Ebook Gruntoznawstwo inżynierskie Stanisław Pisarczyk

Spis treści ebooka Gruntoznawstwo inżynierskie

Przedmowa 13

1. Wiadomości wstępne 15

1.1. Określenie gruntoznawstwa inżynierskiego 15
1.2. Pojęcie gruntu budowlanego i podłoża budowlanego 16
1.3. Właściwości gruntów a praktyka inżynierska fundamentowania 16
1.4. Gruntoznawstwo inżynierskie a nauki pokrewne 17

2. Podstawowe wiadomości o pochodzeniu skał i gruntów 19

2.1. Budowa skorupy ziemskiej 19
2.2. Procesy geologiczne 19
2.3. Podział skał ze względu na ich genezę 21
2.4. Zaburzenia tektoniczne i trzęsienia ziemi 25
2.5. Wietrzenie 26
2.6. Zjawiska krasowe 27
2.7. Utwory akumulacji rzecznej 28
2.8. Utwory akumulacji lodowcowej 30
2.9. Utwory eoliczne 32
2.10. Utwory zastoiskowe i organiczne 33
2.11. Gleba 33

3. Ogólna klasyfikacja gruntów budowlanych 35

3.1. Klasyfikacja gruntów budowlanych według PN-86/B-2480 35
3.2. Klasyfikacja gruntów według PN-EN ISO 14688:2006 38
3.2.1. Wprowadzenie 38
3.2.2. Rodzaje gruntów na podstawie uziarnienia 38

4. Fizyczne właściwości gruntów 42

4.1. Skład mineralny gruntów i jego wpływ na właściwości gruntów 42
4.2. Struktura i tekstura gruntów 45
4.3. Uziarnienie gruntów 46
4.3.1. Wprowadzenie 46
4.3.2. Oznaczanie uziarnienia gruntów 47
4.3.3. Wskaźniki uziarnienia gruntu 49
4.4. Cechy fizyczne gruntów 50
4.4.1. Rodzaje cech fizycznych 50
4.4.2. Gęstość właściwa gruntu 51
4.4.3. Gęstość objętościowa gruntu 52
4.4.4. Wilgotność gruntu 53
4.4.5. Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego 55
4.4.6. Porowatość i wskaźnik porowatości gruntu 55
4.4.7. Stopień wilgotności gruntu 56
4.4.8. Stopień zagęszczenia gruntów i stany gruntów niespoistych 57
4.4.9. Granice konsystencji, stopień plastyczności i stany gruntów spoistych 59
4.4.10. Wskaźnik plastyczności 62
4.4.11. Wskaźnik zagęszczenia. Wilgotność optymalna i maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego 64
4.4.12. Zależność między wskaźnikiem zagęszczenia i stopniem zagęszczenia gruntów niespoistych 70

5. Ruch wody gruntowej i zjawiska z nim związane 73

5.1. Rodzaje wody w gruncie 73
5.2. Podział wód podziemnych 75
5.3. Podstawowe warunki ruchu wody w gruncie 76
5.4. Filtracja. Prawo Darcy’ego 77
5.5. Filtracja w gruntach spoistych 78
5.6. Wyznaczanie współczynnika filtracji 79
5.6.1. Metody wyznaczania 79
5.6.2. Obliczanie współczynnika filtracji za pomocą wzorów empirycznych 79
5.6.3. Laboratoryjne metody wyznaczania współczynnika filtracji 80
5.6.4. Wyznaczanie współczynnika filtracji metodą badań polowych 82
5.6.5. Obliczanie współczynnika filtracji w gruntach uwarstwionych 85
5.7. Dopływ wody do studni i rowów 86
5.7.1. Określenia podstawowe 86
5.7.2. Wydatek studni 87
5.7.3. Dopływ wody gruntowej do rowu 88
5.8. Jednoczesne działanie zespołu studzien 90
5.9. Mechaniczne działanie wody na szkielet gruntowy 91
5.9.1. Wypór w gruncie 91
5.9.2. Ciśnienie wody w porach. Naprężenia całkowite i efektywne 92
5.9.3. Fizyczna interpretacja naprężeń całkowitych i efektywnych 93
5.9.4. Ciśnienie spływowe 95
5.9.5. Zjawiska w gruncie wywołane filtracją 96
5.9.6. Sposoby zabezpieczenia gruntów przed szkodliwym działaniem filtracji 98
5.10. Równania ruchu wody gruntowej. Siatka przepływu 99
5.10.1. Podstawowe równania ciągłości przepływu wody 99
5.10.2. Siatka przepływu (hydrodynamiczna) 101

