P O L I T E C H N I K A G D A Ń S K A

Wydział Inżynieri i Lądowej i Środowiska

Katedra Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego

80-233 Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12

1. Badania makroskopowe gruntu wg PN-EN ISO 14688-1

1.1 Zasada i zastosowanie metody

Badania makroskopowe polegają na określeniu rodzaju i niektórych cech fizycznych gruntu poprzez

jego ocenę wizualną, bez użycia specjalistycznych przyrządów i aparatury. Są to badania przybliżone,

wykonywane najczęściej w terenie, których wyniki należy potwierdzić badaniami laboratoryjnymi.

1.2 Określenie pochodzenia gruntu

Grunty w większości przypadków powstają w danym miejscu wyniku naturalnych procesów

geologicznych. Takie grunty określamy jako naturalne (rodzime). Grunty powstałe w wyniku

działalności ludzkiej nazywamy gruntami antropogenicznymi. Mogą być one zbudowane z materiału

naturalnego – przemieszczony materiał naturalny (np. nasypy budowlane lub niebudowlane), bądź z

materiału sztucznego (np. z odpadów poprodukcyjnych, żużli, popiołów, kruszyw sztucznych itp.).

Określenie pochodzenia danego gruntu przeprowadza się na podstawie oględzin i obserwacji terenu

oraz próbek gruntu wydobywanych z odwiertów lub wykopów, jak również na podstawie materiałów

(dokumentacji) archiwalnych, dotyczących danego terenu.

1.3 Określenie czy grunt jest organiczny czy mineralny

Określenia tego dokonujemy na podstawie obserwacji cząstek gruntu, barwy, zapachu, podatności

i gęstości. Grunty organiczne najczęściej wydzielają charakterystyczny zapach pleśni, który można

zintensyfikować przez podgrzewanie. Ponadto w takich gruntach jak torfy można dostrzec liczne

włókna organiczne (roślinne). Grunty organiczne mają najczęściej barwę czarną, ciemnoszarą lub

ciemnobrunatną. Po wysuszeniu wykazują wyraźnie mniejszy ciężar objętościowy od gruntów

organicznych, a pod naciskiem wykazują dużą podatność (odkształcalność objętościową). W zależności

od zawartości części organicznych, składu chemicznego i genezy można wyróżnić: torfy, namuły, gytie

i grunty próchnicze. Grunt próchniczy charakteryzuje się tym, że części organiczne występują w formie

domieszek, a główny materiał jest mineralny (piasek lub pył). Metody oznaczania i opisu gruntów

organicznych podane są w p. 5.11 i 5.12 w/w normy.

1.4 Określenie ziarnistości gruntu

Wyróżnia się grunty bardzo gruboziarniste, gruboziarniste i drobnoziarniste.

Grunty bardzo gruboziarniste to takie w których zawartość głazów i kamieni o wymiarze powyżej

63 mm jest większa niż 50% masy.

Grunty gruboziarniste to takie, w których ziarna i cząstki w stanie wilgotnym nie zlepiają się. W

gruntach tych zwykle ziarna można dostrzec gołym okiem. W przypadku gdy ponad 50% (masy) gruntu

gruboziarnistego zajmują ziarna o wymiarze ponad 2 mm - mamy do czynienia ze żwirem.

W przeciwnym razie mamy do czynienia z piaskiem. W zależności od proporcji poszczególnych frakcji

możemy grunty gruboziarniste podzielić na: żwiry grube, żwiry średnie, żwiry drobne, piaski grube,

piaski średnie i piaski drobne. Klasyfikacji gruntu pod tym względem dokonuje się na podstawie

wzrokowej oceny wielkości ziaren i zawartości poszczególnych frakcji. Przydatne jest tu doświadczenie

osoby wykonującej badanie.

W przypadku, gdy wilgotne ziarna i fragmenty gruntu zlepiają się i tworzą grudki odkształcające się plastycznie – mamy do czynienia z gruntami drobnoziarnistymi. W gruntach tego typu zwykle ziaren

głównej frakcji nie można dostrzec gołym okiem. Grunty drobnoziarniste złożone są głównie z frakcji

pylastej i ilastej, ale mogą też zawierać domieszki frakcji grubszych. W zależności od wzajemnej

proporcji poszczególnych frakcji możemy tu wyróżnić: pyły, iły, pyły piaszczyste, iły piaszczyste, iły

pylaste itp. Klasyfikacji gruntu pod tym względem dokonuje się na podstawie wzrokowej oceny

plastyczności gruntu oraz zwartości pyłu i iłu, opisanej w pkt. 1.5.

