Metody określania sztywności gruntów w badaniach geotechnicznych

Tomasz Godlewski, Tomasz Szczepański

Przedmiotem poradnika jest przegląd dostępnych metod badań geotechnicznych służących do określania charakterystyk sztywności gruntów. Opisano tu głównie (choć nie wyłącznie) metody, które wykorzystują pomiar prędkości fal sejsmicznych jako podstawy do wyznaczania parametrów sprężystych gruntu, głównie modułu odkształcenia postaciowego G. W poradniku przedstawiono podstawowe informacje dotyczące geofizycznych metod polowych oraz laboratoryjnych. Opis metod zawiera m.in. sposób wykonywania badań oraz podstawy interpretacji danych pomiarowych. Wnioski praktyczne dotyczące poszczególnych metod podano również w formie komentarzy. Przedstawiono także przykładowe wyniki dla wybranych oznaczeń parametrów sztywności (moduł ścinania) dla różnych typów gruntów uzyskanych tymi metodami. Poradnik jest pierwszą tego typu publikacją w Polsce, przeznaczoną głównie dla wykonawców dokumentacji badań podłoża oraz projektantów i inwestorów, a także studentów i nauczycieli akademickich, jako pomoc w kształceniu z przedmiotów geotechnicznych.

Ochrona zabudowy w sąsiedztwie głębokich wykopów

Walery Kotlicki, Stanisław Łukasik, Tomasz Godlewski, Witold Bogusz

Dynamiczny rozwój budownictwa na terenach miejskich zwiększa zapotrzebowanie na wykorzystanie przestrzeni podziemnej. Posadowienie budynków z wielokondygnacyjnymi częściami podziemnymi związane jest z realizacja głębokich wykopów, często do głębokości 25 – 30 m poniżej powierzchni terenu. Roboty te są najczęściej realizowane w centrach miast, w bliskim sąsiedztwie istniejącej zabudowy. Wymusza to konieczność przeprowadzenia oceny oddziaływania projektowanych prac na sąsiadujące obiekty. Wytyczne zawierają zalecenia dotyczące ochrony istniejącej zabudowy przed niekorzystnym wpływem przemieszczeń podłoża wywołanych realizacja głębokich wykopów. Zakres wytycznych obejmuje wykopy zabezpieczone pionowymi ścianami oporowymi zagłębionymi w gruncie. Ich celem jest sformalizowanie procedury oceny oddziaływania, jako elementu procesu projektowania i zarzadzania ryzykiem. Wytyczne obejmują następujące elementy: zasięg oddziaływania, przewidywane i dopuszczalne wartości przemieszczeń, minimalne wymagania związane z ocena stanu technicznego istniejących obiektów oraz ich monitoringiem, identyfikacje i zarzadzanie ryzykiem.