6. Mechaniczne właściwości gruntów 104

6.1. Ściśliwość gruntów 104
6.1.1. Wprowadzenie 104
6.1.2. Określenie wielkości charakteryzujących ściśliwość i odprężenie gruntu 107
6.1.3. Związki teoretyczne pomiędzy wielkościami charakteryzującymi ściśliwość gruntu 110
6.1.4. Orientacyjne wartości liczbowe modułów odkształcenia i modułów
ściśliwości edometrycznej 111
6.1.5. Laboratoryjne badanie edometrycznego modułu ściśliwości 111
6.1.6. Badanie osiadania zapadowego – współczynnik zapadowości 117
6.2. Wytrzymałość gruntów na ścinanie 119
6.2.1. Wprowadzenie. Wzór Coulomba 119
6.2.2. Opór tarcia wewnętrznego i kąt tarcia wewnętrznego 120
6.2.3. Spójność 121
6.2.4. Badanie wytrzymałości na ścinanie w aparacie bezpośredniego ścinania 121
6.2.5. Badanie wytrzymałości na ścinanie w aparacie trójosiowego ściskania 123
6.2.6. Badanie wytrzymałości na ścinanie gruntów gruboziarnistych i kamienistych 131

7. Pęcznienie gruntów spoistych 135

7.1. Wprowadzenie 135
7.2. Badanie wskaźnika pęcznienia 136
7.3. Badanie ciśnienia pęcznienia 137

8. Podstawowe wiadomości z mechaniki skał 141

8.1. Uwagi ogólne 141
8.2. Ogólna charakterystyka skał i masywów skalnych 142
8.2.1. Określenie skał i masywów skalnych 142
8.2.2. Ogólna charakterystyka skał i masywów skalnych jako podłoża budowlanego 142
8.3. Parametry określające spękania i szczeliny w skałach 144
8.4. Właściwości fizyczne skał 145
8.5. Właściwości mechaniczne skał 146
8.6. Badania właściwości masywów skalnych w inżynierii wodnej 149
8.6.1. Rozpoznawanie masywów skalnych 149
8.6.2. Badania właściwości masywów skalnych 150
8.7. Geotechniczna klasyfikacja masywów fliszowych 160
8.7.1. Wprowadzenie 160
8.7.2. Klasyfikacja geofizyczna KFG 160
8.7.3. Klasyfikacja geotechniczna KF 161

9. Wpływ temperatury na właściwości gruntów 164

9.1. Wprowadzenie 164
9.2. Wpływ mrozu na grunty 164
9.2.1. Wiadomości ogólne 164
9.2.2. Tworzenie się wysadzin i przełomów 166
9.2.3. Określenie głębokości przemarzania gruntu 167
9.2.4. Kryteria wysadzinowości gruntów 169
9.2.5. Zabezpieczanie obiektów budowlanych przed wysadzinami i przełomami 169
9.3. Wpływ temperatury na właściwości fizyczne i mechaniczne gruntów 170
9.3.1. Wstęp 170
9.3.2. Wpływ temperatury na zmiany wilgotności gruntu 170
9.3.3. Wpływ temperatury na ściśliwość gruntów spoistych 172
9.3.4. Wpływ temperatury na wytrzymałość gruntów spoistych 173
9.3.5. Wpływ temperatury na zagęszczenie gruntów 175
9.3.6. Wpływ temperatury na wodoprzepuszczalność gruntów 175
9.3.7. Wpływ temperatury na przewodnictwo elektryczne gruntów 175

10. Wpływ drgań i wstrząsów na właściwości gruntów 177

10.1. Wprowadzenie 177
10.2. Tiksotropia gruntów 177
10.3. Upłynnienie gruntów 180
10.4. Wpływ drgań na parametry mechaniczne gruntów 182
10.4.1. Uwagi ogólne 182
10.4.2. Wpływ obciążeń dynamicznych na kąt tarcia wewnętrznego i spójność gruntów 182
10.4.3. Wpływ obciążeń dynamicznych na ściśliwość gruntów 183

11. Wpływ agresywnych zanieczyszczeń środowiska na właściwości gruntów budowlanych 185

11.1. Wprowadzenie 185
11.2. Rodzaje substancji zanieczyszczających grunty 186
11.3. Sposoby rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w gruncie 187
11.4. Wpływ zanieczyszczeń na właściwości fizyczne i mechaniczne gruntów 187
11.4.1. Wpływ oleju napędowego na właściwości fizyczne 187
11.4.2. Wpływ oleju napędowego na właściwości mechaniczne 189

12. Podstawowe metody wzmacniania i uszczelniania gruntów 191

12.1. Cel wzmacniania i uszczelniania podłoża gruntowego 191
12.2. Podstawowe metody wzmacniania i uszczelniania gruntów 191
12.2.1. Wymiana gruntu 192
12.2.2. Wstępne obciążenie gruntu 192
12.2.3. Dreny pionowe i metoda elektroosmozy 193
12.2.4. Zagęszczanie gruntów 194
12.2.5. Zastrzyki 195
12.2.6. Stabilizacja wgłębna gruntów 200
12.2.7. Zamrażanie gruntu 202
12.2.8. Spiekanie gruntu 203
12.2.9. Zbrojenie gruntów 204

13. Roboty ziemne 213

13.1. Wprowadzenie 213
13.2. Podział gruntów na kategorie i ich właściwości 213
13.3. Prace przygotowawcze przed robotami ziemnymi 216
13.3.1. Czynności wstępne 216
13.4. Wykonywanie wykopów 216
13.4.1. Rodzaje wykopów 216
13.4.2. Odwodnienie wykopów fundamentowych 218
13.4.3. Metody odspajania gruntu i wykonywania wykopów 222
13.5. Wykonywanie nasypów 223
13.5.1. Ogólne zasady wykonywania nasypów 223
13.5.2. Metody zagęszczania gruntów i kontrola jakości zagęszczania 226
13.6. Wykonywanie zasypki 228
13.7. Obliczanie robót ziemnych 228

14. Inżyniersko-geologiczna charakterystyka głównych rodzajów gruntów budowlanych Polski 229

14.1. Wprowadzenie 229
14.2. Ogólna charakterystyka naturalnych gruntów budowlanych wydzielonych obszarów 229
14.2.1. Obszary skał magmowych i metamorficznych 229
14.2.2. Obszary skał osadowych zdiagenezowanych 231
14.2.3. Obszary skał osadowych słabo zdiagenezowanych 233
14.2.4. Obszary gruntów osadowych niezdiagenezowanych 233
14.2.5. Obszary gruntów osadowych niezdiagenezowanych pochodzenia glacjalnego i rzecznego 235
14.3. Ogólna charakterystyka naturalnych gruntów nasypowych 243
14.4. Ogólna charakterystyka gruntów antropogenicznych 244
14.4.1. Odpady powęglowe 244
14.4.2. Odpady hutnicze 245
14.4.3. Odpady paleniskowe 245
14.4.4. Odpady komunalne stałe 246

15. Badania terenowe gruntów 248

15.1. Podstawy prawne wykonywania badań gruntów 248
15.2. Cel i zakres badań podłoża gruntowego 248
15.3. Podstawowe prace badawcze 249
15.3.1. Rodzaje prac badawczych 249
15.3.2. Wykopy, szybiki i otwory badawcze 249
15.3.3. Pobieranie próbek gruntu 254
15.3.4. Ustalanie położenia zwierciadła wody gruntowej i pobieranie próbek wody 254
15.3.5. Makroskopowe rozpoznanie gruntów według PN-88/B-04481 255
15.3.6. Makroskopowe rozpoznanie gruntów według PN-EN ISO 14688-1:2006 259
15.3.7. Sondowanie gruntów 259
15.3.8. Próbne obciążanie gruntów 267
15.3.9. Badania dylatometryczne 270
15.3.10.Badanie wytrzymałości gruntów sondami obrotowymi 273
15.3.11.Badanie gruntów spoistych przyrządami kieszonkowymi 275
15.4. Badania geofizyczne podłoża gruntowego 278
15.4.1. Ogólna charakterystyka badań geofizycznych 278
15.4.2. Badania elektrooporowe 279
15.4.3. Badania radioizotopowe 281
15.4.4. Badania sejsmiczne 285

16. Zasady ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych 289

16.1. Wprowadzenie 289
16.2. Rodzaje warunków gruntowych 290
16.3. Podział obiektów budowlanych na kategorie 290
16.4. Zakres badań geotechnicznych podłoża gruntowego 292
16.5. Opracowanie dokumentacji badań podłoża gruntowego 296
16.5.1. Zawartość dokumentacji 296
16.5.2. Zasady wyznaczania uogólnionych wartości parametrów geotechnicznych 298
16.5.3. Metoda statystyczna określania wartości parametrów geotechnicznych normowych i obliczeniowych według PN-81/B-03020 299
16.5.4. Określanie wartości parametrów geotechnicznych według Eurokodu 7 300
16.6. Dokumentacja geologiczno-inżynierska 301
16.6.1. Wiadomości wstępne 301
16.6.2. Wymagania, jakim powinna odpowiadać dokumentacja geologiczno - inżynierska potrzebna do posadowienia obiektów budowlanych 302

