Budownictwo Ziemne

1. Budownictwo Ziemne SGGW w Warszawie Wydział Inżynieriii Kształtowania Środowiska Katedra Geoinżynierii

2. Tematyka wykładów 1. Podstawy Projektowania Budowli Ziemnych 2. Grunty Budowlane – Charakterystyka Geotechniczna 3. Obliczenia Statyczne Budowli Ziemnych 4. Roboty Przygotowawcze i Zabezpieczające 5. Wykopy

3. Tematyka wykładów 6. Nasypy 7. Nasypy Na Gruntach Słabych 8. Konstrukcje Ziemne i Betonowo – Ziemne 9.Grunt Zbrojony

4. Literatura • 1. Bobiński E., Kowalewski J., Krzepkowski W., Maciejewicz A., Nowak S., Tyczyński Z., Wolski W. (1977). Technologia iorganizacja robót w budownictwie wodnym. Arkady, Warszawa. • 2. Czyżewski K., Wolski W., Wójcicki S., Żbikowski A. (1973). Zapory ziemne. Arkady, Warszawa. • 3. Huckel S. (1959). Grodze. Arkady, Warszawa. • 4. Roboty ziemne. Warunki techniczne wykonania i odbioru (1996). Ministerstwo Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa.

5. W Budownictwie Ziemnymgrunt traktowany jest jako materiał budowlany, z którego wykonywane są konstrukcje i budowle ziemne (np. nasypy) oraz jako ośrodek, w którym wykonywane są inne budowle (np. kanały). Celem przedmiotu jest zapoznanie studentówz typami i rodzajami budowli i konstrukcji ziemnych, zarówno dużych jak i niewielkich, ich obliczeniami statycznymi oraz z zasadami projektowania i wykonywania robót i budowli ziemnych.

6. WYKORZYSTANIE MECHANIKI GRUNTÓW W ROZWIĄZYWANIU PROBLEMÓW GEOTECHNICZNYCH PROJEKTOWANIE I WYKONAWSTWO BUDOWLI ZIEMNYCH POSADOWIENIE BUDOWLI NA GRUNTACH SKŁADOWISKA ODPADÓW SPECJALNE PROBLEMY • dobór materiału do budowy zapór ziemnych, wałów, grobli, dróg, itp. • wybór metod obliczania stateczności i odkształceń • badanie i dobór parametrów do obliczeń • kontrola stanu • technicznego • budowli • rozpoznanie właściwości podłoża • wybór metody posadowienia • wzmacnianie podłoża - dobór metod obliczeniowych w projektowaniu • składowanie odpadów poprzemysłowych i komunalnych - wykorzystanie odpadów poprzemysłowych w budownictwie -zagospodarowanie terenów poprzemysłowych • posadowienie budowli na gruntach ekspansywnych • dynamiczne odciążenia gruntów

7. PROJEKTOWANIE I WYKONAWSTWO BUDOWLI ZIEMNYCH Ø DOBÓR MATERIAŁU DOBUDOWYZAPÓR ZIEMNYCH, WA ŁÓW, GROBLI, DRÓG, itp Ø WYBÓR METOD OBLICZANIA STATECZNOŚCI ODKSZTAŁCEŃ Ø BADANIA I DOBÓR PARAMETRÓW DO OBLICZEŃ Ø KONTROLA STANU TECHNICZNEGO BUDOWLI

8. POSADOWIENIE BUDOWLI NA GRUNTACH Ø ROZPOZNANIE W ŁAŚCIWOŚCI POD ŁOŻA Ø WYBÓR METODY POSADOWIENIA Ø WZMACNIANIE POD ŁOŻA Ø DOBÓR METOD OBLICZENIOWYCH W PROJEKTOWANIU

9. SKŁADOWISKA ODPADÓW - Składowanie odpadów poprzemysłowych i komunalnych - Zagospodarowanie terenów poprzemysłowych - Wykorzystanie odpadów poprzemysłowych w budownictwie

10. POSADOWIENIE BUDOWLI NA GRUNTACH Posadowienie bezpośrednie Ściany oporowe Ścianki szczelne Obudowa wykopów Konstrukcje podziemne Posadowienie bezpośrednie Ściany oporowe

