cechy przebicia hydraulicznego.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: