Projektowanie geotechniczne w formule „buduj” oraz „projektuj i buduj” – założenia i praktyka na przykładzie projektów infrastrukturalnych – cz. I
Dokumentacja badań podłoża gruntowego (DBPG)
Dokumentacja badań podłoża gruntowego powinna być dołączona do projektu technicznego i jest elementem PB.
Zgodnie z rozporządzeniem [2] powinna być zgodna z Eurokodem 7 [5, 6] i powinna zawierać: opis metodyki polowych i laboratoryjnych badań gruntów, ich wyniki i interpretację, model geologiczny oraz zestawienie wyprowadzonych wartości danych geotechnicznych dla każdej warstwy. Dodatkowo powinna spełniać wymagania inwestorów [7, 8, 10]. Sporządzenie DBPG powinno być poprzedzone przygotowaniem programu badań geotechnicznych [7, 8, 10] oraz jego realizacją w zakresie polowym i laboratoryjnym. Jednym z podstawowych problemów obserwowany w DBPG jest prawidłowy podział na warstwy geotechniczne, który powinien opierać się przede wszystkim na zbliżonych parametrach geotechnicznych, a dopiero w dalszej kolejności na litologii i genezie. Z tego względu DBPG nie powinna być powieleniem DGI.
Projekt geotechniczny (PG)
Zgodnie z zapisami prawa budowlanego [1] projekt geotechniczny powinien być zawarty w projekcie technicznym (PT) i jest elementem PB. Zgodnie z rozporządzeniem [2] ma być zgodny z Eurokodem 7 [5, 6].
Zacytowane powyżej zapisy rozporządzenia [2] powinny być w projekcie geotechnicznym wypełnione konkretną treścią, analogiczną pod względem merytorycznym do zakresu i szczegółowości projektu budowlanego branży konstrukcyjnej. Powinny być w nim zawarte rozwiązania konstrukcyjne wszystkich zagadnień geotechnicznych występujących w danej sytuacji wraz z obliczeniami sprawdzającymi wymagane stany graniczne i z rysunkami technicznymi. Punktem wyjścia jest określenie charakterystycznych parametrów geotechnicznych na podstawie wyników i wartości wyprowadzonych w DBPG. W praktyce najczęściej parametry charakterystyczne określane są w DBPG, zazwyczaj nie przez projektanta. Jednak zgodnie ze schematem zamieszczonym w Eurokodzie 7 (rys. 1) stworzenie modelu geotechnicznego i określenie charakterystycznych wartości parametrów geotechnicznych na drodze ostrożnego szacowania mieści się w zakresie pierwszej części normy i powinno być realizowane przez projektanta geotechnicznego lub przynajmniej z jego udziałem. To projektant, tworząc odpowiedni rodzaj modelu, powinien określać przede wszystkim metodykę wyznaczenia parametrów charakterystycznych, zależnie od charakteru analizowanego problemu geotechnicznego. Kolejnym krokiem powinno być przyjęcie współczynników bezpieczeństwa, zależnie od przyjętej metody i podejścia obliczeniowego (zgodnego z załącznikiem krajowym), określenie wartości obliczeniowych parametrów i oddziaływań.
Podstawowym elementem PG jest sprawdzenie warunków nośności i osiadania oraz stateczności ogólnej zaprojektowanych konstrukcji/rozwiązań. W projekcie powinno być wykazane, że zaprojektowanie rozwiązanie jest bezpieczne i spełnia wymogi normowe. Kolejne elementy PG to specyfikacja badań niezbędnych do zapewnienia wymaganej jakości robót ziemnych i specjalistycznych robót geotechnicznych oraz określenie zakresu niezbędnego monitoringu wybudowanego obiektu budowlanego, obiektów sąsiadujących i otaczającego gruntu, w trakcie budowy i eksploatacji. Na etapie projektu budowlanego nie jest wymagana (ani potrzebna) typowa specyfikacja (STWiORB), ale wyspecyfikowanie rodzaju badań kontrolnych i sprawdzających właściwych dla danego rozwiązania niezbędnych do zapewnienia jakości. Podobnie w zakresie wymaganego monitoringu, który powinien być określony zarówno co do rodzaju pomiarów, jak i zakresu merytorycznego (obszarowego) oraz czasowego. Szczegółowe informacje, jak: lokalizacja punktów pomiarowych, ich konstrukcja, opis technologii pomiarów, częstotliwość, powinny być określone na dalszym etapie projektowania w PW i w STWiORB. Niektóre zagadnienia z elementów projektu geotechnicznego, jak np. stateczność skarp czy monitoring, są ujęte w wymaganiach GDDKiA (tom 2 i 3) [7].
Dokumentacja geologiczno-inżynierska
Zgodnie zapisami prawa budowlanego [1] dokumentacja geologiczno-inżynierska powinna być dołączona do projektu technicznego (PT), o ile jest wymagana. Z uwagi na fakt, że inwestycje infrastrukturalne klasyfikują się do II (i warunków złożonych) lub częściej III kategorii geotechnicznej, wymagane jest wykonanie DGI. DGI podlega prawu geologicznemu i górniczemu i powinna być wykonywana zgodnie z nim (DBPG podlega prawu budowlanemu). Sporządzenie DGI powinno być poprzedzone przygotowaniem projektu robót geologicznych. Całość podlega procedurom administracyjnym, które wymagają dodatkowego czasu. Również w zakresie DGI wymagania ujęte w wytycznych [7, 8, 10] przyczyniły się do poprawy jakości i ograniczenia skali błędów i braków, jednak z takimi samymi uwagami krytycznymi, jak w przypadku DBPG.
Najczęstsze błędy w dokumentacji badań podłoża gruntowego:
- traktowanie DBPG jako DGI z inną okładką – nieodróżnianie zasad wydzielania warstw geotechnicznych i geologicznych, w konsekwencji wydzielanie nadmiernej liczby warstw geotechnicznych (w rzeczywistości geologicznych), w wielu przypadkach nieróżniących się parametrami, co przy wartości nawet 30-40 (!) warstw skutecznie utrudnia wszelkiego rodzaju analizy obliczeniowe – oraz kopiowanie zawartości 1:1 z DGI (czasem nawet nie zmieniając w ogóle opisu, w znacznej części zbędnego w zakresie dotyczącym geologii);
- brak opisu metodyki wykonania badań i określenia poszczególnych parametrów geotechnicznych – nie wiadomo, jaki parametr, w jaki sposób i z wyników jakiego badania został wyprowadzony;
- niewystarczające okonturowanie (głębokościowe i obszarowe) gruntów problematycznych, przede wszystkim organicznych;
- określanie parametrów wytrzymałościowych bez jasnego rozróżniania wartości całkowitych i efektywnych, łącznie ze stosowaniem do tego celu w sposób niejawny normy PN-81/B-03020 (cu i φu);
- bezrefleksyjne stosowanie wzorów, nomogramów i korelacji do określania parametrów wyprowadzonych, np. na podstawie wyników badań sondą CPTu określono dla gruntów spoistych (woj. pomorskie) wartości wytrzymałości na ścinanie bez odpływu w wartościach nawet ponad 600 kPa (!) – wg normy PN-EN-ISO 14688-2 przy wartości ponad 300 kPa należy grunt opisywać jako skałę; określanie modułów dla gruntów organicznych z wyników sondowania CPTu bez korelacji z wynikami innych badań;
- stosowanie badania SLVT (badanie nienormowe, do stosowania pomocniczego) jako zamiennika badania FVT;
- wykonywanie badania FVT z ponadnormatywną prędkością ścinania;
- zbyt płytkie rozpoznanie w odniesieniu do przewidywanych konstrukcji (głębokość wzmocnienia lub podstaw pali);
- brak na kartach badań istotnych informacji, jak rzędna, współrzędne geodezyjne badania, co utrudnia wykorzystanie oraz weryfikację;
- nieprawidłowa likwidacja otworów, szczególnie istotny problem w przypadku występowania napiętego zwierciadła wody gruntowej;
- niedokładne określanie współrzędnych geodezyjnych badania – nieodpowiedni sprzęt, błędy pomiarowe lub określanie „na oko” skutkujące „dokładnością” rzędu co najwyżej ±10 m;
- stosowanie nieaktualnych norm do badań polowych i laboratoryjnych;
- określanie zawartości części organicznych bez podania metody, szczególnie istotne do celów klasyfikacyjnych;
- określanie wyników i wartości wyprowadzonych oraz parametrów charakterystycznych bez podania metodyki.
Projekt geotechniczny powinien zawierać:
- prognozę zmian właściwości podłoża gruntowego w czasie;
- określenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych;
- określenie częściowych współczynników bezpieczeństwa do obliczeń geotechnicznych;
- określenie oddziaływań od gruntu;
- przyjęcie modelu obliczeniowego podłoża gruntowego, a w prostych przypadkach – projektowego przekroju geotechnicznego;
- obliczenie nośności i osiadania podłoża gruntowego oraz ogólnej stateczności;
- ustalenie danych niezbędnych do zaprojektowania fundamentów;
- specyfikację badań niezbędnych do zapewnienia wymaganej jakości robót ziemnych i specjalistycznych robót geotechnicznych;
- określenie szkodliwości oddziaływań wód gruntowych na obiekt budowlany i sposobów przeciwdziałania tym zagrożeniom;
- określenie zakresu niezbędnego monitorowania wybudowanego obiektu budowlanego, obiektów sąsiadujących i otaczającego gruntu, niezbędnego do rozpoznania zagrożeń mogących wystąpić w trakcie robót budowlanych lub w ich wyniku oraz w czasie użytkowania obiektu budowlanego.
Mogą zainteresować Cię również
Wywiady
Piotr Litwa: Działalność człowieka spowodowała znaczny wzrost zapotrzebowania na wiele surowców oraz energię
Jakie wyzwania widzi Pan przed polskim górnictwem odkrywkowym w najbliższych latach? Piotr Litwa: Na 31 grudnia 2023 r. nadzorem i kontrolą urzędów górniczych objętych było ponad 7 tys. odkrywkowych zakładów górniczych oraz – dla porównania – 31 kopalń podziemnych. Oczywiście skala zakładów odkrywkowych jest bardzo zróżnicowana. Są to zakłady ob...
Drogi dla opon, opony dla dróg!
Według Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Samochodów (www.acea.auto) flota pojazdów silnikowych w Unii Europejskiej w 2021 r. liczy 249,6 mln samochodów osobowych oraz ponad 36,7 mln pojazdów użytkowych i autobusów. W 2021 r. flota samochodów osobowych w UE wzrosła o 1,2% w porównaniu z 2020 r. Taki wzrost obciążeń transportowych ma znaczący wpływ na zmniejszenie trwałości konstrukcji drogowych. Obecnie najpopularniejszym materiałem do budowy nawierzchni dróg są mieszanki asfaltowe. Wie...
Stan techniczny urządzeń obcych w kontekście trwałości konstrukcji mostowych – na podstawie własnych doświadczeń z przeglądów i diagnostyki
Nowe wzorce i standardy – wytyczne WR-M-72 Z uwagi na opisany w punkcie 2 najczęściej zły stan techniczny urządzeń obcych zostały opracowane stosowne wytyczne, które zdaniem zleceniodawcy i autorów mogą poprawić tę niezadowalającą pod względem technicznym problematykę. Idea powstania grupy wytycznych, m.in. dotyczących urządzeń obcych, wynikała z konieczności aktualizacji istniejących rozwiązań technicznych stosowanych w infrastrukturze komunikacyjnej w naszym kraju. Dynamiczna zmiana poziomu...
Rozkład uszkodzeń na profilu poprzecznym taśmy przenośnikowej Wdrożenie systemu DiagBelt+ w KWB Bełchatów
Projekt DiagBelt+ Celem projektu było obniżenie kosztów w obszarze gospodarki taśmami przenośnikowymi z wykorzystaniem zintegrowanego, mobilnego systemu diagnostycznego (o skrótowej nazwie DiagBelt+) do automatycznego badania i ciągłej diagnostyki stanu rdzenia taśm przenośnikowych z linkami stalowymi (które stanowią 97,3% wszystkich taśm stosowanych w KWB Bełchatów). System ma za zadanie wspomagać podejmowanie decyzji o naprawach i wymianach taśm w kopalni oraz informować o zagrożeniach zwią...
Betonowy tunel TS-04. Technologia i materiały
Etap I W pierwszym etapie wykonano nawierzchnię na pasach ruchu wolnym i awaryjnym. Docelowa szerokość pasma technologicznego wynosiła 6,10 m, podczas gdy układane pasmo miało szerokość 6,30 m i było układane od wewnętrznej strony na warstwie kruszywa 0/31,5 mm, uformowanego na całej długości pasma w odległości około 20 cm od projektowanej linii dylatacji. Od strony zewnętrznej, do bocznej części kapy chodnikowej na całej długości i wysokości układanego pasma, przyklejona została wstawka styr...
