Badania geotechniczne działki

Przed zakupem działki warto wykonać jej badania geotechniczne w celu ustalenia jej przydatności do celów budowlanych. Działka która powierzchownie wydaje się idealna pod budowę pod ziemią może skrywać rzeczy które potrafią zwiększyć koszty budowy o wiele tysięcy złotych. Warstwy miękkoplastyczne powodują konieczność zastosowania większych fundamentów natomiast utwory organiczne mogą wymagać całkowitej wymiany na inny grunt a z kolei płytkie zwierciadło wód podziemnych może wykluczać lub bardzo utrudniać wykonanie piwnicy. Wykonanie badań geotechnicznych eliminuje niespodzianki podczas budowy, wyklucza też niespodziewane pękanie bądź osiadanie budynku po latach od budowy.

                Badania działki przed zakupem lub budową domu jednorodzinnego polegają na wykonaniu dwóch lub trzech otworów, zazwyczaj narzędziami ręcznymi, do głębokości około pięciu metrów. Na podstawie wierceń rozpoznaje się budowę geologiczną wierzchnich warstw oraz ich przybliżone parametry. Stosuje się zazwyczaj analizę makroskopową próbek, rzadziej badania laboratoryjne. Ponadto bada się położenie zwierciadła wody za pomocą świstawki hydrogeologicznej. Na podstawie uzyskanych wyników wykonuje się profile otworów, oraz za pomocą korelacji sporządza przekroje geologiczne pomiędzy otworami. Profile i przekroje są z kolei podstawą do opracowania opinii geotechnicznej, do której dołącza się dodatkowo odpowiednie mapy terenu oraz opis warunków geologicznych i lokalizacyjnych. Tak uzyskana opinia geotechniczna jasno stwierdza warunki geologiczne na działce znacznie wpływając na jej wartość, może być również wymagana do uzyskania pozwolenia na budowę.

Badanie uziarnienia gruntów

Grunty rzadko są złożone z cząstek o podobnym charakterze, częściej są mieszaninami cząstek o różnych wymiarach i składzie mineralnym. Podstawową metodą laboratoryjną dokładnego rozpoznawania składu granulometrycznego gruntu jest analiza sitowa. Badanie to polega na przesiewaniu próbki gruntu (uprzednio zważonej) przez kolejne sita o coraz mniejszych rozmiarach oczek a następnie ważeniu pozostałości na kolejnych sitach. Na podstawie uzyskanych wyników wykreśla się krzywą granulometryczną zaznaczając na osi odciętych w skali logarytmicznej średnice cząstek, natomiast na osi rzędnych zaznaczamy procentowe zawartości cząstek. Z otrzymanego wykresu odczytujemy średnice miarodajne odpowiadające zawartości cząstek 10%, 20%, 50%, 60% z których następnie wnioskujemy o przyporządkowaniu gruntu do odpowiedniej kategorii (zwykle używając trójkąta Fereta). Dzieląc średnice miarodajną D₆₀ przez średnicę D₁₀ otrzymujemy wskaźnik równoziarnistości gruntu, jeśli jest on mniejszy od 5, to grunt uznajemy za równoziarnisty.

Analiza granulometryczna nadaje się tylko do cząstek o odpowiednio dużych wymiarach, w przypadku mniejszych cząstek, głównie ilastych, należy przeprowadzić analizę aerometryczną.

Na podstawie powyżej opisanego badania nie tylko można sklasyfikować grunt, ale także obliczyć jego wodoprzepuszczalność co jest bardzo istotne w hydrogeologii. Pobierając kilka próbek i poddając je badaniom można wstępnie obliczyć współczynnik filtracji co pozwala na oszacowanie tempa napływu wody do wykupów budowlanych, odkrywek itp. Badanie to jest jednak tylko narzędziem wstępnym w tym zastosowaniu a dla dokładnych wyników należy wykonać inne badania, najczęściej próbne pompowanie.

Skąd się biorą wysadziny?

