ggeoin geoin ynieria żynieria projektowanie...

GGeoinynieriaGeoinGeoinynieria

26 GEOINYNIERIA drogi mosty tunele 02/2009 (21)

Autor

Cele Eurokodu, historia polskiej normalizacji geo-technicznej

Ujednolicenie projektowania budowlanego w zjednoczonej Euro-pie, w krajach o rnej historii, klimacie, warunkach geologicznych jest wielkim wyzwaniem. Pocztkowo rzecz dotyczya 10 krajw, obecnie 27 i s dalsze moliwoci rozszerzenia Unii na pozostae kra-je Europy, a nawet kraje pozaeuropejskie.

Co najmniej krajw wiata stosuje w praktyce budowlanej standardy amerykaskie (czemu nie europejskie?). Postpujca glo-balizacja prowadzi do zbliania wiata, kurcz si odlegoci midzy miejscami na Ziemi, wszechogarniajca informacja dociera obecnie praktycznie w czasie rzeczywistym, do wszystkich ludzi na caym wiecie.

Osignicia techniczne, budownictwo, produkcja, handel maj charakter midzynarodowy. Ambitne obiekty wykonywane s przez midzynarodowe konsorcja, ludzi rnych kultur, religii, dowiad-czenia.

Potrzeba ujednolicenia defi nicji, zasad, metod projektowania i postpowania jest w tym przypadku oczywista. Su temu oglnie mwic NORMY STANDARDY. Pozwalaj one znacznie sku-teczniej porozumiewa si, skraca dyskusje, przyspiesza terminy, wyjania (nawet w sdach) nieporozumienia.

Tej idei su realizowane przez Uni Europejsk ujednolicone przepisy w dziedzinie budownictwa Eurokody.

W celu spenienia podstawowych wymaga z zakresu bezpiecze-stwa, uytkowalnoci w Eurokodach zakada si, e:

Podczas caego okresu ycia budowli, powinna ona zachowa zdol-no do uytkowania zgodnie z przeznaczeniem, przy utrzymaniu odpowiedniego stopnia niezawodnoci i ekonomiki.

Budowla powinna przenie wszystkie oddziaywania i wpywy powstae podczas procesu wykonywania i eksploatacji.

Budowla powinna by odporna na zagroenia, takie jak: ogie, eksplozje, uderzenia, czy konsekwencje ludzkich bdw.

W analizach i ocenach posugujemy si teori niezawodnoci, obecnie rwnie coraz czciej ryzyka. Przyjmujemy rne poziomy niezawodnoci w odniesieniu do nonoci i uytkowalnoci. Przy wyborze poziomu niezawodnoci naley uwzgldnia:

przyczyny oraz tryb wystpienia stanw granicznych; moliwe konsekwencje awarii z uwzgldnieniem wystpienia za-

groenia ycia, zdrowia lub wystpienia strat ekonomicznych; spoeczne i rodowiskowe warunki konkretnej lokalizacji; nakady fi nansowe i procedury konieczne do ograniczenia moli-

woci wystpienia awarii.W projektach wprowadza si pojcie zaoonego okresu uytko-

wania, wykorzystywane przy:

doborze oddziaywa projektowych (takich jak na przykad wiatr, czy wpywy sejsmiczne);

ocenach pogarszania si waciwoci materiaowych, np. w czasie; okrelaniu kosztw uytkowania budowli; okrelaniu strategii utrzymania obiektu oraz skutkw rozbirki,

tzw. budownictwo zrwnowaone.Budowla powinna by zaprojektowana w taki sposb, by procesy

niszczenia nie wpyway na jej trwao i zachowanie, przy przewi-dzianym poziomie konserwacji.

Eurokod zakada, e prowadzone s odpowiednie kroki co do dziaa organizacyjnych i kontroli na etapie wstpnych bada, pro-jektu, wykonawstwa, uytkowania i obsugi.

W Polsce za wdroenie systemu Eurokodw jest odpowiedzialny Polski Komitet Normalizacyjny. Komitety Techniczne PKN, zaan-gaowane w prace nad wdroeniem Eurokodw to: KT 102 ds. Podstaw Projektowania Konstrukcji Budowlanych KT 128 ds. Projektowania i Wykonawstwa Konstrukcji Metalo-

wych KT 180 ds. Bezpieczestwa Poarowego Obiektw KT 213 ds. Projektowania i Wykonawstwa Konstrukcji z Betonu

i Konstrukcji Zespolonych KT 215 ds. Projektowania i Wykonawstwa konstrukcji z Drewna

i z Materiaw Drewnopochodnych KT 251 ds. Obiektw Mostowych KT 252 ds. Projektowania Konstrukcji Murowych KT 254 ds. Geotechniki

Do padziernika 2008 r. ukazao si 28 Norm Europejskich z dzia-u geotechnika i 12 Specyfi kacji Technicznych, ktre maj chyba (?) nisz rang ni normy, lecz te opracowane i opublikowane s na podobnych co normy zasadach. Ogem jest to ogromny materia li-czcy ponad 2000 stron druku. Ranga tych norm jest rna od bar-dzo szczegowych, dotyczcych wykonawstwa geotechnicznego, czy procedur wykonywania bada laboratoryjnych (specyfi kacje), do zasadniczych, czy lepiej moe powiedzie norm podstawowych do projektowania, jak PN-EN 1997-1 Zasady oglne.

Przypomnijmy, e na starcie wykonywania Eurokodu 7 w 1981 r. przyjty by ukad czterech norm geotechnicznych: Eurokod 7.1 Zasady oglne Eurokod 7.2 Projektowanie z uwzgldnieniem bada laboratoryj-

nych Eurokod 7.3 Projektowanie z uwzgldnieniem bada polowych Eurokod 7.4 Normy wykonawcze

Ukad ten, w trakcie ponad 20-letniej pracy, ulega przeksztace-niom i zmianom. Pierwsze odeszy normy wykonawcze, bo na pew-no nie maj one walorw kodw (code). Nastpnie odeszy proce-dury bada. Obecnie po przyjciu przez CEN norm ISO mamy:

Projektowanie geotechniczneprof. dr hab. in. Lech Wysokiski - Instytut Techniki Budowlanej w Warszawie

Od klasyfikacji gruntw do monitoringu obiektu wedug norm europejskich.

Geoinynieria

27GEOINYNIERIA drogi mosty tunele 02/2009 (21)

Eurokod 2 normy (1997-1 i 1997-2) Normy dotyczce pobierania prbek 3 Normy dotyczce klasyfi kacji ska i gruntw 4 Normy dotyczce bada polowych 13 Normy dotyczce bada konstrukcji geotechnicznych (1 gotowa,

6 w planach) 7 Normy dotyczce wykonawstwa geotechnicznego 13 (w razie

zgaszania nowych technologii moe by wicej) Specyfi kacji dotyczcych laboratoryjnych bada gruntw 12

S to cznie 54 normy. Poza tym, w dziale Geotechnika PKN, mamy w systemie dawne polskie normy w liczbie 10. cznie system norm geotechnicznych liczy bdzie ponad 60 norm w 1994 r., kiedy wesza Ustawa o PKN byo ich 19. Nie mwimy tu o Euroko-dzie 8 Projektowanie na terenach sejsmicznych, ktry nie ma swojej komisji, a normy przyjte s bez tumaczenia. Wydaje si, e nalea-oby cz ich przetumaczy i przyj w jzyku polskim.

Nie wszystkie normy europejskie s ju gotowe, liczne kr w po-staci draft w, norm prbnych (Pr) czy ENV do wstpnego stoso-wania. Z norm geotechnicznych, ktre przyjte s do systemu pol-skiego ponad poowa jest ju przetumaczona, pozostae s w jzyku angielskim jako normy okadkowe (U).

W Polsce normy te s klasyfi kowane przez PKN jako: PN-EN-ISO polskie normy europejskie opracowane przez ISO PN-EN normy opracowane przez CEN PN normy opracowane przez PKN

Eurokodami s tylko dwie normy: PN-EN 1997-1 [1] Projekto-wanie geotechniczne. Zasady oglne i PN-EN 1997-2 [2] Projek-towanie geotechniczne. Rozpoznanie i badanie podoa gruntowe-go. Zgodnie z pocztkow ide, Eurokody powinny w momencie ich wprowadzenia by prawem, zatem stosowanie ich powinno chroni inyniera w przypadku awarii przed odpowiedzialnoci. Pozostae normy takiej rangi nie bd miay i zgodnie z zasadami normalizacji, ich stosowanie ma walor dobrowolnoci.

Przypomnijmy powojenn histori norm geotechnicznych dawniej wystpujcych pod nazw gruntw budowlanych, tak na-zywano te normy do 1994 r. Pierwsz norm powojenn bya opra-cowana w 1949 r. przez prof. R. Pitkowskiego norma PN/B-184 Klasyfi kacja gruntw i ich bezpieczne obcianie. Norma ta zawie-raa ca dostpn w tym czasie praktyczn wiedz geotechniczn do stosowania przy ocenach gruntw (wykonywaniu dokumentacji z bada podoa), ustalaniu warunkw posadowienia obiektu (pro-jekt) i wykonania fundamentw.

Trzeba zaznaczy, e wartoci podawanych dopuszczalnych obci-e w tej normie dla powszechnie wystpujcych w Polsce gruntw byy niskie. Przykadowo dla glin, glin piaszczystych na granicy sta-nw pzwartego i twardoplastycznego (dzi IL = 0) podawane byy wartoci napre dopuszczalnych 1,5 kg/cm2 (tj. 150 kPa). War-to naciskw dla piasku gliniastego, ktry w tej normie by grun-tem sypkim i podlega ocenie jak piaski na granicy stanw zwartego i redniozwartego (dzi ID = 0,66) w zalenoci od wilgotnoci, dla gruntw psuchych 2,0 kg/cm2 (200 kPa), a mokrych (pod wod) 1,0 kg/cm2 (100 kPa). Oglnie mona stwierdzi, e podawane war-toci byy bardzo zachowawcze, ostrone.

Druga norma polska, wydana w 1959 r. [5] autorstwa zespou pocztkowo (19501952) prof. R. Cebertowicza, W. enczykow-skiego, S. Hckla, nastpnie (19531955) prof. R. Cebertowicza,

Z. Wiuna, B. Rosiskiego. W kocu trzeci projekt wydany jako PN/59 B-03020, opracowany przez prof. S. Hckla, doc. Z. Wi-una i mgr in. Z. Kowalewskiego nosi nazw Grunty budowlane. Wytyczne wyznaczania dopuszczalnych obcie jednostkowych.

W tej normie, dla podanych wyej gruntw glin, glin piaszczy-stych przy identycznym stanie (IL = 0) naprenie dopuszczalne byo K2 = 3,0 kg/cm

2 (300 kPa); dla piaskw gliniastych, ktre w tej nor-mie stay si gruntem spoistym rwnie wynosiy K2 = 3,0 kg/cm

2 (300 kPa) bez wpywu wilgotnoci. Za opracowanie tej normy, po-niewa niosa znaczne oszczdnoci betonu uywanego do wyko-nania fundamentw, prof. Z. Wiun otrzyma nagrod pastwow (najwysze techniczne wyrnienie w PRL).

Norma z roku 1959 bya norm napre dopuszczalnych. Jednak podawaa wzr na naprenie graniczne oraz konieczne do oblicze wartoci wspczynnikw Nc, Nh, Nb, czyli ju zawieraa elementy stanw granicznych.

Nastpna norma Grunty budowlane. Posadowienie bezpo-rednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie [6] zostaa wydana w 1981 r. Ta norma, a waciwie ju wczeniejsza prbna wersja z 1974 r., byy oparte na zaoeniu stanw granicznych. Nor-m z 1974 r. opracowywa doc. Z. Kowalewski, a wersj z 1981 r. doc. Z. Kowalewski i mgr in. J. Pogorzelska z ITB.

Jeszcze na jeden fakt naley zwrci uwag. W normie 03020 z 1959 r. podane wartoci napre dopuszczalnych K2 poda-wane byy na gbokoci 2 m. Przy wikszych gbokociach posa-dowienia mona byo zwiksza liniowo warto dopuszczalnego nacisku, np. dla 3 m gbokoci, przy podanych przykadach gli-ny twp/pzw mona byo powikszy naprenie do d = 3,3 kg/cm2 (330 kPa), a na gbokoci 1 m dla tego gruntu naleao d przyjmowa 2,25 kg/cm2. Norma PN-B-03020 jest norm stanw granicznych, ktre kadorazowo naley wyznacza przy projekto-waniu posadowie. W omawianym przykadzie dla gliny (IL = 0), wartoci obliczeniowe (do projektowania) wynosi bd w przy-padku awy L : B > 10 i szerokoci 60 cm zagbionej na 1 m od poziomu terenu qf wynosi 1050 kPa 0,9 = 900 kPa. Jest to znacz-nie wicej ni pozwalaa przyj norma z 1959 r. Czsto warto-ci nonoci gruntw, obliczane na podstawie tej normy byy tak due, e projektanci z przyczyn konstrukcyjnych (i ostronoci) nie akceptowali ich wartoci, przyjmujc tradycyjne nisze, np. bliskie tym z 1959 r.

Norma PN/81-B-03020 oraz wczeniejsza z 1959 r. byy nakazo-we. Na kade odstpstwo od normy trzeba byo mie zgod Prezesa PKN.

Po 1994 r. norma 03020 znalaza si w wykazie Ministra norm ob-ligatoryjnych. Obecnie te jest powszechnie stosowana, cho nie ma ju rangi obligatoryjnoci.

Naley nadmieni, e przy projektowaniu wg stanw granicznych w EC 7 i 03020 (B/r) projektant przyjmuje w sposb przez siebie uzasadniony warto nacisku na grunt do projektowania i sprawdza, czy nie przekracza ona warunkw granicznych.

Trzeba powiedzie, e ju w normie z 1949 r. s stwierdzenia, kt-re kieroway projektowanie do stosowanych dzi zasad. Podajemy kilka wybranych stwierdze z normy PN/B-184 [7]:(1) W zwykych obliczeniach statycznych naprenia w podstawie

fundamentu naley przyjmowa wg oglnych wzorw wytrzy-maociowych na ciskanie i zginanie, uwzgldniajc niemoli-



wo powstania napre rozcigajcych midzy fundamentem a gruntem.

(2) W obecnym stanie nauki daje si obliczy naprenia w gruncie pod fundamentem na rnych gbokociach, o ile grunt zacho-wuje si pod obcieniem podobnie do cia sprystych lub te, jeeli odksztacenia gruntu przy ciskaniu s proporcjonalne do napre, co wedug spostrzee nad zachowaniem si gruntu pod obcieniami stosowanymi w praktyce w najoglniejszych wypadkach zachodzi.

(3) Odksztacenia powodowane wyciskaniem wody z porw grun-tu niekiedy mog przewleka si cae lata. Zdarza si to wwczas, jeeli pory s bardzo mae, jak np. w iach i glinach, w tyche gruntach na skutek zmniejszenia obcie zachodzi rwnie przebieg odwrotny, a mianowicie wchanianie wody.

(4) Jeeli budynek jest lekki i nieduy o 1, 2 kondygnacjach, a roz-poznawcze dane z ssiednich budynkw wskazuj, e podoe jest dobre, wwczas wystarcza zazwyczaj wykona d prbny

Norma PN/B-184, w odrnieniu od pniejszych, nie miaa cha-rakteru nakazowego. Zwracaa uwag, zalecaa przeanalizowa, nie podawaa te jednoznacznych rozstrzygni. W fi lozofi i podejcia blisza bya Eurokodom ni pniejsze normy nakazowe. Norma z 1959 r. opieraa si na wielkiej liczbie podsumowanych dowiadcze, bya norm dowiadczenia porwnywalnego (stwierdzenie z EC 7). Tysice ekspertyz dotyczcych posadowienia, wykonanych we wczesnych latach powojennych pod kierownictwem prof. Z. Wiuna w laboratorium ITB, pozwolio na opracowanie tabeli parametrw gruntw i dosy szczegow charakterystyk polskich gruntw.

Projektowanie geotechniczne (definicja)Termin geotechnika w praktyce inynierskiej pojawi si okoo

50 lat temu. Wczeniej w Polsce, np. w normach z 1947 r. ani 1959 r. sowo to nie wystpowao.

Na wiecie, wydaje si, gwn rol w przyjciu tego sowa ma pismo Geotechnique wydawane od 1948 r. W Polsce termin ten utrwalia ksika Z. Wiuna Zarys Geotechniki, Wyd. I 1976 r. [8].

Wedug Wiuna Geotechnika obejmuje bardzo szeroki zakres zagadnie teoretycznych i praktycznych, zwizanych z badaniem gruntw budowlanych oraz projektowaniem i wykonawstwem fundamentw budynkw i obiektw inynierskich, korpusw ziem-

nych, nawierzchni drogowych, kolejowych, lotniskowych, zapr ziemnych i betonowych oraz budowli podziemnych i gbokich wy-kopw, take w kopalniach odkrywkowych.

Geotechnika jest dyscyplin naukow, zajmujc si zastosowa-niem teorii naukowych i metod inynieryjnych, wykorzystujc wie-

dz o gruntach w celu ustalenia warunkw budowlanych na okre-lonym terenie pod projektowany obiekt. Wiedza geotechniczna jest wiedz interdyscyplinarn, wykorzystujc: geologi, hydrogeologi, mechanik gruntw, mechanik ska, gruntoznawstwo i wiele innych nauk pokrewnych.

Termin projektowanie geotechniczne jest w jzyku polskim ter-minem nowym, tumaczonym wprost z angielskiego: geotechnical design, Francuzi to tumacz: calcul geotechnique, Niemcy: En-twurf, Berechnung und Bemessung der Geotechnik.

Na pytanie, co wchodzi w zakres projektowania geotechnicznego wydaje si najlepiej odpowiada Zacznik B (Informacyjny) Plano-wanie bada geotechnicznych w EN 1997-2 (rys. 1).

ledzc dokadnie przedstawiony schemat dochodzimy do wnio-sku, e projektowaniem geotechnicznym jest rozwizywanie zada wsppracy obiektu z podoem gruntowym na wszystkich etapach budowy. Rysunek1 na nasze potrzeby mona interpretowa nastpujco: lewa strona to dane, ktre podsumowujemy w doku-mentacji bada podoa. S tu dane z wierce, sondowa, bada laboratoryjnych; s to wyniki bada statystycznie opracowane na tle oglnej wiedzy o terenie i danych geologicznych. Praw stron sta-nowi interpretacje, czyli jak to nazywa si dotychczas w naszym prawie geotechniczne warunki posadowienia. Badania wykonane w czci Badania geotechniczne s cise, sprawdzalne. Odbywaj si wg ustalonych procedur i niezalenie od osoby ich rezultat powi-nien by identyczny. Liczba bada, ich program powinny by takie, aby umoliwi wnioskowanie, ktre opisuje prawa strona rysunku. Z tych samych wynikw, ktre podaje dokumentacja bada pod-oa, mona wycign wnioski i poda dla odmiennych budowli rne parametry wsppracy konstrukcji z gruntem. Interpretacje bada gruntu dla obiektu wykonuje si w projekcie geotechnicznym. Z Eurokodu 7 wynika jednoznacznie teza o koniecznoci udziau geotechniki w caym procesie projektowania budowlanego i opraco-wywania w tym czasie kilku dokumentw geotechnicznych.

Eurokod formalizuje proces opracowywania projektu geotech-nicznego, zakada ustalenie granic dopuszczalnych zachowa kon-

1949 r. 1959 r. 1981 r. EC 2010

c c c c

gliny (IL 0) 20 25 22 40 25* 50

piaski gliniaste (IL = 0) 25 0 24 30 25 50

piaski rednie (ID = 0,67) 34 0 38 0 33 0

* czytane z wykresu (rys. 5 PN-03020) jak dla grupy gruntw: A grunty morenowe skonsolidowane

EC7 Czci 1-2

Projektowanie

Wybr wykonawcy

Badania geotechniczne

Proponowana budowla

Strategia projektowania geotechnicznego

Geologia Strategia projektowania

Planowanie i ponowna ocena programu bada EC7 Czci 1-2

projektowanie - geotechniczne - konstrukcyjne Specyfikacje

EC7, Czci 1 i 2

EC7 cz 1

Projekt geotechniczny

Program kontroli, nadzoru i monitorowania

Dokumentacja projektowa konstrukcyjna (fundamenty)

Model geotechniczny

Dokumentacja bada podoa

Wyniki bada

Model geologiczny

Wyniki bada

Badania laboratoryjne

Badania polowe

Sprawozdania

Pobieranie prb i normy dotyczce bada

Normy laboratoryjne

Kontrola i monitorowanie zwizane z utrzymaniem

Sprawozdanie z kontroli, nadzr i monitorowanie

Wykonawstwo robt

Eksploatacja budowli

Kontrola, nadzr i monitorowanie w czasie budowy

Sprawozdanie z kontroli, nadzr i monitorowanie

Studium wykonalnoci Projekt wykonawczy

Odbir budowli

Istniejce dane i dowiadczenia

Proponowana budowla

Ocena parametrw i wspczynnikw geotechnicznych

Geologia

Etapy bada podoa podczas projektowania geotechniczne-go, wykonawstwa i eksploatacji budynkwRys. 1.

Przykadowe parametry wytrzymaociowe gruntw (, c), zestawione z norm z rnych okresw

Tab. 1.

STABILATOR sp. z o. o.

STABILATOR Sp. z o.o. zajmuje si kompleksowym wykonawstwemspecjalistycznych usug budowlanych na terenie caej Polski.

W zakresie robt budowlanych na potrzeby drogownictwa oferujemy: wykonywanie posadowie wszelkich nowobudowanych obiektw infrastruktury drogowej, wzmacnianie fundamentw obiektw istniejcych, stabilizowanie, wzmacnianie i uszczelnianie podoa gruntowego pod nowobudowane i modernizowane drogi, zabezpieczanie gbokich wykopw fundamentowych, budow ekranw akustycznych.

STABILATOR sp. z o.o.81506 Gdyniaul. Stryjska 24

biuro: 80280 Gdaskul. Szymanowskiego 2

tel. / fax: 058 521 93 00 / [email protected]

BEZPIECZNIESOLI DNIE

KOMPLEKSOWO

1 2 3

1. Ekran akustyczny w Gdasku przy ul. Sowackiego.2. Wykonanie palisady z pali CFA na terenie Parku Handlowego Matarnia w Gdasku.3. Wykonanie kotwienia nowej konstrukcji Nabrzea Pomorskiego

w Porcie w Gdyni.



strukcji, zobowizuje do wykonywania kontroli, do wykonania programu monitorowania oraz opracowanie procedury reakcji na wykonane pomiary, a take plan dziaa interwencyjnych.

Podstawowa tre projektu geotechnicznego zgodnie z EN 1997-1 (2.8) to:

opis dziaki i jej otoczenia; opis warunkw w podou gruntowym; wartoci obliczeniowe, waciwoci gruntw i ska, w razie po-

trzeby cznie z ich uzasadnieniem; wykaz stosowanych norm i przepisw; geotechniczne obliczenia projektowe i rysunki; zalecenia dotyczce projektu fundamentw; wykaz zagadnie do sprawdzania podczas budowy lub wymagaj-

cych monitorowania.Tre Projektu geotechnicznego mieci si w pojciu Geotech-

nicznych warunkw posadowienia, ktre obok dokumentacji geolo-giczno-inynierskiej wymienione s w 34 Prawa budowlanego.

W komentarzu twrcw Eurokodu T. Orr i E. Farrell [9] (w wersji angielskiej) autorzy pisz:

Cz terminologii uytej w EC 7 moe zdawa si nieznana i obca. Wikszo terminw przyjto za EC 0 i jako takie stosowane s we wszystkich innych normach Eurocode, ale niektre wystpuj tylko w projektowaniu geotechnicznym. Wymienimy je:Comparable experience (dowiadczenie porwnywalne): defi niowa-ne jako udokumentowane lub inaczej, wyranie okrelone dane od-noszce si do podoa rozpatrywanego w projekcie, w ktrym wy-stpuj te same rodzaje gruntu lub skay, i dla ktrych spodziewane jest podobne zachowanie podoa oraz projektowana jest podobna budowla. Termin podkrela znaczenie informacji zdobytej lokal-nie. Zwrotu dowiadczenie porwnywalne uyto w miejsce po-wszechnego terminu tradycja inynierska, rutynowe rozwiza-nie uwaanego za oglnikowy i tym samym za niezadowalajcy.Design (projektowanie): proces decyzyjny, w ktrym okrelana jest geometria i charakter budowli i procesw wykonawczych. Projekty geotechniczne wg EC 7 uwzgldniaj wszystkie takie decyzje do cza-su zakoczenia budowy i obejmuj wszelkie zwizane dokumenta-cje projektu, sprawdzenia oraz warunki techniczne monitorowania i wymagania utrzymania budowli.

Prof. B. Lewicki [10] pisze, e termin design, w zalenoci od kontekstu, naley rozumie jako projektowanie, obliczanie lub wy-miarowanie. Projektowanie konstrukcji to termin oglny obejmu-jcy cao prac zwizanych z wykonaniem projektu budowli, a wic ustalenie koncepcji ustroju konstrukcyjnego, obliczenia i ksztato-wanie szczegw konstrukcyjnych Nie wszystkie decyzje wynika-j tylko z oblicze. Du rol ma tu dowiadczenie, a take intuicja inynierska.

Zwracamy na to szczegln uwag, by nie traktowa projektu geotechnicznego tylko jako obliczenia i projektowania fundamen-tw. Podkrelamy jeszcze raz, e projektowanie geotechniczne wyst-puje na wszystkich etapach budowy i utrzymania obiektu.

W Eurokodach polskich przyjto jednolit form tumaczenia i tak czasownik shall tumaczy si naley; should zaleca si, jest zalecane; can mona.

EC 7 podaje, e pewne czynniki albo wymagania bd: rozpa-trywane, brane pod uwag, oceniane czy wyznaczane. To, co te czasowniki dokadnie oznaczaj w EC 7, nie zostao zdefi niowane,

T. Orr i E. Farrell [9] sugeruj nastpujce defi nicje:To consider (rozpatrywa): oznacza uwane i racjonalne mylenie o skutkach danego czynnika w projektowaniu oraz podejmowanie decyzji na bazie dostpnych informacji, jaki moe by prawdopo-dobny efekt jego zastosowania. Rozpatrywanie czynnika moe wy-maga, lub nie, oblicze. Aby umoliwi rozpatrzenie wszystkich zwizanych czynnikw autorzy proponuj, aby sporzdza ich wy-kazy i odhacza rozpatrzone pozycje.To take into account (bra pod uwag): oznacza uwzgldnia wpyw lub skutek czynnika w procesie projektowania. Generalnie w EC 7 czasownik ten ma mocniejsze znaczenie ni rozpatrywa.To assess (szacowa): oznacza stosowanie procesu angaujcego pew-n kombinacj oblicze, pomiarw i dowiadcze porwnawczych dla uzyskania wartoci parametru lub sprawdzenia czy spenione s pewne kryteria.To evaluate (wyznacza warto): oznacza uzyskiwanie wartoci parametru przez pomiar lub obliczenie, na przykad wytrzymao gruntu, obcienie lub odksztacenie konstrukcji.Zasady te szanowano w tumaczeniu polskim EC 7.

Inna sprawa, e dzi w Polsce stawia si pytanie, ile jest osb przygo-towanych do wykonania projektu geotechnicznego. Normalny pro-jektant budowlany tego nie zrobi i nie bdzie chcia robi. Czynno t moe wykona tylko ta osoba, ktra dotykaa gruntw. Dzi osb, ktre mog by realnymi projektantami geotechnicznymi w Polsce jest mao. Normalny inynier budowlany po wyjciu z uczelni ma bardzo ma wiedz geotechniczn. Jeli w trakcie praktyki jej nie uzupeni, to czsto dziaanie normalnych projektantw budowla-nych jest przesunite bardzo daleko poza granice rozsdnej ostrono-ci w stosunku do gruntw i podoa. Mimo dobrych gruntw wy-konuje si zabiegi wzmacniajce podoe. U podstawy tych dziaa ley niewiedza i nieznajomo gruntw, ich waciwoci. Projektanta interesuje warto parametru, ktr naley podstawi do wzoru, aby uzyska wynik, a nie skd wzi si parametr geotechniczny, jak po-wsta, czy jest prawdziwy i z jak dokadnoci oddaje rzeczywisto. Projektanci nie uwzgldniaj przemian gruntu w trakcie obciania i pracy konstrukcji (Eurokod wprowadza nowe podejcie: cu wy-trzymao natychmiastow (bez odpywu) i , c parametry efek-tywne). Dalej naley zauway, e projektantami geotechnicznymi nie s geolodzy czy nawet geotechnicy, ktrzy tylko wierc, sonduj i opracowuj dokumentacje. Nie s te nimi profesorowie i wysoko wyksztaceni w geotechnice pracownicy uczelni, ktrzy znaj si na gruntach i konstrukcji, ale realnie mog tylko konsultowa, a nie wy-konywa projekty geotechniczne. Jest kilka fi rm konstrukcyjnych, w ktrych projektanci wasn prac zdobyli dowiadczenie w tej dziedzinie i ktrzy nie narzekaj na brak pracy s to w tej chwi-li jedyni realni projektanci geotechniczni. Projektuj oni gbokie posadowienia, zapory, elektrownie. Grupa ta jest nieliczna, nie ma wasnych laboratoriw, opiera si na badaniach innych (dokumenta-cjach). Osoby te s zdolne dobiera parametry do rodzaju konstruk-cji i projektowa je, biorc za nie odpowiedzialno.

Rozwj grupy projektantw geotechnicznych i poprawne umoco-wanie prawne w procesie projektowania jest spraw bardzo wan. wiadomo, e nieraz z nadmiernej ostronoci, spowodowanej cz-sto niewiedz, projektanci projektuj nieekonomicznie, robi bdy, przyjmujc ze parametry, ktre tumacz trudnymi gruntami lub zym rozpoznaniem, tak jakby, gdy rozpoznanie jest ze nie powinno

oferuje pomoc w doborze technologii i materiawgeosyntetycznych m.in. dla: posadowie konstrukcji obiektw w trudnych i bardzo trudnych warunkach geotechnicznych

konstrukcji cian oporowych i nasypw, drg tymczasowych

renowacji nawierzchni bitumicznych

zabezpieczania przed erozj oraz zazieleniania

odwodnienia terenu drenaem francuskim

przyczkw mostowych z gruntu zbrojonego

posadawiania i uszczelniania skadowisk odpadw

konstrukcji pod posadzkami hal przemysowych

systemw monitoringu oblicowania cian oporowych

wiadczy usugi projektowe i doradcze w zakresie geotechniki: doradztwa technicznego pomocy projektowej dla Inwestorw,

Projektantw i Wykonawcw projektw ekspertyz i analiz porwnawczych

wykonuje badania geotechniczne, m.in.: oznaczenia moduu odksztacenia podoa pyt VSS

badania wytrzymaoci gruntu na cinanie sond krzyakow

pomiary nonoci podoa gruntowego sond CBR

pomiar czaszy ugi ugiciomierzem dynamicznym FWD oraz Belk Benkelmana



si wymaga jego uzupenienia i potwierdzenia innymi badaniami. W kocu konstruktor odpowiada za obiekt i musi mie pewno, e dane do projektowania s odpowiednie. Jest to nie tylko prawo, ale i obowizek projektanta.

W dziedzinie badania gruntw i dokumentowania warun-kw geotechnicznych stan prawny w Polsce nie jest zadowalajcy. W chwili obecnej mamy w Prawie budowlanym 34.4 stwierdzenie, e projekt budowlany powinien zawiera: w zalenoci od potrzeb, wyniki bada geologiczno-inynierskich oraz geotechniczne warun-ki posadowienia obiektw budowlanych. rodowisko geotechnikw (Polski Komitet Geotechniki) uwaa, e czci projektu budowla-nego zawsze powinien by projekt geotechniczny (patrz defi nicja PN-EN 1997-1 p. 28), a nie dokumentacja geologiczno-inynierska oraz geotechniczne warunki posadowienia, jak to jest dzi w Prawie budowlanym.

Nie trzeba si ba projektu geotechnicznego. EC 7 mwi, e po-ziom szczegowoci projektu geotechnicznego rni si znacznie w zalenoci od rodzaju obiektu. Dla prostych projektw wystarcza-jca moe by jedna strona.

Naley podkreli, e potrzeba oceny podoa istnieje zawsze i stwierdzenie w zalenoci od potrzeb, wystpujce w polskim Pra-wie budowlanym, moe prowadzi do bdw i awarii.

Na podstawie delegacji wykonanej w 34.6 Prawa budowlanego wykonano zarzdzenie dotyczce ustalania geotechnicznych warun-kw posadowienia obiektw budowlanych (Dz. U. 126, poz. 839). Rozporzdzenie to ukazao si 24 wrzenia 1998 roku. Ze strony geotechnikw jest nacisk na nowelizacj tego Rozporzdzenia [11].

Rozporzdzenie opierao si o wstpne draft y EC 7 (1997 r.), wprowadzio do praktyki polskiej kategorie geotechniczne obiektw, stanowio powany krok w kierunku harmonizacji z Eurokodem. Po 10 latach stosowania i 5 latach od wejcia Polski do UE wymaga ono pilnej zmiany, tym bardziej, e zmieniono w tym czasie rwnie Pra-wo budowlane i Geologiczne. Zachowanie adu i logiki w badaniach geotechnicznych w oparciu o standardy europejskie wymaga pilnego prawnego uporzdkowania.

Nowe normy jako systemPrzepisy Unii Europejskiej o swobodzie wymiany towarw i usug

stanowi, e w niedalekiej przyszoci w caej Europie, we wszystkich przetargach publicznych i kontraktach na budow, stosowane bd Eurokody.

Wprowadzanie Eurokodu zakada, e: dane wymagane do projektowania s zbierane, rejestrowane i in-

terpretowane przez osoby z odpowiednimi kwalifi kacjami; konstrukcje s projektowane przez osoby z odpowiednimi kwalifi -

kacjami i dowiadczeniem; istnieje staa wsppraca midzy osobami odpowiedzialnymi za

zbieranie danych, projektowanie i wykonawstwo; zapewniony jest odpowiedni nadzr i kontrola jakoci w wytwr-

niach, warsztatach i na placu budowy; roboty s prowadzone zgodnie ze stosownymi normami i przepi-

sami, przez personel majcy odpowiednie kwalifi kacje i dowiad-czenie;

materiay i wyroby budowlane s uywane zgodnie z wymagania-mi niniejszej normy lub odpowiednimi przepisami, dotyczcymi tych materiaw i wyrobw budowlanych;

konstrukcje bd odpowiednio utrzymywane w celu zapewnienia ich bezpieczestwa i uytkowalnoci przez zaoony okres eksplo-atacji;

konstrukcje bd eksploatowane zgodnie z przeznaczeniem okre-lonym w projekcie.Zaoenia te powinny by uwzgldniane zarwno przez projek-

tanta, jak i uytkownika obiektu. W celu uniknicia wtpliwoci, za-leca si udokumentowanie zgodnoci z tymi zaoeniami w projekcie geotechnicznym.

Kade z podanych stwierdze wymaga komentarza czy rozwi-

Numer roboczy ISO Skrcony tytu normy

Wydanie EN/ISO lub PN

Badania geotechniczne Oznaczanie i klasyfi kowanie gruntw

14688-1 Cz 1: Oznaczanie i opis PN 2006

14688-2 Cz 2: Zasady klasyfi kowania PN 2006

14688-3 Electronic data exchange - soil TS pr2007

Badania geotechniczne - Oznaczanie i klasyfi kowanie ska

14689-1 Cz 1: Oznaczanie i opis PN 2006

14689-2 Electronic data exchange - rock TS pr2007

Rozpoznanie i badania geotechniczne - Pobieranie prbek metod wiercenia i odkrywek oraz pomiary wd gruntowych

22475-1 Cz 1: Techniczne zasady wykonania PN 2006

22475-2 Part 2: Sampling - qualifi cation criteria 2006

22475-3 Part 3: Sampling - conformity assessment 2006

Rozpoznanie i badania geotechniczne - Badania polowe

22476-1 Part 1: Electrical cone penetration tests pr 2007

22476-2 Cz 2: Sondowanie dynamiczne PN 2005 (U)

22476-3 Cz 3: Sonda cylindryczna SPT PN 2005 (U)

22476-4 Menard pressuremeter test 2009

22476-5 Flexible dilatometer test 2008

22476-6 Self-boring pressuremeter test 2009

22476-7 Borehole jack 2008

22476-8 Full displacement pressuremeter 2009

22476-9 Field vane test w przygotowaniu

22476-10 Weight sounding test TS 2005

22476-11 Fiat dilatometer test TS 2005

22476-12 Mechanical cone penetration tests 2008

22476-13 Plate loading test w przygotowaniu

Badania konstrukcji geotechnicznych

22477-1 Pile load test - static axially loaded compression test 2008

22477-2 Pile load test - static axially loaded tension testw przygotowaniu

22477-3 Pile load test - static transyersally loaded tension testw przygotowaniu

22476-4 Pile load test - dynamie axially loaded compression testw przygotowaniu

22476-5 Testing of anchorages w przygotowaniu

22476-6 Testing of nailing w przygotowaniu

22476-7 Testing of reinforced fi ll w przygotowaniu

Stan norm bada geotechnicznych PN, ISO i EN-ISO otoczenia Eurokodu (10/2008)

Tab. 2.

Geoinynieria


nicia. O ile Izby Budowlane uporzdkoway problem kwalifi kacji, to w geotechnice mamy z tym problem, s uprawnienia geologicz-ne, s certyfi katy PKG. Kariera geotechnika (badacza) nie uatwia zdobycia uprawnie budowlanych, std brak wystarczajcej liczby osb majcych formalne uprawnienia do projektowania znajcych si wystarczajco na gruntach i ich mechanice. Certyfi katy Polskiego Komitetu Geotechniki ma ok. 300 osb, by moe ranga ich powin-na by rwna uprawnieniom okoo budowlanym dla geotechnikw (dla osb, ktre z przyczyn formalnych nie mog uzyska uprawnie budowlanych).

Naley zauway, e tak jak projektant budowlany nie jest zainte-resowany metodami bada i oceny gruntu, tak geotechnik nie jest zainteresowany rozkadaniem zbrojenia w fundamencie.

Pomc tu moe wsppraca, ktr zakada Eurokod, ale z prak-tyki wiadomo, e wyglda to rnie. Projektant konstrukcji zawsze powinien dba o waciw jako danych geotechnicznych i nie oszczdza na ich koszcie zmuszajc, kiedy trzeba, inwestora do ich uzupenienia. Zakres projektu geotechnicznego jest znacznie bliszy potrzebom projektu budowlanego ni fakty zebrane w dokumenta-cji podoa.

Eurokod 7 wielokrotnie zwraca uwag na konieczno wsppracy uczestnikw procesu budowlanego, w ktrym zawsze bierze udzia geotechnik.

W tabeli 3 zestawiono Specyfi kacje Techniczne ISO, dotyczce bada laboratoryjnych gruntw. Wersje angielskie wydano w 2004 r. W kocowej fazie opracowania przez ITB s wersje polskie.

Opracowanie dobrego projektu geotechnicznego wymaga cise-go stosowania procedur i zasad podanych w Eurokodzie EN 1997-1 i 2 oraz licznych normach, ktre stanowi otoczenie Eurokodu. Nale- do nich procedury bada laboratoryjnych, polowych, klasyfi kacje. Mniejsze znaczenie na tym etapie maj normy wykonawcze, wane przy realizacji robt. Tabela 2 podaje zestawienie norm i specyfi kacji otoczenia EC 7 do stosowania w badaniach. Peny zestaw norm, nad ktrymi pracuje KT 254 podany jest na stronie internetowej PKN.

Projektowanie geotechniczne rozpoczyna si od uzgodnienia terminw i defi nicji. Pierwsza norma opracowana w KT 254 to PN-B-02481 Geotechnika [12]. Terminologia podstawowa, sym-bole literowe i jednostki miar (1998) jest ju norm zharmonizo-wan z Eurokodem 7. Zawiera wprawdzie tylko 86 terminw i de-fi nicji wskanikw geotechnicznych, ale stanowi dobr podstaw do pracy.

Klasyfikacje gruntwNastpn wan norm jest norma klasyfi kacji. Norm t przysto-

sowano do stosowania w Polsce [13] tak, by moga by atwo wpro-wadzona do praktyki. Norma ta bliska jest w zaoeniach do polskich norm klasyfi kacji, jest rna od stosowanej przez liczne kraje klasyfi -kacji midzynarodowej. W tych krajach wystpuje duy opr przed wprowadzeniem normy. Polska, wydaje si, naley w tym przypadku do czowki krajw przygotowanych do jej przyjcia.

Generalna rnica polega na tym, e nowa klasyfi kacja cznie traktuje frakcje drobne (fi ne) ilaste i pylaste i jest stricte klasyfi kacj makroskopow. Nie ma weryfi kacji. Do weryfi kacji w zaczniku do PN-EN-ISO 14688-2 podano skandynawsk (trjkt i kwadrat) klasyfi kacj.

Metod t przystosowano do polskiej praktyki [17] w postaci

trjkta (rys. 2c) i nowych polskich nazw gruntw. Gwna rnica polega na zmianie symboli gruntw na zrozumiae w caej Europie. Nastpia te redukcja liczby nazw rnych glin, z dziewiciu na jed-n glin, ktra moe by ilasta lub pylasta. Wan rol odgrywa w tej klasyfi kacji podawanie nazwy genetycznej (geologia) gruntu (np. glina zwaowa).

Do klasyfi kacji opracowano polski komentarz, ktry pozwala dosownie w cigu dwch godzin opanowa now klasyfi kacj (do-wiadczenie ze szkole w ITB).

Badania polowe i laboratoryjne, wartoci wypro-wadzone

Ostatnie lata przyniosy w Polsce ogromny potp w geotechnicz-nych badaniach polowych. Stao to si gwnie za spraw sondo-wa statycznych CPT, CPTU i DMT, bez ktrych waciwie nie opracowuje si ju powaniejszych dokumentacji. Rozwj kraju (silna zotwka) pozwalaj na zakup tego sprztu za granic. Kada liczca si fi rma geotechniczna posiada ju taki sprzt. Take licz-ba zestaww sond dynamicznych DPL, DPH DPSH jest taka, e zagszczenie piaskw ustala si ze znacznie lepsz dokadnoci ni jeszcze 10 lat temu.

Nowe inwestycje obecnie czsto wykonuje si na dostpnych te-renach. S to miejsca poprzednio niezagospodarowane ze wzgldu na wystpowanie na nich sabych gruntw. Ocena terenu, na ktrym wystpuj trudne warunki geotechniczne wymaga dobrego doku-mentowania. W warunkach wystpowania sabych gruntw mno si zbyt ostrone oceny, ktre sugeruj bardzo due zakresy wzmac-niania gruntw. Mona to uzna za chorob obecnych czasw. Lokalizacje obiektw bez geotechnicznych wzmocnie stanowi obecnie rzadko.

Znacznie mniejszy postp dokona si w badaniach laboratoryj-nych, ktre w znacznie mniejszej liczbie bada ni kiedy, ale zawsze, powinny sprawdza okrelenia polowe. Zwizane jest to z brakiem

Numer ISO Skrcony tytu Wydanie ISO

17892-1 Oznaczanie wilgotnoci 2004

17892-2 Oznaczanie gstoci gruntw drobnoziarni-stych 2004

17892-3 Oznaczanie gstoci waciwej - metoda pik-nometru 2004

17892-4 Okrelanie skadu granulometrycznego 2004

17892-5 Badanie edometryczne gruntw przy przy-rocie obcienia 2004

17892-6 Badanie penetrometrem stokowym 2004

17892-7 Badanie ciliwoci gruntw drobnoziarni-stych w jednoosiowym stanie napre 2004

17892-8Badanie w aparacie trjosiowego ciskania bez odpywu wody gruntw nieskonsolido-wanych

2004

17892-9 Badanie w aparacie trjosiowego ciskania gruntw nasyconych wod 2004

17892-10 Badanie metod bezporedniego cinania 2004

17892-11 Oznaczanie fi ltracji przy staym i obniaj-cym spadku hydraulicznym 2004

17892-12 Okrelanie granic Atterberga 2004

Specyfi kacje Techniczne ISO/TS 17892: Badania laboratoryjne gruntu

Tab. 3.



Porwnanie klasyfi kacji gruntw z norm z 1947 r., 1986 r. i proponowanej w systemie europejskim symbole, nazwy gruntw proponowa-ne w Polsce. Porwnujc klasyfi kacje naley zwrci uwag na drobne zmiany przedziaw frakcji gruntwRys. 2.

Wg PN/B-184Lp. Nazwy gruntw Lp. Nazwy gruntw

1 Iy 13 Piaski gliniaste

2 Gliny cikie 14 Piaski rnoziarniste

3 Iy chude 15 Piaski drobnoziarniste

4 Iy piaszczyste 16 Piaski rednioziarniste

5 Iy pylaste 17 Piaski gruboziarniste

6 Gliny 18 wiry

7 Gliny piaszczyste 19 Pospka

8 Gliny pylaste 20 wiry pylaste

9 Pyy 21 wiry gliniaste

10 Lesy i pyy lesowe 22 Pospka pylasta

11 Pyy piaszczyste 23 Pospka gliniasta

12 Piaski pylaste

Wg PN-86/B-02480Lp. Nazwa gruntu Symbol Lp. Nazwa gruntu Symbol

1 Zwietrzelina KW 14 Piasek gliniasty Pg

2 Zwietrzelina gliniasta KWg 15 Py piaszczysty p

3 Rumosz KR 16 Py

4 Rumosz gliniasty KRg 17 Glina piaszczysta Gp5 Otoczaki KO 18 Glina G

6 wir 19 Glina pylasta G

7 wir gliniasty g 20Glina piaszczysta zwiza Gpz

8 Pospka Po 21 Glina zwiza Gz9 Pospka gliniasta Pog 22 Glina pylasta zwiza Gz10 Piasek gruby Pr 23 I piaszczysty Ip11 Piasek redni Ps 24 I I

12 Piasek drobny Pd 25 I pylasty I13 Piasek pylasty P

Wg PN-EN-ISO 14688-1Lp. Rodzaj gruntu Symbol Lp. Rodzaj gruntu Symbol

1 wir Gr

8Piasek zapylony (zailony)

siSaclSa2 wir piaszczysty saGr

3 Piasek ze wirem (pospka) grSa

4Piasek drobnyPiasek redniPiasek gruby

FM SaC

9 wir ilastyPy ze wirem

grSigrclSisiGr

10 Glina pylastailastasaclSisasiCl

5 wir pylastywir ilasty (pospka ilasta)siGrclGr 11 Py Si

6wir piaszczysto-pylastywir piaszczysto-ilasty (po-spka ilasta)

sasiGrsiclGr

12 Py ilasty clSi

13 I Cl

7 Piasek pylasty ze wirem grsiSagrclSa14 I pylasty siCl

15 Zwietrzeliny

Johann Bartlechner Sp. z o.o.ul. Niemiecka 1, PL 47-143 Ujazd

Tel. 48 (0) 77/ 405 69 00Faks 48 (0) 77/ 405 69 50

e-mail: [email protected]

rury betonowe

rury elbetowe

rury do mikrotunelingu

profile jajowe

studnie perfekt

A4 proby.indd 2 2009-01-02 15:27:40



akredytowanych laboratoriw gruntoznawczych (waciwie s tylko na uczelniach czy instytutach). Brak ich w przedsibiorstwach czy fi rmach.

Nie mona si zgodzi z faktem, e wykonanie wierce, analiza makroskopowa i sondowanie s wystarczajcym materiaem do ocen podoa. Badanie laboratoryjne, sprawdzajce oznaczenia polowe, powinno by bezwzgldnie wykonywane. Wie si to np. z koniecz-noci, wynikajc z EC 7, ustalania wartoci cu spjnoci bez od-pywu. Konieczne take s stwierdzenia stanw gruntw spoistych, granulometrii, badanie konsolidometryczne.

Przejcie na Eurokody wymaga innej ni dotychczas procedury ustalania parametrw wytrzymaociowych. Eurokod wymaga war-toci wyprowadzonych (derived values). Warto wyprowadzona to warto parametru geotechnicznego okrelona z wynikw bada na podstawie teorii, korelacji lub dowiadczenia.

Wartoci wyprowadzone parametru geotechnicznego s zatem podstaw do wyznaczenia wartoci charakterystycznej tego parame-tru zgodnie z Czci 1. Eurokodu 7 (pkt. 2.4.5.2), a nastpnie usta-lenie wartoci obliczeniowej, przez zastosowanie wspczynnika cz-ciowego yM (wspczynnik materiaowy wg 2.4.6.2) zacznik A.

Waciwoci podoa (2.4.3) [1] gruntw lub ska podawane s do oblicze projektowych jako parametry geotechniczne. Mog by wyznaczane bezporednio z wynikw bada, przez korelacj, teori i dowiadczenie z innych dostpnych danych. EC 7-1 dopuszcza stosowanie parametrw normatywnych (2.4.5.2(12)P, wymaga tyl-ko, eby byy to parametry moliwie bezpieczne.

Dane geometryczne (2.4.4) [1], to poziom nachylenia powierzch-ni terenu, poziom wody, linie graniczne midzy warstwami, zarysy wykopw oraz wymiary konstrukcji.

Wartoci charakterystyczne parametrw geotechnicznych (2.4.5) s wartociami parametrw geotechnicznych i geometrycznych. Wartoci obliczeniowe mog by okrelane bezporednio lub z war-toci charakterystycznych przy zastosowaniu wspczynnikw cz-ciowych.

Wartoci wyprowadzone parametrw geotechnicznych mona lepiej zrozumie z pomoc rys. 3, pochodzcego z Czci 2. Euroko-du 7. Na rysunku pokazano take granic pomidzy Czci 1. (EN 1997-1) i Czci 2. (EN 1997-2) Eurokodu 7. Mona zauway, e wymagania dotyczce pomiarw waciwoci geotechnicznych, jak i ich wartoci wyprowadzone, nale do zakresu Czci 2. EC 7, pod-czas gdy okrelanie wartoci charakterystycznych i obliczeniowych jest regulowane w Czci 1.

Wartoci charakterystyczne parametrw geo-technicznych

Warto charakterystyczn waciwoci gruntu zdefi niowano w PN-EN 1997-1 jako ostrone oszacowanie wartoci wpywaj-cej na wystpienie stanu granicznego. A zatem wybrana musi by warto charakterystyczna w odniesieniu do danego stanu gra-nicznego, std parametr, np. , w kadej warstwie moe posiada odmienne wartoci charakterystyczne dla rnych mechanizmw zniszczenia stanw granicznych. Warto wpywajca na poja-wienie si stanu granicznego jest wartoci redni (tj. przecitn), okrelan z uwzgldnieniem efektu skali. Przykadowo w przypad-ku osuwiska zbocza angaujcego rozlege masy ziemne, rednia warto wytrzymaoci odpowiadajca za stateczno zbocza jest

redni wszystkich wytrzymaoci wzdu powierzchni polizgu. Mechanizm zniszczenia pojedynczego fundamentu palowego angauje znacznie mniejsze masy ziemne i jeli np. pal opiera si w sabej warstwie tego samego gruntu co zbocze, to rednia war-to odpowiadajca za stateczno pala bdzie nisza ni ta decy-dujca o statecznoci zbocza, a warto charakterystyczna wybrana do projektowania pala bdzie ostronym oszacowaniem wartoci lokalnej i bdzie bardziej ostrona (nisza) ni warto charakte-rystyczna tego samego parametru dla tej samej warstwy w caoci. Wyboru wartoci charakterystycznej dokonujemy dla wydzielonej warstwy gruntu.

Przy wyznaczaniu wartoci charakterystycznej naley rozpatrywa sytuacj, dla ktrej w danej warstwie wyniki tego samego parametru pochodzce z rnych bada mog si rni wartociami. Koniecz-ne moe si okaza stosowanie wspczynnikw przeliczeniowych do wynikw bada, tak aby mogy one reprezentowa zachowanie gruntu w poszczeglnych stanach granicznych.

Podstaw projektw geotechnicznych wg EC 7 jest fi lozofi a me-tody stanw granicznych, ktrej gwne cechy opisane zostay w pa-ragrafi e 2. EC 7 [2]. Uwzgldniaj one generalne wymagania jakie musz by spenione i czynniki, ktre maj by rozpatrzone w pro-jekcie, wybr obcie i parametrw materiau, wspczynniki czst-kowe obcie i parametry materiaw, obliczenia sprawdzajce stan zniszczenia i granic stanu przydatnoci eksploatacyjnej. Rwnie w paragrafi e 2. podano wymagania dotyczce prezentacji wynikw (geotechnical design report) w projekcie geotechnicznym.

Minimalne wymagania co do zakresu i jakoci bada geotech-nicznych, oblicze i nadzoru budowy powinny bra pod uwag zoono danego projektu i ryzyko w odniesieniu do mienia i y-cia. Stopie zoonoci projektowania geotechnicznego jest bardzo zrnicowany; od prostego dla lekkich konstrukcji na gruntach zwartych do konstrukcji zoonych, jak due konstrukcje wrali-we posadowione na sabych podoach lub w gbokich wykopach blisko starych budynkw. EC 7 wyrnia kategorie geotechniczne:

Schemat wyboru wartoci wyprowadzonych, charaktery-stycznych i obliczeniowych parametrw geotechnicznych wg EN 1997-2

Rys. 3.



1. kategoria to lekkie i proste konstrukcje, dla ktrych moliwe jest spenienie podstawowych wymaga na bazie dowiadczenia i jako-ciowych bada geotechnicznych, przy pomijalnym ryzyku mienia oraz konstrukcje skomplikowane, w bardzo trudnych warunkach geotechnicznych to 3. kategoria.

Kategorie geotechniczneKategorie geotechniczne zakadaj rne stopnie zoonoci pro-

jektowania geotechnicznego, w zalenoci od obiektu i warunkw w podou. W zalenoci od kategorii geotechnicznej rnicuje si wymagania, co do projektu geotechnicznego.

Problemy 1. kategorii mona rozwiza na podstawie dowiad-czenia i jakociowych bada geotechnicznych. S to obiekty, gdzie wystpuje mae ryzyko dla mienia i ycia.

Problemy 3. kategorii s na tyle trudne z racji zoonoci kon-strukcji lub podoa, lub wysokiej aktywnoci sejsmicznej, e nie podlegaj normalizacji i rozwizywanie ich jest poza postanowienia-mi Eurokodu. Wymagaj rozwiza indywidualnych, specjalnych i zaangaowania specjalisty geotechnika do zespou projektujcego obiekt. Eurokod i jego postanowienia dotycz zatem gwnie 2. ka-tegorii geotechnicznej. W 3. kategorii mog by konieczne, poza wymaganiami sformuowanymi w 2. kategorii (ktre powinny by spenione) rne inne dodatkowe wymagania, jak te moliwe jest wykonywanie analiz nowymi metodami, ktre nie s powszechnie stosowane.

Kategoria 2. obejmuje konstrukcje powtarzalne, fundamenty bez nadzwyczajnego ryzyka lub niezwykle trudnych warunkw grunto-wych i obcie. Kategoria 2. wymaga ilociowych danych geotech-nicznych i analiz, by speni podstawowe wymagania. Powinno si tu stosowa postpowanie znormalizowane zarwno w badaniach polowych i laboratoryjnych, obliczeniach, jak przy budowie.

Naley zauway, e w takim przypadku Eurokod normalizuje postpowanie w ok. 85% inwestycji. Zdaniem autora jedynie 15% nowych obiektw budowlanych naley do 3. kategorii. Obecno geotechnika w zespole projektujcym od pocztku projektowania przynosi wielkie korzyci. Pozwala na racjonalne ksztatowanie obiektu, wykopw, waciwej metody wzmocnienia podoa, dobr systemu konstrukcyjnego. Z alem naley zauway, e jest to post-powanie nader rzadkie (jeli w ogle w praktyce wystpuje).

Zaproszenie geotechnika do zespou naley do konstrukto-ra, on bowiem rozumie i odpowiada za problemy posadowienia i powinien si domaga od inwestora oraz prowadzcego projekt zapewnienia odpowiedniej pomocy. Pewno siebie niektrych konstruktorw wiele razy naraona bya tu na szwank w zetkniciu z rzeczywistym gruntem, a zrealizowanym projektom daleko byo do optymalnoci. Fundamenty, wzmocnienia podoa stanowi zwykle kilka, kilkanacie procent kosztw budowy i s to pozycje kosztw, w ktrych najatwiej jest uzyska oszczdnoci, jak i uto-pi pienidze w bocie.

Sprawdzanie stanw granicznychEC 7 wymaga rozpatrywania wzajemnego oddziaywania midzy

konstrukcj i podoem. Oddziaywanie to, czsto zwane oddzia-ywaniem grunt-konstrukcja (wsppraca konstrukcji z podoem) jest procesem, w ktrym sztywno konstrukcji i sztywno podoa wpywaj na naprenia w konstrukcji i w podou, czego skutkiem

jest odksztacenie konstrukcji. Inny rodzaj oddziaywania konstruk-cja-podoe, to wpyw budowy na ssiadujce obiekty. Naley go bra pod uwag przy wykonywaniu tuneli, gbokich wykopw, wy-konywaniu pali, innych wzmocnie itp.