11. Ścianki szczelne Obudowa wykopów Konstrukcje podziemne

12. 1.  Ogólne Wiadomości o Rodzajach Budowli Ziemnych Budowle Ziemne powstają poprzez wykonywanie nasypów i wykopów o różnych kształtach i różnych wymiarach , przy czym technologia ich wykonania polega zazwyczaj na odspojeniu i wydobyciu gruntu z wykopów, przemieszczeniu urobku na miejsca nasypów oraz na ich uformowaniu w zależności od celu i przeznaczenia budowli. Nierzadko do budowy nasypów wykorzystuje się grunty antropogeniczne, powstałe w wyniku gospodarczej lub przemysłowej działalności człowieka (odpady komunalne, pyły dymnicowe, odpady poflotacyjne).

13. PRZYKŁADY ROBÓT ZIEMNYCH STAŁE (STATECZNOŚĆ STAŁA) CZASOWE (STATECZNOŚĆ OGRANICZONA W CZASIE) • zapory wodne ziemne, obwałowania rzek, nasypy drogowe i kolejowe, groble stawów rybnych itp., • zbiorniki odpadów przemysłowych np. poflotacyjne • hałdy magazynowe np. w portach przeładunkowych • podtorza ziemne dla kolei i dróg kołowych, • roboty niwelacyjne dla zakładów przemysłowych, osiedli mieszkaniowych, lotnisk, stadionów itp., • kanały żeglowne, kanały nawadniające oraz roboty z zakresu regulacji rzek i potoków • wykopy pod budynki mieszkalne, przemysłowe, mosty, zapory wodne, śluzy nadbrzeża itp., • rowy dla instalacji kanalizacyjnych, wodociągowych, kabli, sieci gazowej itd., • nasypy ziemne w postaci grodz dla budowli hydrotechnicznych

14. ELEMENTY ROBÓT ZIEMNYCH WYKOPY NASYPY • szerokoprzestrzenne (szerokość dna > 1,5 m; długość nieograniczona) • wąskoprzestrzenne (szerokość dna ≤ 1,5 m; długość nieograniczona) • jamiste (szerokość i długość dna lub średnicy ≤ 1,5m) • wykonywanie nasypów, w szczególności wysokich i z różnorodnych gruntów jest zadaniem trudnym, wymagającym znajomości: • zasad stateczności nasypów • technologii robót ziemnych • właściwości gruntów • wybór sposobu prowadzenia robót zależy od: • ukształtowania terenu • rodzaju gruntu • rodzaju podłoża • dostępnych maszyn i środków transportu

15. KRYTERIA LOKALIZACJI BUDOWLI Rozpoznawanie rejonu inwestycji musi zapewnić projektantowi znajomość wszystkich elementów niezbędnych do wyboru najlepszej lokalizacji budowli ziemnej. Musi ona spełniać warunki wynikające z: - ekonomii budowli i jej stateczności, - bezpieczeństwa publicznego, - właściwego działania w przewidywanym okresie eksploatacji, - spełniać wymagania wynikające z ochrony środowiska. O miejscu wykonania budowli ziemnej decydują zatem warunki topograficzne i geotechnicznew podłożu budowli.

16. KRYTERIA TOPOGRAFICZNE • Czynniki topograficzneopracowuje się na podstawie: • analizy aktualnych map topograficznych, • studiów materiałów archiwalnych, • wizji terenowej (w celu sprawdzenia aktualności map z terenem).

17. Do najważniejszych obserwacji należą • odczytywanie rzeźby i morfologii terenu (dolina rzeczna i jej tarasy, stok górski, stożek napływowy itp.); • rozwój sieci hydrograficznej, ocena drenowania terenu przez płynące cieki, ustalenie objętości odpływu podziemnego, obecności źródeł i pomiar ich wydajności, • ustalenie głębokości zwierciadła wód podziemnych, wyznaczenie zasięgu wód powodziowych, ustalenie obecności wód w piwnicach, • stwierdzenie procesów geologicznych: erozji rzecznej, ablacji, osiadania zapadowego w obrębie gruntów makroporowatych, przejawów osuwisk, procesów krasowych itp., • określenie stanu zagospodarowania terenu: istniejącej zabudowy, dróg, rurociągów, rodzajów upraw rolniczo – leśnych.

