Grupa BARG

Rodzaje badań geotechnicznych

Badania geotechniczne są niezbędne do określenia właściwości ośrodka gruntowego. Ich rodzaj oraz lokalizacja dostosowane są do warunków terenowych i konkretnych zadań inżynierskich. Należą do nich m.in. wiercenia, sondowania, badania lekką płytą dynamiczną i sztywną płytą VSS, a także badania laboratoryjne. W naszym artykule przedstawiamy i krótko charakteryzujemy poszczególne rodzaje badań geotechnicznych. Zapraszamy do lektury.

Wiercenia jako najprostsza i najpopularniejsza metoda

Prostą i najpopularniejszą metodą rozpoznania budowy podłoża gruntowego są wiercenia, które stosuje się za pomocą zestawów ręcznych, udarowych lub wiertnic mechanicznych – w zależności od ośrodka i możliwości dojazdu na wyznaczony punkt. Ręczne odwierty mogą być wykonywane do głębokości kilku metrów. Cechują się mobilnością oraz możliwością wiercenia w każdych warunkach terenowych. W przypadku mocniejszej struktury badanych gruntów wykorzystuje się mechaniczne zestawy udarowe wyposażone w próbniki okienkowe lub wiertnice mechaniczne, które instalowane są na pojazdach wyposażonych w podwozie kołowe bądź gąsienicowe.

Wiercenia mechaniczne można podzielić na wiercenia świdrem ślimakowym (sznekiem) w rurach osłonowych, lub bez rur i wiercenia rdzeniowane. Wiercenia sznekiem wykonuje się za pomocą świdra spiralnego, dzięki któremu możliwe jest rozpoznanie podłoża gruntowego do głębokości około 25-30 m p.p.t. Wiercenia rdzeniowane są już nieco bardziej zaawansowane. Przydają się zwłaszcza przy rozpoznaniu utworów skalistych, nawierzchni dróg, lotnisk oraz w przypadku potrzeby poboru prób o nienaruszonej strukturze, a także przy badaniu osuwisk.

Zamiast badań laboratoryjnych

Dwie metody wyróżniamy w sondowaniu, czyli badaniach geotechnicznych terenowych, które polegają na wciskaniu, wbijaniu lub wkręcaniu w grunt odpowiednio skalibrowanej końcówki. Sondowanie pozwala określić różne parametry ośrodka gruntowego.

W przypadku sondowania dynamicznego jest to możliwe dzięki związkom korelacyjnym stanu gruntu. Sondy DPL, DPM, DPH i DPSH pozwalają na określenie stopnia zagęszczenia gruntów sypkich, sondy SVLT i FVT na określenie wytrzymałości na ścinanie (w gruntach spoistych), a sondy SPT na określenie wytrzymałości i odkształcenia gruntów niespoistych oraz rodzaju i stanu gruntów spoistych.

Sondowania statyczne (CPT , SCPT, CPTu) są z kolei metodą badań in situ (w warunkach naturalnego występowania badanego gruntu), która umożliwia ustalenie parametrów gruntu – od parametrów wiodących (ID, IL), przez wytrzymałość na ścinanie w warunkach bez odpływu i kąt tarcia, po moduły ściśliwości. Sondowania statyczne gwarantują ciągłość pomiaru oraz jego dokładność, która wynosi 1 cm. Zaletą jest również fakt, że sondowania statyczne mogą zastąpić badania laboratoryjne, które są kosztowne i długotrwałe.

Uzupełnienie badań terenowych

A propos badań laboratoryjnych – stanowią one etap po badaniach makroskopowych i stosowane są jako uzupełnienie badań terenowych. Istotny wpływ na jakość badań laboratoryjnych ma jakość próbek, które dostarczane są do laboratorium. Próby pobierane bez naruszenia struktury, z zachowaną wilgotnością i porowatością, stanowią próby klasy A. Dzięki nim można określić granice warstw oraz parametry gruntu: gęstość, wskaźnik zagęszczenia, porowatość, przepuszczalność, ściśliwość i wytrzymałość na ściskanie. Próby o klasie poboru B i C dostarczają informacje o uziarnieniu i wilgotności oraz takich właściwościach, jak: następstwo warstw i ich przybliżone granice, granice Attenberga, gęstość właściwą i zawartość części organicznych.

Płyty statyczne i dynamiczne

Wracając do badań terenowych, do ich przeprowadzenia można posłużyć się także płytą sztywną i dynamiczną. Badania płytą sztywną VSS pozwalają określić moduł odkształcenia dzięki wyznaczeniu nośności i zagęszczenia nawierzchni podatnych, podbudów i podłoży drogowych do głębokości nie większej niż 50 cm. Jest to metoda polegająca na pomiarze odkształceń pionowej warstwy pod wpływem nacisku statycznego. Jest on wywierany za pomocą okrągłej płyty stalowej za pośrednictwem siłownika hydraulicznego z dołączonym manometrem.

Poprzez badania lekką płytą dynamiczną ocenia się nośność i kontrolę zagęszczenia nawierzchni podatnych, podbudów i podłoży drogowych. Są one wykonywane dzięki dynamicznemu obciążaniu płyty o średnicy 30 cm ciężarem 10 kg. Z połączonego z nią rejestratora odczytuje się wartości osiadań, na podstawie których liczony jest moduł dynamiczny Evd. Wgląd w tabelę korelacyjną pozwala także obliczyć wartość wskaźnika zagęszczenia Is.

Kompleksowymi badaniami geotechnicznymi, geologicznymi, polowymi i laboratoryjnymi gruntów, badaniami wody gruntowej, badaniami geofizycznymi i badaniami nasypów zajmuje się Grupa BARG, która jest ogólnopolską siecią laboratoriów badawczych. Wyniki badań opracowuje w formie raportów, protokołów, ekspertyz, opinii i dokumentacji geotechnicznych oraz dokumentacji geologiczno-inżynierskich.