Spotyka się również grunty należące do tzw. grupy pośredniej – np. żwiry zapylone, żwiry zailone,

piaski zapylone, piaski zailone itp..

1.5 Określenie plastyczności gruntu oraz zawartości piasku, pyłu i iłu

W celu oznaczenia plastyczności (zwięzłości) wilgotną kulkę gruntu o średnicy około 7 mm powinno

się wałeczkować na gładkiej powierzchni aby otrzymać wałeczek o średnicy około 3 mm. Następnie

należy utworzyć ponownie kulkę i powtarzać wałeczkowanie do chwili, kiedy na skutek utraty wody,

gruntu nie daje się wałeczkować, a tylko zlepiać. Osiąga się wtedy granicę plastyczności. W wyniku

badania stwierdza się, że grunt ma:

a) małą plastyczność – gdy próbka wykazuje spoistość, ale nie daje się wykonać wałeczka o średnicy

3 mm,

b) dużą plastyczność – gdy próbka daje się wielokrotnie wałeczkować do cienkich wałeczków.

Mała plastyczność wskazuje na dużą zawartość pyłu, a duża plastyczność świadczy o dużej zawartości

iłu.

Do oceny zawartości piasku, pyłu i iłu wykorzystuje się próbę rozcierania w wodzie, potrząsania próbką oraz rozcinania nożem.

Próba rozcierania polega na umieszczeniu niewielkiej ilości gruntu między palcami dłoni i rozcierania

go po zanurzeniu w wodzie. W czasie rozcierania próbujemy wyczuć zawartość ziaren piasku. Jeżeli

wyczuwa się dużą ilość ziaren piasku mamy do czynienia z pyłem piaszczystym lub iłem piaszczystym.

Ponadto grunt ilasty przy rozcieraniu sprawia wrażenie śliskości (mydła), przykleja się do palców i po

wysuszeniu nie można go usunąć bez opłukiwania. Grunt pylasty daje wrażenie szorstkości, a po

wysuszeniu łatwo daje się usunąć z palców.

Próba potrząsania polega na przerzucaniu z dłoni do dłoni wilgotnej próbki o rozmiarze ok. 20-30

mm. Próbka staje się błyszcząca na skutek pojawienia się wody na jej powierzchni. Po naciśnięciu

próbki palcami, woda z powierzchni znika. Zawartość pyłu i iłu może być określona na podstawie czasu

potrzebnego na pojawienie się wody przy wstrząsaniu i jej zaniku przy nacisku. W przypadku pyłu

woda szybko się pojawia i znika. W przypadku dużej zawartości iłu wstrząsanie i nacisk nie dają efektu.

Im wolniej pojawia się i znika woda, tym większa jest zawartość iłu w próbce.

Próba rozcinania próbki nożem polega na obserwacji powierzchni gruntu po rozcięciu nożem. Połysk

świadczy o dużej zawartości iłu, powierzchnia matowa – jest charakterystyczna dla pyłu lub pyłu ilasto-

piaszczystego o małej plastyczności.

1.6 Określenie struktury gruntu

Przy ocenie struktury gruntu stwierdza się czy ma budowę ciągłą (jednorodną), nieciągłą (niejednorodną) czy warstwową. Do oceny tej potrzebna jest próbka gruntu typu NNS (o nie naruszonej

strukturze). Nieciągłości objawiają się nagłymi zmianami barwy, osłabieniami oraz nagłymi zmianami

plastyczności. Nieciągłości chaotyczne i nieregularne mają zwykle pochodzenie mechaniczne

(w wyniku uskoków tektonicznych, osunięć, ścięć i innego przemieszczania się mas gruntowych).

Nieciągłości regularne - warstwowe mają pochodzenie sedymentacyjne.