Zagrożenia naturalne w budowie i eksploatacji tuneli
Artykuł analizuje zagrożenia związane z budową i eksploatacją tuneli, zwracając uwagę na nowe ryzyka geologiczne, które nie są w pełni uwzględniane w tradycyjnych analizach opartych na danych statystycznych i modelach ruchu. Dane statystyczne wskazują, że zdarzenia w ruchu drogowym są powodowane przede wszystkim przez jego uczestników. W dotychczasowym modelu ruchu głównym sprawcą większości z nich jest człowiek. Niedostosowanie prędkości do warunków na drodze, niezachowanie ostrożności przez...
Nowoczesne programy wspomagające projektowanie mostów. Skrócona analiza
W artykule opisano programy komputerowe, które są obecnie używane do wspomagania procesu projektowania mostów. Projektowanie mostów to zadanie o ogromnym znaczeniu dla bezpieczeństwa i funkcjonalności infrastruktury krajowej. Aby zapewnić nośność, trwałość i spełnienie wszystkich wymagań formalnych zawartych w prawie budowlanym i normach projektowych, inżynierowie korzystają z zaawansowanych programów komputerowych. Te nowoczesne narzędzia umożliwiają precyzyjne analizy, symulacje oraz optyma...
Propozycja postępowania z zabytkowymi mostami kolejowymi
Propozycja zachowania części zabytkowej substancji mostów Przęsło mostu na rz. Odrze jako świadek historii Według studium prof. J. Biliszczuka ([3], s. 18): „Jedno z historycznych przęseł można ustawić obok z informacją historii przeprawy”. BPK Mosty s.c. opracowało wariant, który zakłada postawienie od strony górnej wody świadka historii – jednego dwutorowego przęsła mostu przez Odrę, powiązanego ze szlakiem pieszo-rowerowym (Odrzańska Droga Rowerowa). Przęsło poddane rewitalizacji stanowiło...
Propozycja postępowania z zabytkowymi mostami kolejowymi
Propozycja zachowania części zabytkowej substancji mostów Przęsło mostu na rz. Odrze jako świadek historii Według studium prof. J. Biliszczuka ([3], s. 18): „Jedno z historycznych przęseł można ustawić obok z informacją historii przeprawy”. BPK Mosty s.c. opracowało wariant, który zakłada postawienie od strony górnej wody świadka historii – jednego dwutorowego przęsła mostu przez Odrę, powiązanego ze szlakiem pieszo-rowerowym (Odrzańska Droga Rowerowa). Przęsło poddane rewitalizacji stanowiło...
Wartość rynku betonu towarowego w Polsce to już ponad 7 mld zł
W wyniku znaczącego wzrostu kosztów produkcji (kruszywa, cement, domieszki do betonu, siła robocza, logistyka i transport) w latach 2017-2022 rynek betonu towarowego w Polsce odnotował skokowy wzrost wartości, osiągając 7,5 mld zł. Pomimo przejściowego schłodzenia koniunktury w budownictwie długoterminowe prognozy dla rynku betonu towarowego prezentują się dość stabilnie. Na potrzeby raportu jako rynek betonu towarowego zdefiniowano działalność produkcyjną w zakresie wytwarzania betonu zarówn...
Kalendarium
Relacje
XXXIII Konferencja „Aktualia i perspektywy gospodarki surowcami mineralnymi”
W dniach 6-8 listopada 2024 r. w Krynicy Zdrój odbyła się XXXIII Konferencja z...
Jubileusz XX-lecia Stowarzyszenia Przemysłu Wapienniczego
Stowarzyszenie Przemysłu Wapienniczego (SPW) obchodziło jubileusz XX-lecia swojej działalności, u...
Podsumowanie jubileuszowej 15. edycji Targów SYMAS® MAINTENANCE
- Targi SYMAS® MAINTENANCE z roku na rok są coraz lepsze, mamy coraz więcej klientów. Naprawd...
Seminarium „Droga do neutralności klimatycznej Cemex”
Blisko 200 uczestników pojawiło się na cyklicznym seminarium „Droga do neutralności klima...