Zmiana rozkadu obcie konstrukcji statycznie niewyznaczal-nych z powodu oddziaywania podoe-konstrukcja, np. pod grup fundamentw stopowych ma tendencje do przenoszenia obcienia z partii ze sabszych na mocniejsze warstwy gruntu, zdolne do prze-niesienia takich obcie. Podobnie, odksztacenie grodzicy czy cia-ny oporowej powoduje zmiany rozkadu obcienia od parcia gruntu na cian. Std w konstrukcjach geotechnicznych zmiana rozkadu obcie w konstrukcjach statycznie niewyznaczalnych wywoana jest oddziaywaniem podoe-konstrukcja.

W Eurokodzie 7-1 podano cztery metody projektowania, ktre mona stosowa dla wykazania, e nie przekroczono stanw granicz-nych:

przeprowadzenie oblicze; zastosowanie wymaga przepisw; uycie modeli dowiadczalnych i prbnych obcie; uycie metody obserwacyjnej.

Wiksza cz EC 7 dotyczy oblicze. Czasami tylko obliczenia umoliwiaj projektowanie i w wielu sytuacjach dowiadczenie okre-la, ktra z metod obliczeniowych jest bardziej waciwa do wyko-rzystania. Podane cztery podejcia mona stosowa w kombinacji, np. w projektowaniu pali. Opr pala mona wyznacza z prbnych obcie, a nastpnie uywa tak okrelon warto w projektowa-niu fundamentw palowych. Tak naprawd, to w projektowaniu geotechnicznym wskazane jest stosowanie wikszej iloci metod ni jedna. Dowiadczenie, zwaszcza w miejscowych warunkach grunto-wych i podobnych projektach, jest szczeglnie wane przy korzysta-niu z kadych z ww. podej projektowych.

Podstaw fi lozofi i projektowania wg stanw granicznych przed-stawion w PN-EN1990[3] i std przejt w EC 7 jest to, e maj by rozpatrywane wszystkie moliwe przypadki stanw granicznych nonoci (awarii konstrukcji) oraz to, e naley weryfi kowa, czy nie przekroczono stanw granicznych dla kadej sytuacji projektowej. Naley wykaza, e przekroczenie jakiegokolwiek stanu graniczne-go jest dostatecznie mao prawdopodobne. W projektowaniu wg stanw granicznych kady ze stanw granicznych zniszczenia i uyt-kowania jest rozpatrywany osobno. Jednake praktycznie wiadomo z dowiadczenia, ktry stan graniczny bdzie decydujcy, a unikanie innych stanw granicznych mona wykluczy przez sprawdzenia kontrolne. Prawdopodobnie osuwiska s najpowszechniejszymi sta-nami granicznymi zniszczenia, a nadmierne osiadania fundamentw najpowszechniejszymi stanami granicznymi przydatnoci eksploata-cyjnej, z ktrymi spotykamy si w praktyce.

Analizowane w EC 7 stany graniczne to: EQU utrata rwnowagi konstrukcji lub podoa, rozpatrywa-

nych jako ciao sztywne, gdy wytrzymao materiaw konstruk-cyjnych i gruntu ma znaczenie nieistotne dla zapewnienia nono-ci;

STR wewntrzne zniszczenie albo nadmierne odksztacenie konstrukcji lub elementw konstrukcji, w tym np. fundamentw bezporednich, pali lub cian podziemia, gdy wytrzymao mate-riaw konstrukcyjnych jest istotna w zapewnieniu nonoci;

GEO zniszczenie albo nadmierne odksztacenie podoa, gdy



wytrzymao gruntu lub skay jest decydujca dla zapewnienia nonoci;

UPL utrata statecznoci konstrukcji albo podoa (utrata rw-nowagi pionowej) spowodowana cinieniem wody (wyporem) lub innymi oddziaywaniami pionowymi;

HYD wypitrzenie hydrauliczne, erozja wewntrzna lub przebi-cie hydrauliczne w podou spowodowane spadkiem hydraulicz-nym.Stanami w EC 7, ktre decyduj w przypadku posadowienia

budynkw s podobnie, jak w polskiej normie 03020, stany GEO, a wic nono i osiadania rzdz projektowaniem (s decydujce). Zwaszcza warunki uytkowalnoci s zwykle decydujce w projek-towaniu fundamentw.

Stany graniczne nonoci, ktrych np. rozwaenie przy projek-towaniu posadowienia bezporedniego jest niezbdne zestawiono w tabeli 4.

Sprawdzenie statecznoci oglnej podoa traktowane jest w EC 7, podobnie jak w naszej normie, jako odrbne zagadnienie. W EC 7 zasady wykonywania tych oblicze zawarte s w rozdziale 11 Sta-teczno oglna.

Stany graniczne 2 i 3 (tab. 4) nale do podstawowych stanw granicznych, ktrych sprawdzenie wymagane jest zawsze, w kadym przypadku projektowania posadowienia.

Stan graniczny 4 (tab. 4), polegajcy na cznym zniszczeniu konstrukcji i podoa, nie znajduje w normie adnego komentarza. W komentarzu do Eurokodu [19] podaje si jako przykad przypa-dek zaamania ciany szczelinowej.

Moliwo wystpienia stanw granicznych nonoci konstruk-cji w wyniku nadmiernych przemieszcze podoa wie si przede wszystkim z posadowieniem obiektu na szczeglnych terenach (dziaalnoci grniczej) lub w specyfi cznych warunkach gruntowych (grunty zapadowe, lessowe, kras). Z problemem tym mona mie rwnie do czynienia w przypadku koniecznoci realizacji gbokie-go wykopu w ssiedztwie istniejcego obiektu.

Zakres polskiej normy tych przypadkw nie obejmuje. Stwierdza si jedynie, e wymagaj one spenienia dodatkowych wymaga.

Podobnie jest w EC 7. Poza zaakcentowaniem moliwoci wyst-pienia stanu granicznego nonoci w wyniku przemieszcze podoa, adnych dodatkowych zalece odnonie do sposobw sprawdzenia tego typu stanu granicznego w normie nie ma.

Projekt geotechnicznyRozwizujc dowolne zadanie geotechniczne, pierwszym elemen-

tem, ktry musimy uzyska, jest model geologiczny terenu bada. Na model ten nakadamy uzyskane wyniki badania podoa.

Podczas wykonywania dokumentacji bada podoa powinnimy w oglnych zarysach zna dane o obiekcie, by np. ustala gboko rozpoznania, zwraca uwag na specyfi czne wymagania obiektu.

Wykonana dokumentacja bada, po uwzgldnieniu danych bu-dowlanych, suy do opracowania modelu geotechnicznego podo-a. Model ten zawiera wydzielone i przypisane im, po analizie doku-mentacji bada podoa, oceny parametrw.

Na podstawie analizy dokumentacji bada podoa, modelu geo-technicznego oraz bada uzupeniajcych wykonuje si projekt geo-techniczny. Bardzo czsto na tym etapie konieczne s sondowania lub wiercenia i badania ucilajce dane. Opracowanie to zawiera po-

dzia na jednostki przestrzenne (warstwy) oraz przypisuje warstwom okrelone dla danego obiektu wskaniki i parametry gruntw. Za-wiera, jeli trzeba, obliczenia i analizy wartoci osiada, nonoci podoa, statecznoci skarp zboczy, fi ltracji wyporu. Obowizkiem tej czci projektowania geotechnicznego jest specyfi kacja wszyst-kich stanw granicznych oraz pokazanie drogi eliminacji zagroe. Wnioskami z projektu geotechnicznego s podane metody wzmoc-nienia, metody palowania, ochrony przed wod i wilgoci itp. Cz-sto konieczne s np. obliczenia optymalizujce metody zabezpiecze obudw wykopw. Wnioski z geotechnicznych warunkw posado-wienia powinien opracowywa geotechnik z inynierem konstruk-torem obiektu.

Obliczenia konstrukcyjne, ksztatowanie fundamentw i zbro-jenie naley do projektu budowlanego i wykonuje je inynier kon-struktor. Czci geotechnicznych warunkw posadowienia czsto jest program kontroli, nadzoru i monitoringu podczas budowy. Pro-gram ten moe by wykonany jako osobny dokument (projekt).

OddziaywaniaW analizie sytuacji obliczeniowych, w celu zestawienia moliwych

stanw granicznych, naley ustali oddziaywania ich kombinacji i przypadki komunikacji.

Zaleca si uwzgldnienie w projekcie geotechnicznym nastpuj-cych czynnikw jako oddziaywania:

ciar gruntu, skay i wody; naprenia w gruncie; parcie gruntu i cinienie wody gruntowej; cinienie wody powierzchniowej, wczajc cinienie fal; cinienie wody gruntowej; cinienie spywowe; obcienia stae i przyoone od konstrukcji; obcienia naziomu; siy kotwienia lub cumowania; usunicie obcienia (odcienie) lub wykonanie wykopu; obcienie pojazdami; przemieszczenia spowodowane eksploatacj grnicz albo wyko-

nywaniem wykopw lub tuneli; pcznienie i skurcz spowodowane przez roliny, wpywy klima-

tyczne lub zmiany wilgotnoci; przemieszczenia zwizane z pezaniem lub osiadaniem mas grun-

tu; przemieszczenia zwizane z degradacj zmianami w skadzie mi-

Lp. Rodzaj stanu granicznego PN-81/B-03020 PN-EN 1997-1

1.Utrata statecznoci oglnej podoa + +

2.Wyparcie gruntu spod fundamentu + +

3.Polizg fundamentu po gruncie + +

4.czne zniszczenie w konstrukcji i podou +

5.Zniszczenie konstrukcji w wy-niku przemieszcze podoa +

+ wymagane nie wymagane

Stany graniczne nonoci w projektowaniu posadowie bez-porednich wg PN-81/B-03020 i PN-EN 1997-1

Tab. 4.

Geoinynieria


neralnym, samozagszczeniem i rozpuszczaniem gruntu; przemieszczenia i przyspieszenia spowodowane trzsieniami zie-

mi, wybuchami, drganiami i obcieniami dynamicznymi; skutki dziaania temperatur, w tym zamarzania; obcienie lodem; wstpne sprenie kotew gruntowych lub rozpr; tarcie negatywne.

Niesychanie wanym czynnikiem projektowania geotechniczne-go jest okrelenie poziomu wody gruntowej. Pooenie zwierciada wody gruntowej ma zasadnicze znaczenie w umoliwieniu oceny wielkoci cinienia wd infi ltracyjnych, izolacji i bezpieczestwa. Wiele awarii geotechnicznych, jak: osuwiska, wyniesienia podoa i rurocigw w wykopach, jest wynikiem wysokiego cinienia wd infi ltracyjnych lub nadmiernych przepyww wd gruntowych.

Uwzgldnienie zmian i wpywu rodowiska obejmuje take takie czynniki, jak: regionalne zmiany oglnego poziomu zwierciada wd gruntowych, np. obnienie poziomu tych wd w zwizku z wydo-bywaniem wody i kanalizacj lub, co obecnie ma miejsce w niekt-rych miastach (Londyn), podnoszenie si poziomu wd gruntowych z powodu ograniczonego pompowania. Inne czynniki rodowisko-we uwzgldniaj osiadanie z powodu usuwania wody przez korzenie ssiadujcych drzew czy zapadanie terenu, wywoane dziaaniem kopalni.

Szczeglnie trudne ustalenia dotycz wd powierzchniowych. Poprawne przyjcie cinienia wody, si od wody fi ltrujcej (cinie-nie spywowe) musz by wartociami najniekorzystniejszymi, jakie mog wystpi w obliczeniach wyjtkowych.

Takimi przypadkami s oddziaywania w czasie powodzi lub np. pknicie magistrali wodnej. Eurokod zaleca te rozwaa przypa-dek wzrostu cinienia wody wskutek nieprawidowej pracy systemu odwodnienia czy drenau.

Naley zauway, e parcie gruntu, ktre w pewnych sytuacjach jest oddziaywaniem, w innych jest oporem, np. odpr gruntu, ktry przeciwstawia si osuwaniu nie jest oddziaywaniem.