18. Teren płaski, warstwy geologiczne są jednorodne, zwierciadło wód podziemnych występuje głęboko, brak wyraźnych objawów procesów geologicznych. Teren pofalowany,warstwy geologiczne zmienne pod względem litologicznym, woda podziemna występuje płytko w soczewkach lub przewarstwieniach, wyraźne objawy procesów geodynamicznych. Teren o intensywnym urzeźbieniu,duża zmienność warstw geologicznych o zaburzonym ułożeniu (tektonicznym lub sedymentacyjnym) – w odniesieniu do skał litych (zwięzłych) duża szczelinowość, woda podziemna występuje płytko tworząc podmokłości lub zabagnienia, intensywne procesy geodynamiczne (osuwiska, kras, erozja powierzchniowa rzeczna i morska, ablacja).

19. KRYTERIA GEOTECHNICZNE KATEGORIA GEOTECHNICZNA systematyzuje zakres i rodzaj badań geotechnicznych oraz sposób ich dokumentowania dotyczy konkretnego projektowanego lub budowanego obiektu i jest ustalana w zależności od rodzaju obiektu i stopnia złożoności warunków jego podłoża warunkuje metody obliczeń projektowych oraz badań kontrolnych w czasie budowy

20. KATEGORIĘ GEOTECHNICZNĄ 1 przyjmuje się do następujących konstrukcji lub ich części: • wykopów powyżej zwierciadła wody lub poniżej, gdy doświadczenia miejscowe wskazują, że wykonanie ich będzie łatwe, • posadowień bezpośrednich obiektów mostowych ze swobodnie podpartymi przęsłami rozpiętości 15 m w prostych warunkach podłoża, • nasypów wysokości do 3 m oraz ścian oporowych i zabezpieczeń wykopów, gdy różnica poziomów nie przekracza 2 m, • płytkich wykopów przy układaniu przepustów lub przewodów, rowów odwadniających itp., • budynków jedno- lub dwukondygnacyjnych o prostej konstrukcji, posadowionych na typowych fundamentach bezpośrednich lub palach.

21. KATEGORIĘ GEOTECHNICZNĄ 2 można przyjmować do następujących konstrukcji lub ich części: • typowych posadowień bezpośrednich i palowych podpór mostowych i budynków o złożonej konstrukcji, • ścian oporowych lub innych konstrukcji oporowych, utrzymujących grunt i wodę oraz zabezpieczeń wykopów, gdy różnica poziomów jest większa od 2 m, • nasypów budowli ziemnych wysokości ponad 3 m, • kotew gruntowych i podobnych systemów, • wykopów i przekopów na zboczach w złożonych warunkach podłoża, • tuneli w twardych i nie spękanych skałach, nie obciążonych wodami naporowymi i nie wymagających szczególnej szczelności, tuneli odkrywkowych itp.

22. KATEGORIA GEOTECHNICZNA 3 powinna być przyjmowana do następujących konstrukcji lub ich części: • autostrad i dróg ekspresowych (dróg klasy I i II), • mostów przez rzeki o świetle ponad 100 m lub rozpiętości przęseł powyżej 100 m, • głębokich wykopów poniżej zwierciadła wody, • nietypowych fundamentów głębokich i specjalnych, • urządzeń służących do czasowego lub trwałego obniżania poziomu wody gruntowej, wywołujących ryzyko dużych przemieszczeń mas gruntu i zniszczenia konstrukcji, • przekopów i przejść pod terenami o dużym natężeniu ruchu drogowego, • konstrukcji nabrzeży, • konstrukcji narażonych na wstrząsy sejsmiczne lub położonych na terenach górniczych kategorii II i wyższych, • konstrukcji posadowionych na gruntach pęczniejących i zapadowych, • wykopów prowadzonych w trudnych warunkach, zwłaszcza wśród zabudowy, • tuneli w skałach miękkich i spękanych, obciążonych wodami naporowymi, wymagających szczelności.