Kategorie geotechniczne gruntu i obiektów budowlanych

Kategorie geotechniczne określa się dla gruntów i budynków przed rozpoczęciem procesu budowlanego. W zależności od kategorii gruntu na danym terenie mogą na nim powstać obiekty określonej kategorii. Zatem planując konkretną inwestycję należy przeprowadzić badania geotechniczne pozwalające stwierdzić, czy na określonym gruncie można posadowić dany obiekt.

Badanie geotechniczne gruntu

Podczas badania geotechnicznego weryfikowane są takie parametry, jak:

• typ gruntu,
• chemiczne właściwości gruntu,
• fizyczne właściwości gruntu,
• obecność i właściwości wód gruntowych.

Kategorie geotechniczne gruntu

W zależności od stopnia skomplikowania, wyróżnia się:

• proste warunki gruntowe — to najkorzystniejsze warunki, grunt jest jednorodny genetycznie. Na takim terenie można zbudować niemal każdy obiekt budowlany. Nie występują tu niekorzystne zjawiska geologiczne. Zwierciadło wód gruntowych znajduje się poniżej projektowanego poziomu posadowienia obiektu. Nie występują tu grunty słabonośne, grunty organiczne ani nasypy niekontrolowane.
• złożone warunki gruntowe — charakteryzuje je występowanie warstw gruntów niejednorodnych. Grunt jest zmienny pod względem genetycznym i litologicznym. Występują tu grunty słabonośne, nasypy niekontrolowane oraz grunty organiczne. Woda gruntowa znajduje się powyżej projektowanego poziomu posadowienia.
• skomplikowane warunki gruntowe — w tej kategorii mieszczą się grunty zapadowe, ekspansywne, a także nieruchomości zlokalizowane np. w pobliżu dolin i delt rzek, czy na terenach morskich. Na terenie o skomplikowanych warunkach gruntowych występują różne niekorzystne zjawiska geologiczne jak np. szkody górnicze, zjawiska form krasowych i osuwiskowych.

Kategorie geotechniczne obiektów budowlanych

Polskie prawo budowlane określa trzy kategorie geotechniczne obiektów budowlanych – I, II i III.

Pierwsza kategoria geotechniczna obejmuje niewielkie obiekty budowlane konstruowane w prostych warunkach gruntowych. Będą to:

• 1 lub 2 kondygnacyjne budynki mieszkalne i gospodarcze, bez piwnicy
• wykopy do głębokości 1.20 metra
• nasypy budowlane do wysokości 3.00 metrów
• wykopy potrzebne przy układaniu przepustów lub przewodów, rowy odwadniające
• obiekty mostowe ze swobodnie podpartymi przęsłami o rozpiętości do 15 m w prostych warunkach podłoża.

W przypadku obiektów budowlanych, które otrzymały pierwszą kategorię, wystarczy jedynie opinia geotechniczna.

Do drugiej kategorii geotechnicznej zalicza się obiekty posadawiane w prostych i złożonych warunkach gruntowych, którymi będą:

• powszechnie spotykane konstrukcje posadowione bezpośrednio, a także na fundamentach płytowych i palowych
• budynki mieszkalne lub biurowe o wysokości do 10 kondygnacji
• hala magazynowe budowane na terenie o powierzchni nie większej od 1 hektara
• kanalizacja lub wodociąg, które układane zostaną w wykopie o głębokości większej od 1,20 metra.

Dla obiektów drugiej kategorii budowanych w prostych warunkach gruntowych wystarczy opinia geotechniczna oraz dokumentacja badań podłoża gruntowego, a także projekt geotechniczny. Jeżeli natomiast występują złożone warunki gruntowe wykonuje się dodatkowo dokumentację geologiczno-inżynierską.