Obliczenia sprawdzajceW praktyce inynierskiej wikszo uzasadnie, e stan graniczny

nie jest przekroczony, wykazuje si przy pomocy oblicze.Sprawdzenie w EC 7 stanw granicznych nonoci podoa, po-

dobnie jak i w polskiej normie, polega na wykazaniu, e speniony zostaje warunek:

Ed Rd (1)gdzie:Ed warto obliczeniowa efektu oddziaywa (sia przekazywana

na podoe)Rd warto obliczeniowego oporu granicznego podoa

Eurokod przewiduje moliwo stosowania jednej z trzech pro-cedur postpowania, przy sprawdzaniu powyszego warunku. Pro-cedury te okrelone s mianem Podej. Norma wyrnia trzy podejcia. Rnice dotycz wartoci czciowych wspczynnikw bezpieczestwa, stosowanych w ocenie obliczeniowego efektu od-dziaywa Ed i oporu granicznego podoa Rd.



Wybr okrelonego podejcia pozostawia si poszczeglnym kra-jom. Zostanie on okrelony w zaczniku krajowym. W Polsce decy-zj KT 254 proponuje si podejcie 2. i 3. w odniesieniu do spraw-dzenia statecznoci oglnej.

W przypadku posadowie bezporednich, w ktrych z reguy nie mamy do czynienia z istotnymi efektami od obcie geotechnicz-nych (od gruntu lub wody), rnice pomidzy tymi podejciami sprowadzaj si tylko do rnic w sposobie liczenia obliczeniowego oporu granicznego.

Podany na wstpie warunek przyjmuje posta:podejcie 2. (F Frep) = R (xk) / R (2)podejcie 3. (F Frep) = R (xk /M) (3)

Jak wida przy podejciu 2., nono podoa liczymy przy charak-terystycznych wartociach parametrw i wynik dzielimy przez ogl-ny wspczynnik oporu R. W podejciu 3. nono podoa liczy si przy obliczeniowych wartociach parametrw wytrzymaociowych. Jak atwo stwierdzi, podejcie 3. jest analogicznie metod, jak poda-no w polskiej normie 03020.

Przyjmujc, e znane z mechaniki gruntw zalenoci suce do wyznaczania wartoci granicznych, np. wzory na stateczno zboczy, nono podoa, osiadania, nono pali itp., zawsze mamy koniecz-no ustalania oddziaywa i wartoci parametrw. W przypadku stosowania Eurokodu s to gwnie parametry charakterystyczne. Do wartoci parametrw stosuje si wspczynniki czciowe. Decy-zj KT 102 i KT 254 wartoci wspczynnikw czciowych, ktre mog by zmieniane w stosunku do podanych w tabeli. A zaczni-ka do normy EN 1997-1 w kadym kraju, w Polsce pozostaj bez zmian. Stanowisko to jest zgodne z postanowieniami np. Niemiec i wielu innych krajw.

Zmiany wspczynnikw czciowych decyduj o poziomie bez-pieczestwa. Porwnanie, ktre wykonano dla dawnych norm pol-skich (np. 03020) i EC 7 pokazuje, e rnice w wartociach para-metrw s nieistotne.

Tabela 5 pokazuje tablic A2 z zacznika normy PN-EN 1997-1 wartoci M dla parametrw geotechnicznych.

Stosowane powszechnie w obliczeniach, dla trwaych stanw (od-dziaywa) wartoci efektywne, porwnywane z obu norm, daj dla przyjtej przykadowo wartoci charakterystycznej jakiego gruntu: = 24; c = 20 kPawarto obliczeniowa wg EC 7

tg 24 = 25,1445,0

= 0,356 r = 19,6

cr = 25,120

= 16 kPa

warto obliczeniowa wg 03020r = 24 0,9 = 21,6cr = 0,9 20 = 18 kPa

uwzgldniajc konieczn w obliczeniach w metodzie B warto wspczynnika modelu m = 0,9 mamy: = 21,6 0,9 = 19,4c = 0,9 18 = 16,2 kPa

Bardziej szczegow analiz zagadnienia mona przeprowadzi na podstawie zada pokazanych w referatach W. Kotlickiego [21] i M. wiecy [22].

R. Frank [20] zwraca uwag, e: Gwna dyskusja podczas two-rzenia Eurokodu 7 dotyczya sposobu sprawdzania SG nonoci ULS w sytuacjach trwaych i przejciowych. Jednak sprawdzanie SG uytkowalnoci (SLS) jest zagadnieniem rwnie wanym we wsp-czesnym projektowaniu geotechnicznym. Znalazo to waciwy wyraz w Eurokodzie 7, ktry rzeczywicie czsto wymaga oblicze przemieszcze fundamentw i konstrukcji oporowych. W dotych-czasowej praktyce problem ten usiowano rozwiza przez ograni-czanie do stosunkowo maych wartoci bd nonoci podoa, bd te wzbudzanego oporu gruntu na cinanie. Sprawdzanie SG uyt-kowalnoci, realnie wprowadzone w Eurokodzie 7 (prognozowanie przemieszcze fundamentw), musi sta si powszechne w projekto-waniu konstrukcji. Obecnie to zagadnienie jest zbyt czsto pomijane w praktyce.

Trzeba podkreli, e znajomo osiada pozwoli w przyszoci na kontrol konstrukcji w caym cyklu jej ycia oraz kontrol zaoe i oblicze projektowych prostymi pomiarami geodezyjnymi. W tej chwili dla wielu obiektw trudno jest stwierdzi do momentu awarii, czy speniaj zaoenia projektu.

Nadzr robt, monitorowanie i utrzymanieTytu tego rozdziau odpowiada 4 EC 7. Zawarte s w nim nast-

pujce bardzo wane postanowienia:W celu zapewnienia bezpieczestwa budowli i jakoci robt nale-

y sprawdza i nadzorowa: procesy budowlane, w tym jako wykonawstwa, zachowanie konstrukcji podczas budowy i po jej zakoczeniu, eksploatacje konstrukcji.

Zakres nadzoru nad robotami budowlanymi i jakoci wykonaw-stwa oraz monitorowania zachowania konstrukcji podczas budowy i po jej zakoczeniu naley szczegowo okreli w projekcie geo-technicznym.

W ramach nadzoru nad procesem budowlanym i jakoci wyko-nawstwa zaleca si:

sprawdzenie susznoci zaoe projektowych, okrelenie rnic pomidzy rzeczywistymi warunkami gruntowy-

mi a przyjtymi w projekcie, sprawdzenie, czy budowa jest prowadzona zgodnie z projektem.

Zachodzi praktyczne pytanie, kto i za czyje pienidze ma to ro-bi. Czsto inwestor do momentu braku kopotw wykazuje brak zainteresowania tematem. Obecne przepisy o przegldach pozwalaj a okresowe obserwacje budynkw, ale dopiero waciwe prowadzenie ksiki przegldw z danymi o osiadaniach daje moliwo waciwe-go kontrolowania zachowania budynku w czasie jego eksploatacji.

Parametr gruntu Symbol Warto

Kt tarcia wewntrznego a 1,25

Spjno efektywna c 1,25

Wytrzymao na cinanie bez odpywu cu 1,4

Wytrzymao na jednoosiowe ciskanie qu 1,4

Ciar objtociowy 1,0a Wspczynnik ten stosuje si do wartoci tan

Wspczynniki czciowe do parametrw geotechnicz-nych (M)

Tab. 5.

Geoinynieria


Eurokod wymaga, by zakres sprawdzania, kontroli oraz bada terenowych i laboratoryjnych wymaganych do wykonywania nad-zoru nad budowl do jej monitorowania zaplanowa w fazie pro-jektowania.

Programy kontroli i nadzoruRozpoczcie budowy powinno uruchomi nastpny etap

dziaanie nadzoru geotechnicznego w trakcie budowy. Przy obiektach 1. kategorii jest to tylko odbir wykopu, ktry moe zrobi konstruktor. W obiektach 2. kategorii zada jest o wiele wicej. Nale do tego: kontrola zagszczenia zasypek, podbu-dw, wymian gruntw itp. Nadzr geotechniczny na budowie stanowi bardzo istotny element osigania waciwej jakoci prac ziemnych i fundamentowych. W Polsce, zwykle na rednich, cza-sem nawet duych budowach, geotechnika jeszcze nie ma i wy-konawca sam si ocenia, a inspektor nadzoru, bez sprawdzania (bada), akceptuje i przyjmuje roboty. Trzeba stwierdzi, e jest to niewaciwe.

Ostatnio obserwujemy (ITB) pewn popraw sytuacji. Na coraz wikszej liczbie budw w czasie caego procesu budowy istnieje stay nadzr geotechniczny.

Na przykad w zakres nadzoru geotechnicznego, na jednej z bu-dw (dane z umowy), wchodzi:

odbir gruntw rodzimych w dnie wykopw pod fundamenty; badanie zagszczenia podsypek pod posadzki; badanie zagszczenia podsypek pod fundamentami; badanie zagszczenia zasypek wok fundamentw;

ocena nonoci gruntu pod urawie budowlane; ocena nonoci gruntu rodzimego i warstw podbudowy dla drg

dojazdowych i cigw komunikacyjnych; badanie zagszczenia i uziarnienia kruszywa stosowanego do pod-

budowy drg dojazdowych i cigw komunikacyjnych; badanie-kontrola gruntw istniejcych wraz z ich porwnaniem

do wykazania w Programie Funkcjonalno-Uytkowym; analiza jakoci i przydatnoci gruntw do wbudowania w stosun-

ku do wymaga Programu Funkcjonalno-Uytkowego (badania zagszczenia i uziarnienia);

sporzdzenie sprawozda z nadzoru geotechnicznego.Monitorowanie naley prowadzi w celu sprawdzenia, czy kon-

strukcja zachowuje si zgodnie z zaoeniami poczynionymi podczas projektowania. Zapewnia to, e po zakoczeniu budowy konstruk-cja bdzie nadal zachowywa si zgodnie z wymaganiami.

Oglnie monitoring geotechniczny obejmuje: pomiary odksztace podoa spowodowane przez budowl; wartoci oddziaywa (cinienia wody);

sporadycznie take wartoci napre kontaktowych midzy podoem gruntowym

a konstrukcj.Naley dokonywa obserwacji przemieszcze, uplastycznienia,

statecznoci cian wykopw i jego dna; wpyw na ssiednie budynki i instalacje; zmiany parcia gruntu na konstrukcje oporowe; zmiany cinienia wody bdce wynikiem wykopu lub obcie. Wykaz ko-czy bezpieczestwo pracownikw w nawizaniu do stanw granicz-nych, ktre mog wystpi.



Przy planowaniu monitoringu naley uwzgldni moliwo przeciekw lub zmiany przepywu wody gruntowej, szczeglnie w przypadku wystpowania gruntw spoistych. Budowle, ktre wymagaj takiego monitorowania to: konstrukcje pitrzce wod, konstrukcje przeznaczone do ograniczenia fi ltracji, tunele, due kon-strukcje podziemne, gbokie podpiwniczenia, skarpy i konstrukcje oporowe, wzmocnienia podoa gruntowego.

Terminy wdroeniaProwadzone systematycznie przez kilkanacie lat (od 1994 r.)

prace przez Komitet Techniczny PKN nr 254 Geotechnika zbliyy moliwo przejcia w Polsce na normy geotechniczne. Przetuma-czone i przyjte gwne PN-EN 1997-1 i PN-EN 1997-2 oraz liczne normy z otoczenia Eurokodu klasyfi kacje, badania polowe, badania laboratoryjne, normy wykonawcze pozwalaj na projektowanie wg materiaw polskich.