Wysadziny gruntowe są powszechnym zjawiskiem podnoszenia powierzchni gruntu w skutek zamarzania wody, które powoduje spękania i inne zniszczenia obiektów budowlanych. Powszechnie uważa się że zjawisko to jest spowodowane zwiększaniem się objętości wody podczas zamarzania. Prawda jest jednak bardziej skomplikowana. Woda zamarzając zwiększa swoją objętość o 9%, co przy gruncie nawet bardzo wilgotnym dało by jedynie kilkucentymetrowe wysadziny, a w praktyce obserwuje się dużo większe.

Wysadziny powstają dzięki zjawisku podciągania wody przez siły adsorpcji. Kryształy lodu przyciągają molekuły wody występujące poniżej strefy przemarzania powodując ich akumulacje i utworzenie soczewki lodowej. Podciągnięcie wody z strefy pod soczewką powoduje jej osuszenie a co za tym idzie spadek ciśnienia co z kolei skutkuje zasysaniem wody z niższych warstw i ponowne jej podciąganie i rozrost soczewki lodowej.

·         Powstanie wysadzin jest uwarunkowane głównie trzema warunkami:

·         Temperatura musi być wystarczająco niska i musi działać dostatecznie długo

·         Zwierciadło wody musi zalegać płytko bądź grunt musi być bardzo wilgotny

·         Podłoże gruntowe musi być wysadzinowe (uogólniając im grunt ma więcej drobnych cząstek tym jest bardziej wysadzinowy)

Rozpoznawanie gruntów mineralnych

Jednym z najbardziej podstawowych zadań terenowego geologa jest rozpoznawanie gruntów mineralnych na podstawie analizy makroskopowej. Metoda ta nie wymaga zastosowania żadnych narzędzi dlatego daje wyniki przybliżone, jednakże są one wystarczające dla wielu obiektów budowlanych, w szczególności dla budowy domów jedno i wielorodzinnych.

Rodzaj i stan gruntów spoistych rozpoznaje się za pomocą „wałeczkowania” polegającego na utworzeniu niewielkiej kulki z badanego gruntu (około 8 mm średnicy) i stopniowego jej wałkowania aż do utworzenia wałka o średnicy około 3 m a następnie ponownego utworzenia kulki i powtórzenia czynności aż do powstania spękań lub rozkruszenia próbki. Wyciągamy wnioski na podstawie końcowego wyglądu wałka oraz liczby wałeczkowań.

Jeżeli wałeczek szybko się rozsypał i ciężko go było zwałeczkować , lub rozwarstwił się podłużnie to grunt jest mało spoisty (piasek gliniasty, pył piaszczysty, pył). W przypadku gdy wałeczkowanie się udaje i dochodzi do spękań poprzecznych, ważna jest obserwacja połysku powierzchni próbki. Gdy powierzchnia próbki pozostaje cały czas matowa to grunt jest średnio spoisty ( glina piaszczysta, glina, glina pylasta) natomiast gdy pod koniec wałeczkowania grunt nabiera połysku to grunt jest spoisty zwięzły (glina piaszczysta zwięzła, glina zwięzła, glina pylasta zwięzła). Dla próbek które od początku wykazują połysk a w dotyku wydają się tłuste mamy do czynienia z  gruntami bardzo spoistymi (ił piaszczysty, ił, ił pylasty).

Grunty zgodnie z nazwami podanymi w nawiasach mogą należeć do trzech grup: piaszczystych, pośrednich bądź pylastych a o przydzieleniu do poszczególnej grupy decyduje zawartość piasku. Grunty piaszczyste posiadają ponad 50% frakcji piaszczystej, co przy rozcieraniu próbki w palcach powoduje wyraźne wyczuwanie jego obecności. W gruntach pośrednich na palcach wyczuwa się jedynie pojedyncze ziarenka (zawartość piasku powyżej 30%). W grupie gruntów pylastych, podczas rozcierania próbki nie wyczuwa się w ogóle obecności piasku, którego zawartość musi być mniejsza niż 30%.

Na postawie analizy makroskopowej przeprowadzonej według wyżej podanych zasad rozpoznaje się profile głównie w płytkich odwiertach wykonywanych ręcznie lub za pomocą wbijanych udarowo próbników zwykle do 6 m p.p.t ale także w głębszych odwiertach wykonywanych mechanicznie. W przypadku większych inwestycji uzyskane rezultaty potwierdza się jednak i uszczegóławia za pomocą metod laboratoryjnych.