Trzecia kategoria geotechniczna obejmuje większe obiekty budowlane posadawiane w skomplikowanych warunkach gruntowych a także nietypowe obiekty budowlane, niezależnie od stopnia skomplikowania warunków gruntowych. W trzeciej kategorii zawsze znajdą się obiekty mogące znacząco oddziaływać na środowisko. W kategorii tej znajdą się:

• budynki wysokościowe (powyżej 55 metrów) projektowane w istniejącej zabudowie miejskiej
• budynki wysokie posadowione na głębokości większej niż 5.0 metrów lub posiadające więcej niż jedną kondygnację podziemną. Budynki wysokie to budynki o wysokości ponad 25 m do 55 m włącznie nad poziomem terenu lub mieszkalne o wysokości ponad 9 do 18 kondygnacji nadziemnych włącznie. Budynek mieszkalny o 10 kondygnacjach będzie więc kwalifikował się do tej kategorii, jeżeli będzie miał dwie kondygnacje podziemne lub gdy poziom posadowienia będzie większy niż 5.0 metrów ppt.
• obiekty infrastruktury krytycznej (obiekty energetyki jądrowej, rafinerie, zakłady chemiczne, zapory wodne)
• obiekty zabytkowe
• obiekty monumentalne.

W przypadku budowli z trzeciej kategorii poza opinią geotechniczną należy sporządzić dokumentację badań podłoża gruntowego, projektu geotechnicznego oraz dokumentację geologiczno-inżynierską. W wymagany jest rozszerzony program badań podłoża gruntowego w tym badań wytrzymałościowo-odkształceniowych.

Dokumentacja geotechniczna

W zależności od warunków gruntowych i kategorii obiektu budowlanego wymagane jest sporządzenie dokumentacji o innym poziomie zaawansowania. Może to być:

• opinia geotechniczna
• dokumentacja badań podłoża
• projekt geotechniczny
• dokumentacja geologiczno-inżynierska.

Najprostszym dokumentem jest opinia geotechniczna. Opracowanie to sporządza geotechnik lub geolog, głównie na podstawie archiwalnych map, przekrojów, kart otworów wiertniczych itp. oraz własnego doświadczenia. Niekiedy konieczne okazuje się wykonanie płytkich, kilkumetrowych otworów wiertniczych lub inne badania potrzebne do uszczegółowienia materiałów archiwalnych.

Opinia geotechniczna ocenia przydatność gruntu na potrzeby budownictwa i wskazuje kategorię geotechniczną obiektu. Zawiera informacje o poszczególnych warstwach gruntu, ich miąższości, stanie oraz o poziomie wód podziemnych, jak również orientacyjne obliczenia nośności gruntu i ogólne zalecenia co do poziomu posadowienia, stateczności zboczy, konieczności obniżenia poziomu wód gruntowych w trakcie budowy czy potrzeby wzmocnienia podłoża.

Dokumentacja badań podłoża gruntowego składa się z kilku etapów. Obejmuje badania wstępne, dzięki którym ustala się lokalizację i plan budowli, badania do celów projektowych oraz kontrolę oraz monitoring. Wybór poszczególnego badania zależy od lokalizacji i przewidywanego rodzaju budowli. Ich wyniki potrzebne są do opisania warunków w podłożu, które są istotne są dla planowanych prac. Pomagają także we wszystkich stadiach budowy. Informacje otrzymane z badania mówią m.in o bezpieczeństwie w odniesieniu do stanów granicznych. np. poślizg mas gruntowych i skalnych.

Projekt geotechniczny zawiera prognozę zmian właściwości podłoża gruntowego w czasie, oszacowanie częściowych współczynników bezpieczeństwa i obliczeniowych wartości parametrów geotechnicznych, określenie oddziaływań (obciążeń) od gruntu, przyjęcie modelu geotechnicznego podłoża, obliczenie nośności i odkształcalności podłoża oraz ogólnej stateczności, ustalenie danych niezbędnych do projektu fundamentów, specyfikację badań służących do zapewnienia wymaganej jakości robót, określenie szkodliwości działania wód gruntowych na obiekt budowlany i metod zapobiegania tym zagrożeniom oraz wyznaczenie zakresu monitoringu koniecznego do zapewnienia bezpieczeństwa w trakcie wykonywania i późniejszego użytkowania budynku.

Dokumentacja geologiczno-inżynierska to najbardziej skomplikowane opracowanie, podlegające prawu geologicznemu i górniczemu, które musi zatwierdzić odpowiedni dla danej lokalizacji organ administracji geologicznej. Sporządzenie dokumentacji wymaga wykonania wielu badań laboratoryjnych i terenowych i opracowania ich przez geologa z odpowiednimi uprawnieniami.

W trakcie badania podłoża, na etapie projektowania, a czasem nawet wykonawstwa, może nastąpić zmiana kategorii geotechnicznej, co wydłuża czas realizacji inwestycji i zwiększa jej koszty.

Fot. drimgeo.pl