PKN podaje nastpujcy harmonogram przejcia na Eurokody:

Moment ten jest wic bardzo blisko. Niemcy, ktrzy w znacznym stopniu tworzyli system i wprowadzili do niego wiele swoich rozwi-za testuj EN 1997-1 od czterech lat maj wic atwiejsz drog.

Podaj za [23] niemieck drog do EC 7 (rys. 4, rys. 5)Zwaszcza zharmonizowany DIN 1054 uatwi przejcie i projek-

towanie zharmonizowane z Eurokodem 7. Istnieje bogata literatura [33], w Europie opracowano kilka komentarzy [9][19][23][33] do Eurokodu, ktre pozwalaj zrozumie opracowany system.

Mimo, e oba Eurokody PN-EN 1997-1 i PN-EN 1997-2 maj szans by przyjte i podpisane przez Prezesa PKN do 1 stycznia 2009 r. to start Eurokodw w przypadku geotechniki naley wi-

dzie ok. marca 2010 r. Do tego czasu (przy zapewnionym fi nan-sowaniu ukaza musi si Zacznik krajowy i przynajmniej dwie normy uzupeniajce, tj. parametrw geotechnicznych gruntw Polski, posadowie bezporednich. Proponowane s jeszcze dwie pale, konstrukcje oporowe oraz komentarz pokazujcy przyka-dy postpowania. Tak metod przyjli Niemcy i Francuzi i wy-daje si, e inaczej Eurokod geotechniczny bdzie mia bardzo trudny start.

Bez tych materiaw tylko przyjcie EC 7 jako polskiej normy w jzyku polskim bdzie niewystarczajce do praktycznego dziaa-nia. Konieczny take bdzie system szkole i kursw regionalnych, ktry powinien obj kilka tysicy inynierw. Eurokodu 7 musz nauczy si geotechnicy w penym zakresie, jak i konstruktorzy w koniecznym. Konieczny zakres znajomoci Eurokodu dla kon-struktora szacujemy jako kurs dwudniowy 15 godzin zaj, ktre wska na moliwoci i puapki.

PodsumowanieTrzeba podkreli wan tez z Eurokodu 1. Mwi ona, e dobre

rozpoznanie warunkw gruntowych i jako bada geotechnicznych w wikszym stopniu wpywa na spenienie podstawowych wymaga ni dokadno modeli obliczeniowych i wspczynniki czciowe. Zasadnicz rol w wynikach oblicze projektowych odgrywaj przyjmowane do oblicze wartoci parametrw geotechnicznych.

Wprowadzenie w Polsce do projektowania Eurokodu wymaga jeszcze dalszych prac. Dotd ustalono wartoci wspczynnikw czciowych, okrelono podejcia projektowe, przygotowano zasady i materiay pozwalajce stosowa now klasyfi kacj gruntw PB-EN-ISO 14688.1, 14688.2 i 14689. Prowadzone s w miar moliwoci i rodkw prace nad dostosowaniem naszych nawykw i tradycji do projektowania zgodnie z Eurokodem [21][22][30][34]. W najbli-szej przyszoci przewiduje si wykonanie 4. polskich norm zharmo-nizowanych.

S to normy: Parametry geotechniczne gruntw polskich. Posadowienie bezporednie. Wzmocnienie gruntw i posadowienie na palach. Konstrukcje oporowe.

Opracowanie tych norm, do ktrych konieczne jest zebranie licz-nych danych, wymaga fi nansowania. Trzeba powiedzie, e brak jest zrozumienia we wadzach pastwowych (granty) dla sprawy. Nie ma te (nawet w planach) powoywania programw resortowych, kt-re fi nansowayby Eurokody. Moe PIIB byby w stanie sfi nansowa prace nad wykonaniem tych norm (kilka milionw zotych).

Podjcie decyzji przez KT 254, dotyczcych zintegrowania podej do projektowania z DIN i przyjcie tych samych wartoci wspczyn-nikw czciowych, pozwoli na wykorzystywanie programw obli-czeniowych, ktre wkrtce si uka i pozwoli na prostsze pokonanie dystansu polskim konstruktorom do stosowania Eurokodu.

Projektowanie geotechniczne jest procesem. W trakcie cyklu bu-dowy powstaj na rnych etapach dokumenty geotechniczne. Za-sadnicze znaczenie naley przywizywa do projektu geotechniczne-go, ktry w zaoeniach zawiera parametry geotechniczne i wytyczne dotyczce konstruowania fundamentw, i z ktrego bezporednio korzysta powinien konstruktor.

stycze 2009 marzec 2010 PN wasne krajowe PN, EN Eurokody

Harmonogram wdrania Eurokodu 7-1 (DIN EN 1997-1)

Harmonogram wdraania Eurokodu 7-2 (DIN EN 1997-2)

Rys. 4.

Rys. 5.



Wanym wskazaniem Eurokodu, ktre naleaoby powszechnie realizowa jest udzia geotechnika w obiektach 3. kategorii w proce-sie projektowania budowlanego od samego pocztku, tj. od zaoe czy studiw przedprojektowych. Udzia geotechniki w fazie do pro-jektu budowlanego i wykonawczego jest oczywisty i waciwie dzi tylko ten punkt jest realizowany. Geotechnika spenia istotn rol take w czasie budowy, realizujc nadzory geotechniczne, przez co poprawia si jako robt ziemnych i fundamentowych.

Istotny dla obiektw 2. kategorii geotechnicznej, a obowizkowy dla 3. kategorii jest monitoring geotechniczny.

Zadaniem monitoringu jest sprawdzenie zaoe projektowych z rzeczywistym zachowaniem budowli. Obiekty 3. i 2. kategorii geo-technicznej powinny mie ustalane wartoci prognozowanych osia-da, ktre naley sprawdza podczas monitoringu.

Wprowadzenie systemu Eurokodw wymaga wsplnych dzia-a PIIB (rodowiska inynierw), uczelni i instytutw (szkolenie), wadz pastwowych (zmiany przepisw). Jak kada dua, waka zmiana, wymaga przekonania o celowoci, determinacji i konsekwen-cji, a take czasu na pen akceptacj rodowisk budowlanych.

Referat zosta wygoszony w trakcie XXIV Oglnopolskich Warszta-tw Pracy Projektanta Konstrukcji. Wisa 17-20 marca 2009 roku.

Literatura[1] EN 1997-1:2004 Eurocode 7. Geotechnical design. Part 1. Ge-

neral rules PN-EN 1997-1 (2008) Eurocod 7: Projektowanie geotechniczne- Cz 1: Zasady oglne

[2] EN 1997-2 Eurocode 7: Geotechnical design. Part 2: Ground investigation and testin PN-EN 1997-2 Eurokod 7: Projekto-wanie geotechniczne. Rozpoznanie i badania podoa grunto-wego (tumaczenie polskie wersja do akceptacji Prezesa PKN 2008 r.)

[3] PN-EN 1990 Eurokod Podstawy projektowania konstrukcji[4] PN-74/B-03020 Grunty budowlane. Projektowanie i oblicze-

nia statyczne fundamentw bezporednich[5] PN-59/B-03020 Grunty budowlane. Wytyczne wyznaczania

dopuszczalnych obcie jednostkowych[6] PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpo-

rednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie[7] PN/B-184 Klasyfi kacja gruntw i ich bezpieczne obcianie[8] WIUN Z.: Zarys Geotechniki. Wyd. I 1976[9] ORR T. L. L. and FARRELL E. R.: Geotechnical Design to

Eurocode 7, Springer, London 1999[10] LEWICKI B.: Metoda stanw granicznych w zastosowaniu

do normy projektowania fundamentw[11] Rozporzdzenie ministra spraw wewntrznych i administracji

z 24 wrzenia 1998 r. w sprawie ustalania geotechnicznych wa-runkw posadawiania obiektw budowlanych. Dz. U nr 126 poz. 839

[12] PN-B-02481. Geotechnika. Terminologia podstawowa, sym-bole literowe i jednostki miar, 1998

[13] PN-B-02479:1998 Geotechnika. Dokumentowanie geotech-niczne, zasady oglne

[14] PN-B-04452:2002 Geotechnika. Badania polowe[15] PN-EN ISO 14688-1 Badania geotechniczne. Oznaczanie

i klasyfi kowanie gruntw. Czci: Oznaczanie i opis, 2006

[16] PN-EN ISO 14688-2 Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfi kowanie gruntw. Cz 2: Zasady klasyfi kowania, 2006

[17] WYSOKISKI L.: Wdraanie norm europejskich w polskiej praktyce geotechnicznej. Miedz. Targi Geologiczne Geolo-gia-2006, Warszawa, 6-7.06.2006

[18] GOBIEWSKA A., WUDZKA A.: Nowa klasyfi kacja gruntw wedug normy PN-EN ISO. GEOINYNIERIA drogi mosty tunele nr 4/2006

[19] FRANK R., BAUDUIN C, DRISCOLL R., KAVVADAS M., KREBS OVESEN N., ORR T., SCHUPPENER B.: De-signers Guide to EN 1997-1, Eurocode 7: Geotechnical design Part 1: General rules. Th . Telford, London 2004

[20] FRANK R.: Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne pre-zentacja zaoe. Inynieria i Budownictwo, nr 7-8/2007

[21] KOTLICKI W.: Projektowanie posadowie bezporednich wg EC 7 (w materiaach sesji)

[22] WIECA M.: Projektowanie pali wg Eurokodu 7 przykady oblicze (w materiaach sesji)

[23] SCHUPPENER B.: Die Festlegung charakteristischer Boden-kennwerte Empfehlungen des Eurocodes 7 Teil 1 und die Ergebnisse einer Umfrage. Geotechnik Sonderheft , 1999

[24] KOWALEWSKI Z., PIASKOWSKI A.: O wiarygodnoci prognozowania osiada budynkw wg PN-74/B-03020 oraz PN-81/B-03020. XXXIII Konferencja Naukowa KILiW, 1987

[25] MOTAK E.: Zagadnienia projektowania fundamentw bez-porednich na tle wybranych norm polskich i zagranicznych. Materiay konferencyjne ITB. Wyszkw 1989

[26] POGORZELSKA J.: II stan graniczny w wietle obserwacji budowli. Materiay konferencyjne ITB. Wyszkw 1989

[27] KOSISKI B.: Perspektywy wdraania Eurokodw geotech-nicznych. Inynieria i Budownictwo nr 6/2006, s. 318-322

[28] KOSISKI B.: Problemy wdraania normy EN 1997 Projektowanie geotechniczne. Inynieria i Budownictwo nr 7-8/2007, s. 361-364

[29] KONDERLA H.: Stateczno skarp i zboczy w ujciu Euro-kodu 7. GEOINYNIERIA drogi mosty tunele nr 2/2008 s. 26-28

[30] WYSOKISKI L.: Podstawy projektowania geotechniczne-go Klasyfi kacja gruntw, wydzielanie warstw, ustalanie pa-rametrw geotechnicznych z uwzgldnieniem nowych norm europejskich. XX oglnopolska konferencja Warsztat pracy projektanta konstrukcji, Wisa-Ustro, 14 marca 2005, tom I, s. 35-70

[31] WYSOKISKI L.: Wdraanie norm europejskich w polskiej praktyce geotechnicznej. Miedz. Targi Geologiczne Geolo-gia-2006, Warszawa, 6-7.06.2006

[32] WYSOKISKI L.: Information of Technical Committee of Polish Committee for Standardization, TC 254 (Geotechnics) about the Eurocode 7 implementation in Poland. ITB Warsaw, June 2008, 11 s

[33] SMOLTCZYK U. (editor): Geotechnical Engineering. Hand book t. I Ernst&Sohn, 2002

[34] GODLEWSKI T.: Wykonywanie i interpretacja bada polo-wych wedug PN-EN 1997-2 (w materiaach sesji)

ggeoin geoin ynieria żynieria projektowanie...

Documents