17. Naprężenie w ośrodku gruntowym 303

17.1. Założenia do wyznaczania naprężenia w ośrodku gruntowym w stanie sprężystym 303
17.2. Wyznaczanie naprężenia pierwotnego 303
17.3. Wyznaczanie składowych naprężenia od obciążeń zewnętrznych 305
17.3.1. Składowa pionowa naprężenia od siły skupionej 305
17.3.2. Składowa pionowa naprężenia od obciążenia ciągłego 306
17.4. Rozkład i wartości składowych naprężenia w podłożu w poziomie posadowienia fundamentów 309
17.5. Rozkład i wartości naprężenia w podłożu poniżej poziomu posadowienia fundamentów 311
17.6. Obliczanie naprężenia pod nasypami 313
17.6.1. Wprowadzenie 313
17.6.2. Rozkład naprężenia od obciążeń pasmowych równomiernych 313
17.6.3. Rozkład naprężenia od obciążeń pasmowych trójkątnych 315

18. Nośność i odkształcalność podłoża gruntowego 317

18.1. Wprowadzenie 317
18.2. Obliczanie nośności podłoża gruntowego według PN-81/B-03020 319
18.2.1. Wiadomości ogólne 319
18.2.2. Obliczenia I stanu granicznego według PN-81/B-03020 319
18.2.3. Obliczenia II stanu granicznego według PN-81/B-03020 324
18.2.4. Obliczenia osiadań fundamentów według PN-81/B-03020 324
18.2.5. Przebieg odkształceń w czasie 326
18.3. Obliczanie nośności fundamentów według PN-EN 1997-1:2008 Eurokod 7 331
18.3.1. Wprowadzenie 331
18.3.2. Warunki obliczeniowe stanów granicznych nośności fundamentów bezpośrednich według Eurokodu 7 332
18.4. Sprawozdanie stanów granicznych użytkowalności i obliczanie osiadań fundamentów według PN-EN 1997-1:2008 Eurokod 7 338
18.4.1. Stany graniczne użytkowalności 338
18.4.2. Obliczanie osiadań fundamentów 339

19. Stateczność zboczy i skarp 341

19.1. Ruch mas ziemnych i przyczyny jego powstawania 341
19.2. Podział osuwisk 342
19.3. Metody określenia zagrożenia osuwiskami 344
19.3.1. Rozpoznanie geomorfologiczne 344
19.3.2. Rozpoznanie geologiczne 344
19.3.3. Rozpoznanie hydrogeologiczne 345
19.4. Metody obliczania stateczności skarp i zboczy 345
19.4.1. Warunki stateczności zboczy 345
19.4.2. Stateczność skarp w gruntach niespoistych 346
19.4.3. Stateczność skarp w gruntach spoistych 348
19.5. -Ocena stateczności skarp metodą stanu granicznego nośności według PN - EN 1997-1:2008 Eurokod 7 353
19.5.1. Wprowadzenie 353
19.5.2. Stateczność skarp w gruntach niespoistych 354
19.5.3. Stateczność skarp w gruntach spoistych 355
19.6. Zabezpieczenie stateczności zboczy i skarp nasypów 356
19.6.1. Zabezpieczenie stateczności zboczy 356
19.6.2. Zabezpieczenie stateczności skarp nasypów 358

20. Parcie i odpór gruntu 360

20.1. Wprowadzenie 360
20.2. Założenia obliczeniowe według teorii Coulomba 361
20.3. Wyznaczanie parcia czynnego i odporu na ściany oporowe w gruntach niespoistych 362
20.3.1. Wyznaczanie parcia czynnego gruntu 362
20.3.2. Wyznaczanie parcia biernego 363
20.4. Wyznaczanie parcia czynnego i odporu na ściany oporowe w gruntach spoistych 365
20.5. Wyznaczanie parcia spoczynkowego gruntu 366
20.6. Wyznaczanie parć w podłożu uwarstwionym z naziomem obciążonym równomiernie 367
20.7. Zależność parcia czynnego i odporu od przemieszczeń i odkształceń ścian oporowych 367
20.8. Obliczanie parcia gruntu na obudowę wykopów 369

Literatura 370
Normy, instrukcje, wytyczne 374

Szczegóły ebooka Gruntoznawstwo inżynierskie