O przemarzaniu gruntu w Polsce

Jerzy Antoni Żurański, Tomasz Godlewski

W monografii przedstawiono wyniki analizy statystycznej i probabilistycznej głębokości przemarzania gruntu na obszarze Polski, a ściślej mówiąc, głębokości położenia izotermy zerowej, wyznaczonych na podstawie probabilistycznej analizy danych pomiarowych stacji meteorologicznych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego (IMGW-PIB). Omówiono czynniki wpływające na przemarzanie gruntu w zakresie losowo zmiennych zjawisk zewnętrznych (klimatycznych) oraz w zakresie częściowo stałych, a także częściowo losowo zmiennych (pod wpływem warunków zewnętrznych) właściwości gruntu. Na podstawie doświadczeń różnych badaczy oraz własnych zestawień przeanalizowano i wykazano na przykładach wpływ takich czynników, jak temperatura powietrza i wielkość opadów śniegu, tworzącego pokrywę śnieżną na gruncie. Oprócz czynników zewnętrznych, wpływających na głębokość przemarzania, omówiono czynniki związane z podłożem, takie jak rodzaj gruntu, jego struktura i stan, skład, zawartość wody. Przeanalizowano również problem rzeczywistej głębokości przemarzania gruntu w kontekście położenia izotermy zerowej. W dalszej części pracy omówiono techniki i metody pomiarowe głębokości przemarzania gruntu stosowane w Polsce oraz podano przykładowe wyniki takich pomiarów wraz z opisem metodyki wyznaczania położenia izotermy zerowej w gruncie. Prześledzono dotychczasowy stan normalizacji głębokości przemarzania gruntu, począwszy od prac Dębskiego z okresu dwudziestolecia międzywojennego poprzez propozycję mapy głębokości przemarzania podaną w roku 1955 w polskich normach, aż po ostatnią zmianę wprowadzoną w roku 1974. Omówiono także metody wykorzystane do ich opracowania, w stopniu, w jakim było to obecnie możliwe do ustalenia. W odniesieniu do propozycji z polskich norm omówiono współczesne propozycje zmian mapy przemarzania gruntu w Polsce, wykorzystujące zastosowanie tzw. wskaźnika mrozowego. Podstawowa część monografii obejmuje analizę probabilistyczną maksymalnych rocznych (zimowych) głębokości położenia izotermy zerowej z 45 stacji meteorologicznych IMGW-PIB z lat 1981/1982 – 2011/2012. Wartości charakterystyczne głębokości przemarzania gruntu, o okresie powrotu 50 lat, oszacowano za pomocą rozkładu prawdopodobieństwa wartości ekstremalnych (zwanego rozkładem Gumbela), którego parametry szacowano metodą największej wiarygodności. Wyniki przedstawiono tabelarycznie oraz graficznie w postaci wykresów. Na tej podstawie uzyskano zbiór danych o temperaturze gruntu, umożliwiający ich analizę probabilistyczną i podanie propozycji zmian na normowej mapie przemarzania gruntu. Nowe podejście, przedstawione w monografii, polega na wykorzystaniu rzeczywistych danych pomiarowych temperatury gruntu zgromadzonych przez stacje meteorologiczne, zastosowaniu rozkład prawdopodobieństwa Gumbela do wyznaczenia głębokości położenia izotermy zerowej o okresie powrotu 50 lat. Na podstawie oceny warunków gruntowych występujących na stacjach meteorologicznych oraz analiz danych z literatury zaproponowano podział na cztery rodzaje gruntów i współczynniki przeliczeniowe umożliwiające przeliczenie głębokości położenia izotermy zerowej dla gruntu przyjętego jako referencyjny (odniesienia) na pozostałe jego rodzaje. Pozwoliło to na graficzne wyznaczenie map terytorialnego rozkładu w postaci izolinii głębokości położenia izotermy zerowej w gruncie referencyjnym, o okresie powrotu 50 lat i przedstawienie tego jako propozycji Nowej mapy przemarzania gruntu w Polsce. Omówiono metodę ustalania strefowych wartości głębokości przemarzania w poszczególnych obszarach, przedstawiono nowy podział Polski na strefy oraz kierunki dalszych prac, a także wstępną propozycję współczynnika częściowego do wyznaczania wartości obliczeniowych głębokości przemarzania. W pięciu załącznikach podano: 1) lokalizację oraz opisy warunków gruntowych na stacjach meteorologicznych, z których wykorzystano wyniki pomiarów; 2) maksymalne roczne głębokości położenia izotermy zerowej wyznaczone w analizowanych stacjach meteorologicznych; 3) wykresy pomocnicze do ekstrapolacji wyników pomiarów; 4) wyniki obliczeń statystycznych i probabilistycznych; 5) wykresy na siatce probabilistycznej Gumbela wartości głębokości położenia izotermy zerowej w gruncie referencyjnym o okresie powrotu 50 lat odnośnie do 45 analizowanych stacji.

Projektowanie geotechniczne według Eurokodu 7

Lech Wysokiński, Walery Kotlicki, Tomasz Godlewski

Przedmiotem poradnika jest Eurokod 7 (norma PN-EN 1997), zawierający zasady projektowania geotechnicznego. Specyficznym wymaganiem Eurokodu 7 jest uzależnienie zakresu i rodzaju badań podłoża, niezbędnych obliczeń sprawdzających oraz wymaganej kontroli wykonania konstrukcji, od stopnia trudności zadania (kategorii geotechnicznej obiektu). Poradnik zawiera wyjaśnienia i oceny zawartych w Eurokodzie 7 wymagań i zaleceń, omówienia procedur postępowania przy projektowaniu według Eurokodu 7 najczęściej występujących w praktyce fundamentów, objętych tzw. 2. kategorią geotechniczną. Poradnik uwzględnia doświadczenia i dotychczasową praktykę polską, dokonując porównań Eurokodu 7 z normami polskimi. Zawiera przykłady obliczeniowe typowych, powszechnie stosowanych, konstrukcji fundamentów, rozwiązane „krok po kroku”. Poradnik jest pierwszą tego typu publikacją w Polsce, przeznaczoną głównie dla projektantów konstrukcji, wykonawców dokumentacji badań podłoża, inwestorów, a także studentów i nauczycieli akademickich, jako pomoc w kształceniu z przedmiotów geotechnicznych.