1.7 Określenie konsystencji gruntu

Pod względem konsystencji można stwierdzić, że badany grunt spoisty jest:

a) miękkoplastyczny – jeśli wydostaje się między palcami dłoni przy ściskaniu

b) plastyczny – jeśli daje się formować przy lekkim nacisku palców

c) twardoplastyczny – jeśli nie może być formowany palcami, lecz daje się wałeczkować do średnicy

3 mm bez spękań i rozdrabniania się

d) zwarty – jeśli nie daje się wałeczkować do średnicy 3 mm, lecz jest ciągle wilgotny i pozwala na

uformowanie grudki (kulki)

e) bardzo zwarty – jeśli jest wysuszony, ma najczęściej jasną barwę i rozpada się przy próbie

formowania.

1.8 Określenie barwy gruntu

Barwę gruntu należy określić na próbce świeżo pobranej z podłoża i przy świetle dziennym. Do

określenia barwy wskazane jest skorzystanie z wzorcowej skali barw. Barwę gruntu określa się po

przełamaniu próbki gruntu. Przy opisie najpierw podajemy odcień i jego intensywność, a następnie

barwę dominującą (np. ciemnożółto-szara).

1.9 Określenie zawartości węglanów w gruncie

Zawartość węglanów (głównie CaCO3) oznacza się za pomocą kropli rozcieńczonego kwasu solnego

(10%). Na podstawie wyniku badania rozróżnia się następujące cechy gruntu

a) grunt bezwapnisty (0) – jeżeli po zadziałaniu kwasem solnym nie obserwuje się żadnej reakcji

b) grunt wapnisty (+) – jeżeli zadanie kwasu solnego powoduje wyraźne lecz krótkotrwałe burzenie

c) grunt silnie wapnisty (++) – jeżeli dodanie kwasu solnego wywołuje silne i długotrwałe burzenie.

1.10 Frakcja główna i drugorzędna gruntu

Frakcja główna określa właściwości inżynierskie gruntu. W symbolach gruntów oznacza się ją skrótem

rozpoczynającym się od dużych liter i umieszczanym na końcu symbolu.

W przypadku gruntów bardzo gruboziarnistych i gruboziarnistych frakcją główną jest frakcja

o przeważającej masie.

W przypadku gruntów drobnoziarnistych, główną frakcją jest odpowiedni rodzaj gruntu

drobnoziarnistego (ił lub pył) determinujący właściwości inżynierskie gruntu.

Frakcje drugorzędne są oznaczone w symbolach gruntów małymi literami. W nazwach gruntów

przedstawia się je w formie przymiotnika lub rzeczownika ze spójnikiem „z” lub wyrazem

„domieszka”.

Ze względu na ujednolicenie w krajach Unii Europejskiej symbole gruntów odpowiadają ich nazwom w

języku angielskim. Na przykład:

- żwir piaszczysty - saGr (sandy Gravel)

- piasek gruby zapylony - siCSa (silty Coarse Sand)

- piasek drobny zailony - clFSa ( clayey Fine Sand)

- pył piaszczysty – saSi (sandy Silt)

- Ił piaszczysto-pylasty - sasiCl (sandy-silty Clay)

Zgodnie z załącznikiem krajowym NA do normy PN-EN ISO 14688-2 zachowano polską nazwę „glina”, która odpowiada piaszczysto-ilastym pyłom (sasiSi) – glina pylasta oraz piaszczysto-pylastym

iłom (sasiCl) – glina ilasta. Pozostawiono również nazwę „pospółka” jako nazwę uzupełniającą: Piasek

ze żwirem (grSa) – pospółka; Żwir ilasty (clGr) oraz Żwir piaszczysto-pylasty (sisaGr) – pospółka

ilasta.

1.11 Spoistość

Grunty dla których możliwe jest określenie granicy plastyczności zgodnie z p. 1.5 (5.8 wg normy) są określane jako wykazujące właściwości spoiste i nazywane są gruntami spoistymi

Na podstawie badań opisanych w p. 1.5 i oznaczeniu gruntu jako pyłu lub iłu można grunt

zakwalifikować jako:

- o małej spoistości

- o dużej spoistości.

Dokładne oznaczenie możliwe jest jedynie przez ustalenie granic płynności i plastyczności w badaniach

laboratoryjnych. Im większa zawartość frakcji iłowej tym większa spoistość.

Załącznik